Не нашли нужную работу? Закажи реферат, курсовую, диплом на заказ

реферат на тему: Проектирование и расчет электронного устройства для управления двигателем постоянного тока с независимым возбуждением и реверсом по обмотке возбуждения

скачать реферат

Расчетно-пояснительная записка предназначена для изучения принципа работы электронного устройства и правильной его эксплуатации, содержит описание принципа действия всего устройства в целом и его составных частей и их расчет (в системе Си).

Назначение устройства

Данное устройство предназначено для управления двигателем постоянного тока с последовательным возбуждением в контуре следящего привода. Схема устройства представлена на рис. 1.

Технические характеристики

- Алгоритм управления ДПТ: Uдв=Uвых=15Uвх1 + 30Uвх2 + 60Uвх3 - Входное сопротивление по каждому входу не менее 100 кОм - КПД 98 % - Величина пускового тока 120 А - Величина номинального тока 60 А - Напряжение источника питания Uпит=27 В - Диапазон рабочих температур -40..+40 С - Электронное устройство (ЭУ) имеет защиту от сквозных токов, токов короткого замыкания - Нелинейность регулировочной характеристики не более 5% - Частота модулятора длительности импульсов (МДИ) f =2000 Гц

Принцип действия всего устройства в целом.

Входные сигналы Uвх1, Uвх2, Uвх3, складываются согласно закона управления Uвых = 15Uвх1 + 30Uвх2 + 60Uвх3 и усиливаются до уровня, достаточного для управления ДПТ с независимым возбуждением. Для повышения КПД в устройстве применяется импульсный режим работы выходных транзисторов силовой части, который обеспечивается модулятором длительности импульсов. Для упрощения схемы и исключения сквозных токов используется реверс по обмотке возбуждения, что достигается включением схемы выделения модуля и схемы выделения знака. Для повышения быстродействия силовой каскад, реализующий реверс по ОВ, выполнен в виде генератора токов. Для упрощения схемы используется оптронная развязка.

Принципиальная схема устройства представлена на рис. 1.

Можно выделить: 1. Информационную часть (DA1-DA4), обеспечивающую сложение входных сигналов с заданными весовыми коэффициентами. 2. Схема выделения модуля (DA5, DA6), обеспечивающая определения величины управляющего сигнала. 3. Промежуточный каскад (DA7-DA10), образованный модулятором длительности импульсов с внешней синхронизацией генератором пилообразных колебаний. 4. Схема выделения знака (DA11-DA13), обеспечивает определение знака управляющего сигнала, для задания направления вращения двигателя. 5. Силовую часть (ОП1-ОП4, VТ3-VТ9, КТ1-КТ3, DА14, D5-D10), непосредственно осуществляющую управление двигателем постоянного тока по обеим обмоткам.

Характеристика устройств используемых в проектируемой схеме.

Во всех усилительно- преобразующих устройствах схемы используется глубокая отрицательная обратная связь, которая компенсирует разброс их технологических параметров. Операционный усилитель - усилитель с непосредственными гальваническими связями, с высоким коэффициентом усиления, с малым уровнем собственных шумов, способный устойчиво работать при замкнутой цепи обратной связи. Предназначены для усиления сигнала по напряжению до требуемой величины. Повторитель - операционный усилитель с глубокой отрицательной обратной связью и с коэффициентом усиления равном единице. Обычно предназначены для согласования входных сопротивлений датчиков сигнала с входом электронного устройства и обеспечения высокой стабильности работы электронного устройства. Сумматор - устройство, предназначенное для суммирования и усиления электрических сигналов, поступающих с нескольких датчиков Интегратор - устройство, сигнал на выходе которого пропорционален интегралу
Не нашли нужную работу? Закажи реферат, курсовую, диплом на заказ

от входного сигнала. Включение емкости в цепь обратной связи обуславливает потенциальное заземление инвертирующего входа и, следовательно, разделяет преобразование напряжения в ток от последующего интегрирования. Компаратор - устройство, производящее сравнение двух сигналов: входного и эталонного с одновременным выделением большего из них. Если в качестве эталонного сигнала используется сигнал нулевого уровня, то такой компаратор называется нуль-органом. Широтно-импульсный модулятор (ШИМ) - устройство информационной части системы, обеспечивает преобразование аналогового сигнала управления в последовательность прямоугольных импульсов с регулируемым во времени соотношением длительностей устойчивых состояний. ШИМ реализуется за счет сравнения на выходе порогового элемента сигнала управления с периодическим сигналом треугольной формы (пилы).

1. Расчет информационной части.

1.1 Расчет повторителей и сумматора.

Повторитель - операционный усилитель с глубокой отрицательной обратной связью и с коэффициентом усиления равном единице. Предназначен для обеспечения требуемого входного сопротивления. Сумматор - устройство на основе ОУ, служащее для масштабирования сигналов с заданными весовыми коэффициентами.

Примем входные сопротивления повторителей R1 = R2 = R3 = 100кОм. Т.к. повторитель имеет коэффициент усиления равный единице, то сопротивления ОС повторителей также равны Rос =R4 =R5 =R6 =100 кОм.

Минимальное сопротивление нагрузки повторителей 100 кОм R7- R9)5,1 кОм. Чтобы колебания сопротивлений усилителя были незначительными, выберем сопротивление нагрузки исходя из уравнений Uвых = 15Uвх1+ 30Uвх1+ 60Uвх3 = K(K1Uвх1+ K2Uвх2+ K3Uвх3)

Коэффициенты усиления входных сигналов K=15, K1 = 1, K2 = 2, K3 = 4

Тогда R7=10 кОм. R8=20 кОм, R9=40 кОм.

R = R9 + R8 + R7 = 70 кОм

Исходя из условия равенства проводимостей , откуда R10 = 41,2кОм. Ближайшее R10=43 кОм

Сигнал рассогласования U, используемый в дальнейшем для расчета схемы выделения модуля и ШИМа. По исходным данным находим U max = Uп / K = 27 0,98 / 15 = 1,764В R11=40 кОм 2.Расчет схем выделения знака и модуля. 2.1 Схема выделения знака.

Исходя из требований к линейности определим абсолютную величину отклонения U max *5%=0,088В Схема выделения знака реализуется за счет компараторов (DA12, DA13). R38=R44=10 кОм RОС=R39=R45=300кОм R13=7,5кОм Смещение компаратора и погрешность сравнения должны быть 5%

UВЫХ = 0,008 треб=0,08/2=0,04В UСМ=0,008+0,04=0,048В

UВХ UВЫХ МАХ=UПИТ/2=13,5В

Погрешность реальная реал= UВЫХ МАХ*R38/(R39+R38)=0.44В Необходим дополнительный усилитель с К=реал/треб=11 R36=R13*K=82.5 кОм. R36=85 кОм. Отсюда Креал=85/7,5=11,3 Uсм=0,008*11,3=0,09В для DA12 Uсм=13,5*R43/(R43+R42); 150*R43=R43+R42 R42 больше R43 раз в десять эдак Отсюда R42=149*R43 Пусть R43 =1кОм, R42=149кОм (Подбирается из серии 150кОм-ных резисторов) Из условия равенства проводимостей считаем R41. 0.991кОм Аналогично рассчитываем DA13. Uсм=13,5*R47/(R47+R48); 150*R47=R47+R48 R48 больше R47 раз в десять эдак Отсюда R48=149*R47 Пусть R47 =1кОм, R48=149кОм (Подбирается из серии 150кОм-ных резисторов) Из условия равенства проводимостей считаем R46. 0.991кОм

2.2. Схема выделения модуля.

Ку=1. Принцип работы ??? R14=R16=R18=R20=24кОм R17=12кОм. Из условия равенства проводимостей, находим R15 и R19.

3. Расчет промежуточного каскада. 3.1

скачать реферат

1 2

Рефераты / Авиация и космонавтика /

Обратная связь.