Проектирование и расчет каскада управления двухфазным асинхронным двигателем
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
ческих сопротивлений и площади теплоотвода
Рассчитаем уточненную мощность рассеяния на транзисторе с учетом наличия ненулевого напряжения Uкэ-нас на открытом транзисторе, а также тока утечки закрытого транзистора:
где Pдоб - добавочная мощность, обусловленная током утечки закрытого транзистора.
Ток утечки равен обратному току коллектора Iк-обр, при выбранной рабочей температуре. Это значение берется из справочных данных в таблице 3. определяется как:
Теперь рассчитаем требуемое термическое сопротивление переход-среда:
Далее, чтобы рассчитать требуемое термическое сопротивление теплоотвод-среда Rт-т-ср, учтем, что при размещении транзистора на теплоотводе Rт-п-ср определяется тремя составляющими:
Rт-п-ср= Rт-п-к+ Rт-к-т+ Rт-т-ср,
где Rт-п-к - термическое сопротивление переход-корпус, Rт-к-т - термическое сопротивление корпус-теплоотвод, Rт-т-ср - термическое сопротивление теплоотвод-среда. Если знать два первых слагаемых данного уравнения, то Rт-т-ср можно найти как
Так, как термическое сопротивление переход-корпус Rт-п-к не дано в явном виде, то оно находится по максимально допустимой температуре перехода Тп-доп и температуре, для которой дано значение Pрас-т-доп,
При наличии прокладок:
Зная эти величины, рассчитываем требуемое термическое сопротивление теплоотвод-среда:
Далее находим требуемое значение площади теплоотвода по эмпирической формуле:
,
где Rт-т-ср подставляется в К / Вт.
1.4 Расчет параметров источника питания
Рассчитаем основные параметры источника питания , и .
Найдем по формуле:
.
На неидеальном открытом транзисторе имеется падение напряжения Uкэ-нас, что должно быть учтено при расчете :
Найдем по формуле:
2. Выбор конфигурации и расчет цепи предварительного усиления и схемы подавителя квадратурной помехи
Для обеспечения высоких коэффициентов усиления цепи целесообразно использовать серийно выпускаемые микросхемы операционных усилителей (ОУ). Поскольку обычно не рекомендуется делать усиление одного каскада более 100, то потребуется последовательное включение нескольких каскадов. Связь последней микросхемы с выходным каскадом легче всего выполнить при помощи согласующего трансформатора.
Для построения подавителя квадратурной помехи необходимы электронные ключи. Ключи на базе биполярных транзисторов обычно имеют более высокое остаточное (паразитное) напряжение, которое при достаточно большом усилении последующих каскадов может привести к пуску двигателя даже при отсутствии соответствующего полезного управляющего сигнала. Ключи на базе полевых транзисторов позволяют избежать этой опасности без принятия специальных мер, поэтому применение полевых транзисторов или специальных микросхем, содержащих ключи на базе полевых транзисторов, в данном случае выглядит целесообразным.
2.1 Выбор микросхемы ОУ
Выходная мощность микросхемы должна удовлетворять условию:
,
где ? - коэффициент полезного действия согласующего трансформатора, который предварительно можно условно принять равным 0,8, а - максимальное значение ранее рассчитанной входной мощности выходного каскада. Частотные характеристики ОУ в данном случае некритичны, поскольку рабочая частота 400 Гц является низкой. По справочнику выбираем микросхему К140УД6. В таблице 4 приведены паспортные параметры выбранной микросхемы.
Таблица 4 - Паспортные данные микросхемы К140УД6
ОбозначениеЗначение параметраОписаниеUп мс, ВНапряжение питанияIпот ОУ, мA4Ток потребления микросхемыUвых-мс-макс, В11Выходное напряжение микросхемыRн-мс, кОмСопротивление нагрузкиКос, дБКоэффициент ослабления пульсаций питающего напряжения
Выходная мощность микросхемы определяется как:
следовательно, условие выполняется.
2.2 Выбор согласующего трансформатора
Согласующий трансформатор выбирается по значению коэффициента трансформации n и номинальной мощности трансформатора Рном-тр согласно условию:
каскад трансформатор асинхронный двигатель
По справочнику выбираем трансформатор Т 0.5-5. в таблице 5 приведены параметры трансформатора Т 0.5-5.
Таблица 5 - Параметры трансформатора Т 0.5-5
ОбозначениеЗначение параметраОписаниеN0.2Коэффициент трансформацииr1, Ом29Сопротивление первичной обмотки току приr2, Ом1.7Сопротивление вторичной обмотки току при U1тр, В15Напряжение на первичной обмоткеРном-тр, Вт0.5Номинальная мощность трансформатора
Используя эквивалентную схему трансформатора, рисунок 2, следует проверить, будет ли на входе выходного каскада обеспечено необходимое максимальное напряжение согласно условию:
Uн > Uбэ-макс + URэ-макс=1+1=2 (В).
Если да, то трансформатор может быть использован.
Рисунок 2 - Эквивалентную схему трансформатора
Для нахождения Uн оценим потери ?U на сопротивлениях и по формулам:
.137>2, следовательно необходимое условие выполняется и трансформатор подобран правильно.
2.3 Расчёт предварительных усилителей
Структурная схема цепи уси?/p>