| | | |с кремниевой смолой |
| | | |или с хорошо |
| | | |клеящимся материалом|
|C |- |свыше 180 |Керамические |
| | | |материалы |
– За счет циклического охлаждения и нагрева.
При циклическом нагреве и охлаждении свойства изоляции ухудшаются
гораздо быстрее за счет механических напряжений от растяжения и сжатия, а
также от нагрева.
Повышение температуры работающего двигателя продолжается до тех пор,
пока выделяемое тепло не станет равным рассеиваему теплу.
Обозначим переменные:
Q – тепло, выделяемое двигателем;
С – средняя мощность двигателя;
Н – коэффициент теплового рассеивания;
(Т – превышение температуры;
t – время с момента пуска ЭД.
Уравнение теплового баланса:
[pic]
где Q(dt – количество тепла, выделяемого двигателем за dt,
C(d(Т – количество тепла на нагрев двигателя,
H((Т(dt – количество тепла, рассеиваемого в охлаждающую среду.
Решением уравнения (1.8.1) является:
[pic]
Постоянная интегрирования A определяется из начальных условий:
[pic]
Тогда уравнение (1.8.2) за время t
[pic] или [pic][pic]
1.9 Регулирование скорости
1.9.1 Реостатное регулирование скорости.
[pic]
[pic]
Рисунок 1.9.1.1
[pic]
[pic]
[pic]
Рисунок 1.9.1.2
Подставим (1.9.1.5) в (1.9.1.3):
[pic].
Отсюда:
[pic]
Подставим (1.9.1.2) и (1.9.1.6) в (1.9.1.4):
[pic].
Выразим скорость
[pic]
[pic]
[pic]
Рисунок 1.9.1.3 - Механические характеристики
Изображенные на рисунке 1.9.1.3 величины (oe и (oи равны
соответственно
[pic] , [pic].
Способ используют, где надо снизить скорость, но сохранить
жесткость на искусственных характеристиках.
[pic]
Рисунок 1.9.1.4 – Искусственные механические характеристики
1.9.2 Импульсное реостатное регулирование скорости.
[pic]
Рисунок 1.9.2.1
[pic]
Рисунок 1.9.2.2 - Механические характеристики
[pic]
Рисунок 1.9.2.3
( - скважность управляющих импульсов:
[pic].
Соответственно ( может принимать значения 0...1.
[pic],
где
[pic].
Для осуществления способа используют транзисторные или тиристорные
ключи.
1.9.3 Регулирование скорости изменением Ua .
[pic]
Рисунок 1.9.3.1 - Механические характеристики
Скорость
[pic],
Причем [pic]и [pic].
1.9.4 Регулирование скорости путем изменения потока возбуждения.
В связи с тем, что поле возбуждения создается постоянным магнитом,
регулирование скорости путем уменьшения потока Ф неосуществимо.
1.10 Расчет потерь энергии.
Потери энергии в установившемся режиме определяются
[pic].
Потери энергии во время переходных процессов определяются
[pic].
1.10.1 Пуск двигателя.
[pic]
Рисунок 1.10.1.1
При Mc=0.
Значение динамического момента
[pic].
[pic],
[pic].
[pic]
Рисунок 1.10.1.2
При Mc=const.
[pic]; [pic].
[pic]
[pic]
[pic]
Если Мс – мал, то
[pic]
1.10.2 Динамическое торможение.
Мс=0 .
[pic]
[pic]
Mc=const.
[pic]
[pic]
2 ВЫБОР ВМД И ТАХОГЕНЕРАТОРА ДЛЯ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА. РАЗРАБОТКА
ИМПУЛЬСНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ. ВЫБОР ПРИБОРОВ И УСТРОЙСТВ ИЗМЕРЕНИЯ И
КОНТРОЛЯ
2.1 Выбор вмд и тахогенератора для лабораторного стенда
В зависимости от поставленной цели (задачи) определяем необходимую
мощность, величину момента, который развивает двигатель и доступные к
использованию источники питания, а также конструктивное исполнение
высокомоментного двигателя, отвечающего требованиям данной задачи. Исходя
из указанных параметров, а также учитывая располагаемое разработчиками
оборудование, был выбран коллекторный моментный двигатель с
неограниченным углом поворота ротора серии PIVT 6/3A.
Поскольку в данной лабораторной работе предусмотрен рпыт снятия
механических характеристик, то необходим тахогенератор. Достоинством
выбранной машины является то, что ее конструкция содержит тахогенератор в
одном корпусе с двигателем.
2.2 Требуется рассчитать основные параметры широтно-импульсного
модулятора, нагрузкой которого является цепь якоря двигателя постоянного
тока. Номинальное напряжение якорной цепи двигателя 30 вольт.
Широтно-импульсный преобразователь предназначен для преобразования
входного сигнала в прямоугольные импульсы. Схема ШИПа представлена в
приложении.
На вход генератора пилообразного напряжения (далее ГПН), изображенного
в приложении 3, подается напряжение минус 15 вольт. В основе ГПН лежит
компаратор. При подаче сигнала емкость С9 начинает заряжаться и на выходе
компаратора DA5 формируется линейно нарастающий сигнал. В начальный момент
времени транзистор VT9 заперт. Далее этот нарастающий сигнал поступает на
вход компаратора DA6, где он сравнивается с напряжением задания (оно
задается R36). В момент совпадения напряжений, на выходе компаратора DA6
появится импульс отрицательной полярности, который ограничивается
стабилитронами VS1 и VS2. Этот импульс подается на базу транзистора VT12,
который в начальный момент времени был открыт. Транзистор VT12 при
поступлении сигнала закроется. Вследствие этого база транзистора VT9
окажется подключенной к источнику плюс 15 вольт. Транзистор VT9 откроется и
емкость С9 окажется зашунтированной через VT9. В результате ГПН перестанет
вырабатывать линейно нарастающий сигнал. Компаратор DA6 поменяет сигнал на
выходе и откроется транзистор VT12. Транзистор VT9 снова окажется закрытым
и ГПН опять начнет вырабатывать «пилу». Далее процесс повторяется.
Пилообразное напряжение с ГПН подается на компаратор DA7, где оно
сравнивается с напряжением управления (скважность) и на выходе компаратора
DA7 формируется сигнал положительной и отрицательной полярности. Эти
разнополярные сигналы будут отпирать транзисторы VT10 и VT11. В результате
напряжения плюс и минус 15 вольт подаются на светодиоды гальванической
развязки, основанной на оптоэлектронной интегральной микросхеме. С
фотоприемника этот сигнал поступает на составной транзистор (схема Уилтона)
VT18, VT22; VT21, VT17; VT23, VT19; VT24, VT20, где он усиливается и
подается на базы транзисторов VT13, VT16 и VT15, VT14. Транзисторы VT13,
VT16 и VT14, VT15 открываются попарно, подключая цепь якоря двигателя к
источнику питания. С помощью изменения скважности сигнала (это делается
переменным резистором R32) можно регулировать продолжительность по времени
положительных и отрицательных импульсов.
2.3 Выбор элементов ШИПа
В качестве операционных усилителей DA6 и DA7 возьмем микросхему
К157УД2. Операционный усилитель DA7 возьмем типа К140УД7.
Гальваническая развязка в силовой части осуществляется с помощью
оптоэлектрических интегральных микросхем типа К262КП1Б (оптронный
повторитель). Транзисторы в силовой цепи VT13(VT16 выбираем типа КТ503В с
данными:
Iк max и=350mA,
h21э=40…120,
Uкэ max=40В,
n-p-n – типа.
Выбираем диоды типа Д7А а данными:
Imax=300mA,
Uобр max=50В.
Все нерегулируемые резисторы типа МЛТ, регулируемые резисторы типа СПО-
2.Конденсаторы типа К10У-5.
2.4 Выбор приборов и устройств измерения и контроля
В лабораторном стенде для снятия необходимых характеристик требуется
наличие приборов измерения и контроля:
- амперметр на два предела измерения (1,5 и 15 ампер);
- вольтметр с пределом измерения 30 вольт;
- индикатор скорости на 3000 оборотов в минуту.
2.4.1 Для изготовления амперметра двух пределов измерения, берем
за основу измерительную головку микроамперметра. Включая добавочные
сопротивления, как это показано на рисунке 2.4.1, получаем необходимое
измерительное устройство.
[pic]
Рисунок 2.4.1
Расчет добавочных сопротивлений производится по формуле
[pic]
где RД – величина добавочного сопротивления;
В – требуемый предел измерения;
Д – число делений микроамперметра;
RВН – внутреннее сопротивление прибора.
Рассчет предела на 15 ампер
[pic]
Данное сопротивление изготовлено из манганиновой проволоки.
Рассчет предела на 1,5 ампера
[pic]
Это сопротивление изготовлено из хромалевой проволоки.
Для обеспечения точности показаний, в схему включены подстроечные
переменные резисторы, как это показано на рисунке 2.4.1 .
2.4.2 Вольтметр и измеритель скорости были изготовлены на базе
измерительной головки микроамперметра, аналогично тому, что применен для
изготовления амперметра.
Включая добавочные сопротивления, как это показано на рисунке 2.4.2,
получили необходимые измерительные устройства.
[pic]
Рисунок 2.4.2
Расчет добавочных сопротивлений производится по формуле 2.4.1
[pic]
[pic]
Эти сопротивления набраны из резисторов типа ОМЛТ, укаанных в
приложении 1.
Для обеспечения точности показаний, в схему включены подстроечные
переменные резисторы, как это показано на рисунке 2.4.2 .
2.4.3 Величина момента, развиваемого двигателем, фиксируется с помощью
проградуированной шкалы и стрелки.
3 РАЗРАБОТКА И ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОГО
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
Под изготовлением печатной платы подразумевается ряд действий,
посредством которых, при наличии электрической принципиальной схемы
необходимого устройства (или его части), выбранных элементах схемы и
известных источниках питания, получаем печатную плату этого устройства (или
его части), работающая в соответствии с расчетными параметрами.
Изготовление печатной платы было произведено в соответствии со следующим
планом.
1. Разработка схем электрических принципиальных.
2. Трассировка плат (прокладка электропроводящих дорожек, соединяющих
навесные элементы платы).
Для трассировки был использован автоматический трассировщик печатных
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
|