Проектирование и расчет каскада управления двухфазным асинхронным двигателем
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
Отсюда графически оценим отношение времен заряда и разряда (tзар/ tразр).
Соотношения токов разряда и заряда приблизительно обратно пропорциональны соотношениям соответствующих времен: (Iразр / Iзар.)= (tзар /tразр).
Поскольку при максимальном потреблении тока от источника:
Iразр=Iп-макс,
то ток заряда найдем как:
Iзар.= Iп-макс (tразр /tзар)= 1.94 (А).
Пиковый ток через диод:
Iпик =Iзар+ Iп-макс =2.593 (А).
Максимальный ток через диод:
Iд-макс= Iпик =2.593 (А).
С учетом падения напряжения на открытых диодах на входе моста необходимо обеспечить:
Uвх.D4 макс= Uп - макс+2 Uд.прям=17.031+2*1=19.031 (В).
Обратное напряжение на диоде определим по формуле:
Uд-обр= Uвх.D4 макс - Uд.прям=19.031-1=18.031 (В).
где Uд-пр - падение напряжения на прямо включенном (открытом) диоде, приблизительно равное 1В.
Далее выбираем диодный блок D4 из условий:
Выберем диодный блок, в таблице 8 приведены данные на диодный блок КЦ 407А - диоды кремниевые в пластмассовом корпусе, соединенные по мостовой схеме.
Таблица 8 - Диодный блок КЦ 407А
Обозначение, принимаемое в расчетахЗначение параметраОписаниеIд.бл-ср [мA]300Постоянный или средний прямой ток при T= 328КIд.бл-ср [мA]150Постоянный или средний прямой ток при T= 358КUд.бл-обр [В]500Обратное падение напряжения на диодеIд.бл-макс [А]3Прямой импульсный ток
3.1 Организация питания операционных усилителей
Микросхемы операционных усилителей требуют питания сглаженным стабилизированным напряжением. Для организации такого питания можно использовать интегральную сборку сдвоенного диодного моста и микросхему двуполярного стабилизатора напряжения, или же отдельно два мостовых выпрямителя и два стабилизатора напряжения. Мы используем последний вариант. Он показан на рисунке 7. По требуемому для ОУ значению Uп мс=15В, выберем из справочника стабилизаторы D7, D8 КР142ЕН8В, характеристики которого приведены в таблице 9.
Рисунок 7 - Организация питания микросхемы ОУ
Таблица 9 - Характеристики стабилизатора КР142ЕН8В
Обозначение, принимаемое в расчетахЗначение параметраОписание [В]35Максимальное входное напряжение [В]17.5Минимальное входное напряжение [В](14,55. 15,45)Выходное напряжение при [мА]1500Максимальный выходной ток [мА]600Минимальный выходной ток [дБ]30Коэффициент сглаживания пульсаций [мА]20Ток потребления
В паспорте на микросхему КР142ЕН8В рекомендовано придерживаться следующих условий:
Однако необходимо обеспечить уровень пульсаций напряжения на входе КР142ЕН8В, при котором бы оно не опускалось ниже =17.5В. Зададимся амплитудным значением напряжения на выходе диодного моста D5, например, Uвых.D5 макс = 20В. Тогда приемлемым будет уровень пульсаций менее 2,5В. Потребуем 2В, т.е. 10%. Выясним, какая понадобится емкость конденсатора С4 для обеспечения таких пульсаций.
Определим из рисунка 9 требуемую постоянную времени ?1. Отложим на диаграмме Uвых.D5 макс = 20В и Uвых.D5 мин = 18В. Через полученные точки A и B проведем наклонную прямую. На пересечении с осью абсцисс имеем ?1.
Рисунок 9 - Диаграмма напряжений
Найдем эквивалентное сопротивление нагрузки для одного из диодных блоков. Ток, потребляемый стабилизатором, определяется потреблением трех ОУ и собственным потреблением микросхемы стабилизатора. Значит,
Cреднее напряжение на выходе диодного блока при Uвых.D5 макс = 20В и уровне пульсаций 10% составит Uвых.D5 ср =19В. Тогда эквивалентное сопротивление нагрузки:
.
Отсюда требуемая емкость фильтрующего конденсатора:
Выбираем C4=20 (мкФ).
Для С6 получим тот же результат. С5 и С7 можно взять согласно рекомендации паспорта на микросхему КР142ЕН8В (10 мкФ). Необходимое напряжение на входе мостов:
Uвх.D5 макс= Uвых.D5 макс+2 Uд.прям=22 (В),
Прямое падение напряжения на диоде Uд.прям ?1В. Пиковый ток через диоды:
I.пикD5= IвыхD5 (tразр1 /tзар1)+ IвыхD5 = 128 (мА),
где времена tразр1, tзар1 определяются графически. Средний ток: IсрD5 = IвыхD5=32 (мА).
Обратное напряжение на диоде определим по формуле:
Выбираем диодные блоки D5, D6 из условий:
Выбираем диодный блок КЦ 407А - диоды кремниевые в пластмассовом корпусе, соединенные по мостовой схеме. Параметры блока приводятся в таблице 10.
Таблица 10 - Характеристики диодного блока КЦ 407А
Обозначение, принимаемое в расчетахЗначение параметраОписаниеIд.бл-ср [мA]300Постоянный или средний прямой ток при T= 328КIд.бл-ср [мA]150Постоянный или средний прямой ток при T= 358КUд.бл-обр [В]500Обратное падение напряжения на диодеIд.бл-макс [А]3Прямой импульсный ток
3.3 Требования к выбору силового трансформатора
Необходимо обеспечить питание выходного каскада и операционных усилителей, а также управление подавителем квадратурных помех, используя силовой трансформатор, запитанный общим напряжением питания системы. Чтобы удовлетворить всем заданным требованиям, необходим трансформатор с одной первичной обмоткой и 5 вторичными. При выборе учитываем, что. Трансформатор должен быть рассчитан на частоту 400 Гц. Климатические условия - такие же как и для работы двигателя. Электрическая схема трансформатора представлена на рисунке 11.
Рисунок 11 - Электрическая схема трансформатора
Действующие значения напряжений на вторичных обмотках: