Проектирование и расчет каскада управления двухфазным асинхронным двигателем

Придерживаемся следующих условий:

Однако необходимо обеспечить уровень пульсаций напряжения на входе КР142ЕН8В, при котором бы оно не опускалось ниже =10 В. Зададимся амплитудным значением напряжения на выходе диодного моста D5 Uвых.D5 макс = 20В. Тогда приемлемым будет уровень пульсаций менее 2,5В. Потребуем 2В, т.е. 10%. Выясним, какая понадобится емкость конденсатора С6 для обеспечения таких пульсаций.

Определим из рисунка 9 требуемую постоянную времени τ1. 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 τ1.

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% составляет Uвых.D5 ср =19В. Тогда эквивалентное сопротивление нагрузки:

Пусть эквивалентное сопротивление нагрузки равно 1.3 кОм.

Отсюда требуемая емкость фильтрующего конденсатора:

С6= τ1/ =17.2 мкФ

Для С6 получим тот же результат. Для из ряда Е192 выберем конденсатор с емкостью 17.2 мкФ. С7 и С9 возьмем согласно рекомендации паспорта на микросхему КР142ЕН15А (10мкФ).

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=86 мА ,

где времена  tразр1=0.00205 с , tзар1 =0.00045 с (определяются графически). Средний ток: IсрD5 = IвыхD5=15.5 мА.

Обратное напряжение на диоде определим по формуле:

                       =20 В.                               

Выбираем диодные блоки D5, D6 из условий:

Исходя из этих условий выберем выпрямительный блок 2Ц301В,характеристики которого приведены в таблице ниже.

3.2.           Требования к выбору силового трансформатора.

Обеспечим 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.

Действующие значения напряжений на вторичных обмотках:

U1= Uвх.D4 макс/√2 =13.8(В) (для питания выходного каскада)

U2=U3=Uвх.D5 макс/√2=15.7 (В)  (для питания ОУ)

U4=U5=UУПР ПКП макс/√2=7.2 (В) (для управления подавителем помех)

Необходимо обеспечить баланс мощностей, то есть необходимая мощность силового трансформатора:

Р сил.тр > Рупр + 2Ррасс.ут + Рпотр.ОУ=5.74(Вт) ,

где Рпотр.ОУ –мощность, потребляемая блоком питания ОУ:

Рпотр.ОУ ≈2 Uвых.D5 ср IвыхD5=0.62(Вт)

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

1.                         В. Л. Аронов, А. В. Баюков и др. “Полупроводниковые приборы: Транзисторы. Справочник”. М.: Энергоиздат, 1982 г.

2.                         С. В. Якубовский, Л. И. Ниссельсон и др. “Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы. Справочник”. М.: Радио и связь, 1990 г.

3.                         В. А. Веселов “Элементная база гибких автоматизированных производств. Часть 3”. Л.:ЛМИ, 1985 г.

4.                         В. А. Веселов “Элементная база гибких автоматизированных производств. Часть 2”. Л.:ЛМИ, 1985 г.

5.                         В. А. Веселов “Элементная база гибких автоматизированных производств. Часть 1”. Л.:ЛМИ, 1985 г.

6.                         В. А. Веселов, Е. Б. Коротков, В. Г. Кузнецов “Исполнительные устройства систем автоматики. Учебное пособие. Часть 1”. Л.:ЛМИ, 1982 г.

7.                         В. А. Веселов, Е. Б. Коротков, В. Г. Кузнецов “Исполнительные устройства систем автоматики. Учебное пособие. Часть 2”. Л.:ЛМИ, 1983 г.

8.                         Метод. «Методические указания по выполнению курсовой работы на тему: «Проектирование и расчет каскада управления двухфазным асинхронным двигателем»