Курсовая работа: Расчет реверсивного электропривода

Прямой ток: Iпр=I1 =200 mA. Условие Iдоп= 1000mA>Iпр=200 mA – выполняется.

Для защиты базо-эмиттерного перехода транзистора VT1 от обратного напряжения ставим диод VD4, который выбирается также как VD5.

Из справочника выписываем технические данные применяемых полупроводниковых диодов.

Проверяем диод по параметру Uобр. Для данной схемы диод должен удовлетворять условию Uобр> 2∙2= 4 В. В данном случаи условие соблюдается, так как 50> 4 В.

Прямой ток: Iпр=1 mA. Условие Iдоп= 50mA>Iпр=1 mA – выполняется.

4.5 Расчет и выбор управляющего органа

трансформатор тиристор импульсный дроссель

Принципиальная схема управляющего органа представлена на рис. 4.5.

Рис.4.5. Электрическая схема управляющего органа

На входе ограничителя, выполненного на операционном усилителе DA3.1, стоит сопротивление выхода регулятора тока якоря Р16=5,1кОм и транзистор (элемент схемы защиты).

Принимаем R17=15 кОм. Тогда для обеспечения коэффициентов передачи сумматора равных единице должно выполняться условие:

R18 = R20 =R17 + R16= 15+5,1≈ 20 кОм

Далее аналогично выбираем: R21=R22=R24= 20 кОм.

Так как R18 и R22 - нагрузка для делителей R19 и К23, соответственно, то выбираем R19=R23 в 5 -10 раз меньше значения R18 и R22. Принимаем R19=R23 = 2 кОм.

Стабилитроны VD7 и VD8 рассчитываются из условий ограничения управляющего напряжения, чтобы оно не превысило опорное напряжение, и из условия получения максимального и минимального углов открывания тиристоров. Принимаем аmin =10°, тогда:

Ucm=Uоп max∙cos аmin =10∙cos 10° ≈ 9,85В.

По [8] выбираем стабилитроны серии КС191Ф с напряжением стабилизации Uст.ном=9,1В. Учитывая прямое падение напряжения на втором стабилитроне, получаем Ucm=9,1+0,7=9,8 В.

Пересчитываем угол

аmin = arccos arccos≈ 11,48º.

Таким образом, значения действительного и принятого угла управления аmin оказались близки.

4.6 Описание работы СИФУ

Для работы СИФУ используется косинусоидальное опорное напряжение, максимальное значение которого должно находится в точках естественной коммутации вентилей.

Чтобы добиться этого необходимо напряжение последующей фазы и проинвертировать. Этим достигается нужный сдвиг косинусоиды на 60° относительно напряжения соответствующей фазы (-120° +180° = 60°).

Каждый из формирователей импульсов вырабатывает импульсы для четырех вентилей (два вентиля в выпрямительной и два - в инверторной группах).

На прямые входы ОУ DА2.1 и DA2.2 поступает опорное напряжение , на инвертирующие входы DA2.1- отрицательное напряжение управления Uynp, а на DA2.2 - положительное + Uynp. Когда напряжение управления становится больше опорного напряжения Uоп DA2.1 переключается с +Uнас на - Uнac и на выходе DA3.1 появляется положительный импульс. Он поступает на DD 1.1 и при наличии сигнала разрешения работы вентилей сигнал поступает на DD3.1, далее с выхода DD4.1 поступает на усилитель импульсов. С последнего сигнал идет на тиристоры VS1.1 и VS1.6.

На второй вход DD3.1 подаются импульсы с канала управления тиристором VS1.2, которые сдвинуты на 60° относительно импульсов, формируемых каналом управления тиристором VS 1.1.

Когда напряжение Uon становится больше Uynp DA2.1 переключается с -UHac на + UHac, то на выходе DA3.1, появляется отрицательный импульс, который затем инвертируется DA4.1 и подается на DD1.4. Далее при наличии сигнала разрешения на работу вентилей сигнал поступает на DD3.4, с выхода DD4.4 на усилитель импульсов. С последнего сигнал идет на тиристоры VS2.1 и VS2.6.

Каналы управления остальных вентилей работают аналогично.

5. РАЗРАБОТКА ЗАДАТЧИКА ИНТЕНСИВНОСТИ

5.1 Расчет и выбор элементов задатчика интенсивоности

Предполагаемая принципиальная электрическая схема задатчика интенсивности изображена на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Электрическая схема задатчика интенсивности (предполагаемая).

Необходимые данные для расчета задатчика интенсивности берем из задания на курсовой проект: tn; Uзад mах=10В; Uвых mах=10В.

Рассчитываем интегратор на (ОУ DA1.2).

Конденсатор C1 должен быть неэлектролитическим; емкость конденсатора C1 принимаем равной C1=1,0 ... 2,2 мкФ, т.е. С1= 1,6 мкФ.

Выбираем по [8] стабилитроны с Uстaб=6,8 ... 9,1 В. Выбираем стабилитроны серии КС191Ф с напряжением стабилизации Uст.ном=9,1В. Учитывая прямое падение напряжения на втором стабилитроне, получаем

U1=Ucm= Ucmaб VD1+ Unp VD2 = =9,1+0,7=9,8 В.

Из формулы

Uвых =∙tn

находим R3.

R3= =5 512 500 Ом.

Так как значение R3 получилось более 1,0 МОм., то для его уменьшения ставим делитель напряжения. Принимаем =510 кОм ... 1,0 Мом, т.е. =620 кОм

Находим уровень напряжения :

= == 1,1 В.

Выбираем R6 и R7 из условий:

(R6+R7)«R и (R6+R7)≥Rн min

где Rн min =2 кОм - минимальное сопротивление нагрузки выбранного ОУ.

Обычно принимают (R6+R7)≤0,05 R. Тогда принимая R6=2,2 ... 5,1 кОм, т.е. R6=3,9 кОм находим

R7 = = = 493 Ом

и выбираем стандартное R7 = 510 Ом.

Проверяем условия:

(R6+R7)=(3,9+0,51)= 4,41 кОм≤0,05 R=0,05∙620= 31 кОм – выполняется;

(R6+R7)=(3,9+0,51)= 4,41 кОм ≥Rн min = 2 кОм – выполняется.

Принимая значение сопротивлений R1=R2=R4=12 кОм, рассчитываем и выбираем сопротивление R5:

R5= ==12 кОм.

Окончательная схема задатчика интенсивности имеет вид (рис 5.2).

Рис. 5.2. Электрическая схема задатчика интенсивности.

5.2 Описание работы задатчика интенсивности

Задатчик интенсивности формирует плавное изменение задающего сигнала при переходе от одного уровня к другому, т. е. создает линейное нарастание и спад сигнала.

Первый ОУ DA1.1 работает без обратной связи, но с ограничением выходного напряжения U1 и имеет характеристику прямоугольной формы.

Второй ОУ DA1 .2 - интегратор с постоянным темпом нарастания.

Третий ОУ DA2.1- формирует отрицательное напряжение обратной связи U3.

При подаче на вход задающего напряжения Uзад напряжение на выходе линейно нарастает.

В момент времени t= tnycкa (|UOC| = |Uзад| ) интегрирование прекращается и выходное напряжение остается на уровне

Uвых =  Uзад= Uзад= Uзад.

6. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ РЕГУЛИРОВОЧНОЙ И ВНЕШНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТП

Регулировочная характеристика СИФУ при косинусоидальном опорном напряжении определяется выражением

а = arccos. (6.1)

Регулировочная характеристика ВГ при не учете внутреннего сопротивления преобразователя имеет вид

Ud=Ud0∙cosa, (6.2)

где Udo - наибольшая величина среднего выпрямленного напряжения.

=ku= 0,427. Udo= 118,3/0,427 = 277 В.

Тогда характеристика управления ТП в целом при косинусоидальном опорном напряжении определяется выражением

Ud = Ud0∙cos(arccos) = Ud0∙. (6.3)

Задавая значения Uynp в пределах от -10 В до +10 В, рассчитываем и строим характеристику управления ТП. Результаты расчета характеристики управления ТП представлены в таблице 6.1.

Результаты расчета характеристики управления

Таблица 6.1.

Пример расчета а и Ud для значения Uynp = 7 В.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5