Расчет коммутатора переменного напряжения
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
1
Принципиальная схема логического элемента сравнения ЛЭС1 приведена на рисунке 6.
Рисунок 6 - Принципиальная схема логического элемента сравнения
ЛЭС1 работает в дискретном режиме. Переход из одного состояния в другое происходит в момент равенства входных значений сравниваемых сигналов.
На резисторах R12 и R13 выполняется функция аналогового сложения входных сигналов.
Значения резисторов примем равными базовому значению сопротивления.
Марки элементов схемы:
ОУ D6 - марки КР140УД8,
резисторы R12, R13 - марки .
.2.4 Разработка принципиальной схемы генератора пилообразного напряжения
Принципиальная схема ГПН приведена на рисунке 7. ГПН работает в ждущем режиме.
Рисунок 7 - Принципиальная схема ГПН
- синхронизирующий сигнал, поступающий с выхода ЛЭС1.
- напряжение смещения, определяющее наклон рабочего участка.
- напряжение смещения, определяющее величину амплитудного значения выходного сигнала ГПН.
С помощью диода V5 и резистора R14 формируется однополярный сигнал прямоугольной формы.
Резистор R15 определяет ток в момент времени когда выходной сигнал ГПН имеет положительное или отрицательное максимальное значение.
Рабочий участок формируется элементами R16, C3.
Диод V6 ограничивает выходной сигнал отрицательной полярности ГПН.
Транзистор V7 и резистор R17 обеспечивает ограничение максимального значения выходного сигнала ГПН положительной полярности.
Принимаем значения:
резистора R14 - 10 кОм;
резистора R15 - 2 кОм;
резистора R17 - 75 кОм;
конденсатора С3 - 0,68 мкФ;
напряжения ;
напряжения .
Рассчитаем значение сопротивления резистора R16.
;
,
откуда сопротивление R16
,
где - продолжительность рабочего участка,
- максимальное значение выходного сигнала ГПН.
Значение найдем из выражения
.
составляет 97% от периода, равного 10 мс (соответствует удвоенной частоте сети):
.
Таким образом
.
По ряду Е24 выбираем ближайшее значение R16=3,3 кОм.
Ошибка составит
.
Марки элементов
диодов V5, V6 - КД510;
транзистора V7 - КТ3107А;
резистора R14 - ;
резистора R15 - ;
резистора R16 - ;
резистора R17 - ;
конденсатора С3 - ;
ОУ D7 - КР140УД8.
2.2.4 Разработка принципиальной схемы логического элемента сравнения ЛЭС2
Принципиальная схема ЛЭС2 представлена на рисунке 8.
Рисунок 8 - Принципиальная схема логического элемента сравнения ЛЭС2
Работа ЛЭС2 аналогична работе ЛЭС1, только в данном случае происходит дополнительно инвертирование сигнала.
Марки элементов схемы:
ОУ D8 - марки КР140УД8,
- резисторы R18, R19 - марки .
.2.5 Разработка принципиальной схемы устройства дифференцирования
Устройство дифференцирования УД выполнено по схеме, изображенной на рисунке 9.
Рисунок 9 - Принципиальная схема устройства дифференцирования
Конденсатор С4 и резистор R21 образуют дифференцирующую цепь и выполняют функцию дифференцирования сигнала с выхода ЛЭС2.
ОУ D9 работает в дискретном режиме и формирует прямоугольный импульс.
Диаграммы, поясняющие принцип работы УД, приведены на рисунке 10.
Рисунок 10 - Диаграммы устройства дифференцирования
Длительность должна составлять 5% от времени периода. Напряжение смещения должно составлять 10% максимального значения входного напряжения ОУ.
,
.
Значение постоянной времени
.
Принимаем значение сопротивления R21=5,1 кОм.
.
Принимаем ближайшее значение по ряду Е24 С4=33пФ.
Напряжение смещения определяется выражением
,
откуда находим значение сопротивления R20
.
Принимаем по ряду Е24 ближайшее значение R20=56 кОм.
Марки элементов:
конденсатор С4 - марки ,
резистор R20 - марки ,
резистор R21 - марки ,
операционный усилитель D9 - марки КР140УД8.
.2.6 Разработка принципиальной схемы ячейки гальванической развязки
Принципиальная схема ячейки гальванической развязки приведена на рисунке 11.
Рисунок 11 - Принципиальная схема ячейки гальванической развязки
В качестве диодов V12 и V13 принимаем диоды марки КД213А.
Основные характеристики:
максимальный прямой ток - 10 А,
максимальный обратный ток - 200 мкА,
обратное напряжение - 200 В,
частота - 100 кГц.
Напряжение на вторичных обмотках трансформатора Т1
,
где - среднее отпирающее напряжение управления силового тиристора,
- напряжение открытого состояния диодов V12 и V13.
Следовательно
.
Напряжение на первичной обмотке трансформатора Т1
.
Ток управления силового тиристора
.
Мощность, расходуемая на управление силовым тиристором
.
Мощность трансформатора
,
где - число управляемых от одного звена тиристоров.
Трансформатор собирается из Ш-образного железа марки Э.
Сечение керна определяется по формуле
,
где .
Число витков первичной обмотки трансформатора Т1
.
Число витков вторичных обмоток трансформатора Т1
.
Ток первичной обмотки
.
Ток вторичных обмоток
.
Толщина провода первичной обмотки
.
&