Система автоматического слежения за изменением температуры

Структурная и функциональная схемы электронного блока управления двигателем постоянного тока. Расчет предмощного каскада, гальванической развязки, модулятора, операционного усилителя, схемы защиты от перегрузок и коротких замыканий, источников питания.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 16.03.2015
Размер файла 866,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

, где Uвх = 300В (5.9.1)

тогда.

Диоды должны быть рассчитаны на ток Iд>Iпуск.

Исходя из вышеизложенного выбираем диоды КД257А.

Конденсаторы являются фильтрами. Величина конденсатора С1 обычно выбирается в пределах 0,02-0,1 мкФ, выбираем С1 = 0,047 мкФ на напряжение не менее 2·Uвх = 2·300 = 600В, выбираем стандартное значение напряжения - 600В. Чем больше емкость конденсатора фильтра на выходе источника, тем лучше сглаживаются пульсации выпрямленного напряжения. C2 зависит от тока нагрузки. Емкость С2 при токе 25,5A можно рассчитать как

(5.9.2)

Примем С = 300000 мкФ (из 3-х конденсаторов 100000), U = 220В. (-девиация напряжения, Т - период сетевого напряжения 0,02с)

Стабилизированные источники питания выполняются на интегральных стабилизаторах по типовым схемам.

Для источника напряжения +5В (рисунок 5.9.2), питающего микросхемы ТТL-логики К155 и К555, оптопары, задатчик и другие схемы, выбираем стабилизатор с фиксированным напряжением +5В КРЕН5А, у которого

Uвых=5В, Iвых = 3А. Выбираем конденсаторы С1 = 1000 мкФ, напряжение 63В; С2 = 5000 мкФ, напряжение 16В.

Рисунок 3.18 - Источник напряжения +5В

Для источника напряжений ±15В (рисунок 5.9.3), питающего компараторы, ОУ, выбираем стабилизатор с фиксированными двуполярным напряжениям ±15В КРЕН6А, у которого Uвых = ±15В, Iвых = 1,5А. Конденсаторы выбираются аналогично предыдущему пункту, С1 = С2 = 1000 мкФ, напряжение 63В,С3 = С4 = 5000 мкФ, напряжение 25В.

Рисунок 3.20 Источник напряжений ±15В

Для источника напряжения +5В (рисунок 5.9.4), питающего предмощный каскад, выбираем стабилизатор с фиксированным напряжением +5В КРЕН5А, у которого Uвых = 5В, Iвых = 3А. Конденсаторы С1 и С2 выбираются из вышеизложенных соображений.

Выбираем С1 = 1000 мкФ, напряжение 63В; С2=5000 мкФ, напряжение 25В.

Рисунок 3.21 - Источник напряжения +5В

4. Системные расчеты

4.1 Передаточная функция элементов схемы

В том случае, когда используется интегральная ШИМ, с якоря на вход интегратора подаётся обратная связь по напряжению. Структурная схема может быть представлена на рисунке 6.1.1.

Рисунок 6.1.1 - Структурная схема блока, охваченного отрицательной обратной связью

Переходные процессы импульсные, поэтому необходимо применять импульсные методы расчёта. Однако если удастся показать, что частота следования импульсов в несколько раз превышает частоту среза, то могут применяться непрерывные методы расчёта, что намного упрощает задачу. Представим передаточные функции элементов в виде апериодических звеньев. Коэффициенты передачи некоторых блоков, за исключением последнего, принимаем за единицу.

1) Интегратор:

(6.1.1)

где , где tх и UУ min находится по формуле

(6.1.2)

(6.1.3)

.

2) Компаратор:

(6.1.4)

Где ;

Тк = 310-6 с - постоянная времени компаратора;

3) Триггер:

(6.1.5)

где ;

Ттр = 2010-9 с - постоянная времени задержки триггера.

4) Элемент задержки:

(6.1.6)

где ;

Тэз = 510-9 с - время задержки на открывание ранее закрытого в паре транзистора.

5) Гальваническая развязка:

(6.1.7)

где ;

Тк = 0,162410-6 с - из справочника.

6) Предмощный каскад:

(6.1.8)

где ;

Тпрк = 2,510-6 с - постоянная времени наиболее мощного транзистора в предмощном каскаде.

7) Мощный каскад:

(6.1.9)

где ;

ТMK = 2,510-6 с - постоянная времени одного из транзисторов, входящего в состав мощного каскада.

8) Компаратор ОС:

, (6.1.10)

где - постоянная времени компаратора.

9) Гальваническая развязка обратной связи:

, (6.1.11)

где , - из справочника.

Таким образом, в целом получаем передаточную функцию цепи, входящую в контур:

(6.1.12)

4.2 ЛАХ и ФЧХ электронного блока

Для построения ЛАХ применим типовые правила:

1 Находим

2 Находим частоты

Откладывая эти точки на вертикальной и горизонтальной оси, строим график.

ФЧХ строится по результатам расчета выражения:

Для построения ЛАЧХ и ФЧХ воспользуемся программным пакетом MahtCad. Характеристики приведены на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 - ФЧХ и ЛАХ разомкнутой системы

4.3 Выводы о качественных показателях САУ

Для нормального функционирования САУ необходимо, чтобы запас по фазе был равен 15-30, а запас устойчивости по амплитуде - 30-60 Дб. В данном курсовом проекте Д 40 Дб, Д 40, что свидетельствует об устойчивости системы (см. рисунок 3.2).

электронный каскад гальванический перегрузка

Заключение

В курсовом проекте был разработан электронный блок управления двигателем постоянного тока в зависимости от показаний датчика температуры

В результате расчета был произведен выбор элементов схемы мощного и предмощного каскада, элементов гальванической развязки, а также анализ элементов задержки, генератора формирования коротких импульсов и схемы ШИМ. Для предотвращения выхода системы из строя в критических режимах работы была использована схема защиты от перегрузок.

Произведены системные расчеты, по результатам которых построены ФЧХ и ЛАХ разомкнутой системы. По построенным характеристикам, определен запас устойчивости по амплитуде и проанализирована устойчивость самой системы.

Список используемой литературы

1. Булычев А.П. Аналоговые интегральные схемы - Мн.: Беларусь, 1993.

2. Гольперин М.В. Практическая схемотехника в промышленной автоматике - Мн.: Энергоиздат, 1988.

3. Гутников B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах. - Мн.: Энергоиздат, 1988.

4. Игумнов Д.В. Полупроводниковые устройства непрерывного действия. - М.: Радио и связь, 1980.

5. Потемкин Е.С. Функциональные узлы цифровой автоматики. - Мн.: Энергоиздат, 1988.

6. Иванов В.И. и др. Полупроводниковые оптоэлектронные приборы: Справочник / В.И.Иванов, А.И.Аксенов, А.М.Юшин. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1988.

7. Дубровский В.В. Резисторы. Справочник. - М.: Радио и связь, 1987.

8. Уитсон Дж. 500 практических схем на ИС: Пер. с англ. - М.: Мир, 1992.

9. Хоровиц П.В., Хилл У. Искусство схемотехники: В 3-х томах: Т. 2. - 4-е изд., перераб. и доп. Перевод с англ. - М.: Мир, 1993.

10. Валенко В.С., Хандогин М.С. Электроника и микросхемотехника: Уче. пособие. - Мн.: естпринт, 2003.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Выбор элементов схемы мощного и предмощного каскада, частей гальванической развязки. Формирование коротких импульсов и схемы ШИМ. Структура защиты от перегрузок для предотвращения выхода системы из строя в критических режимах работы электронного блока.

    дипломная работа [788,6 K], добавлен 25.09.2012

  • Назначение и описание выводов инвертирующего усилителя постоянного тока К140УД8. Рассмотрение справочных параметров и основной схемы включения операционного усилителя. Расчет погрешностей дрейфа напряжения смещения от температуры и входного тока.

    реферат [157,8 K], добавлен 28.05.2012

  • Выбор структурной схемы усилителя, расчет усилительного каскада. Проектирование промежуточной и выходной части устройства. Определение погрешности коэффициента преобразования. Проектирование логического блока, питания и электронно-счетного частотомера.

    курсовая работа [668,9 K], добавлен 30.12.2014

  • Цифровой делитель частоты: сущность и предназначение. Разработка функциональной и принципиальной схемы устройства. Определение источника питания для счетчика, гальванической развязки и операционного усилителя. Расчет устройств принципиальной схемы.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 24.09.2012

  • Выбор и анализ структурной схемы усилителя постоянного тока. Расчет дифференциального каскада усилителя, определение величины напряжения питания. Выбор транзисторов, расчет номинала резисторов. Коэффициент усиления конечного и дифференциального каскадов.

    курсовая работа [197,2 K], добавлен 12.01.2015

  • Разработка структурной схемы электронного устройства. Синтез и расчет транзисторного усилителя. Синтез преобразователей уровня, схемы арифметических преобразователей. Схема компаратора, разработка цифровой схемы. Расчет тока нагрузки блока питания.

    реферат [1,4 M], добавлен 06.11.2013

  • Обзор литературы по усилителям мощности. Описание электрической схемы проектируемого устройства - усилителя переменного тока. Разработка схемы вторичного источника питания. Выбор и расчет элементов схемы электронного устройства и источника питания.

    реферат [491,0 K], добавлен 28.12.2014

  • Длительность зондирующего импульса. Напряжение с дискриминатора. Система слежения за направлением прихода радиосигнала. Обобщенные функциональная и структурная схемы радиотехнических следящих систем. Структурная схема угломерной следящей системы.

    реферат [108,9 K], добавлен 10.12.2008

  • Структура микроконтроллера семейства MCS-51. Управление трехфазным бесколлекторным электродвигателем постоянного тока с использованием датчиков. Структурная и принципиальная схемы системы управления. Формирование последовательности выходных сигналов.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 26.11.2012

  • Расчет интегрирующего усилителя на основе операционного усилителя с выходным каскадом на транзисторах. Основные схемы включения операционных усилителей. Зависимость коэффициента усиления от частоты, а также график входного тока усилительного каскада.

    курсовая работа [340,2 K], добавлен 12.06.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.