Реферат по предмету "Коммуникации и связь"


Широтно-імпульсний модулятор на базі магнітного підсилювача

міністерство освіти інауки україни
ЖИТОМИРСЬКИЙ
ІНЖЕНЕРНО-ТЕХНОЛОГИЧНИЙ ІНСТИТУТ
Група
Кафедра АіКТ
ЕЛЕМЕНТИ ТА ПРИСТРОЇ АВТОМАТИКИ
Курсова робота
„ШИРОТНО-ІМПУЛЬСНИЙ МОДУЛЯТОР
НА БАЗІ МАГНІТНОГО ПІДСИЛЮВАЧА"
Пояснювальна записка
Керівник(
Виконавець()
Житомир 2005
1.ТЕХНИЧНЕ ЗАВДАННЯ
Тип двигуна СЛ – 521
Номінальна напруга 110В
Номінальна потужність 77Вт
Номінальний струм 1.2А
Номінальна частота обертання 300 об/хв
Номінальний обертальний момент 25Н×см
Момент інерції якоря 1,7кг×см2
Пусковий момент 65Н×см
Статичний момент тертя 3.5Н×см
Опір обмотки якоря 8.5Ом
Закон регулювання n/nп = const = 0,5
2.ВСТУП
В сучасних системах автоматичного керування досить широко використовуються перетворювачі синусоїдної напруги в імпульси струму. В автоматизованому електроприводі такі джерела керування дозволяють отримати досить м'які механічні характеристики.
3.ВИБІР СХЕМИ
Одним з варіантів створення перетворювачів синусоїдної напруги в імпульси струму є використання магнітних однотактних підсилювачів (керованих дроселів) у режимі вимушеного намагнічування. В таких дроселях імпульси струму завжди мають прямокутну форму, а форма імпульсів напруги на навантаженні залежить від властивостей останнього. Звичайний керований дросель у режимі вимушеного намагнічування дозволяє отримати імпульси напруги трикутної форми на ємності (рис.3.1, а), увімкненій в ланцюг робочої обмотки.
/>
Формування таких імпульсів напруги на ємності виникає за умови, якщо незначний сигнал управління Іу викликає насичення одного з осердь. Це призводить до того, що конденсатор С буде періодично перезаряджатись струмом з постійною амплітудою (рис.3.1,б). З урахуванням цієї обставини напруга на конденсаторі на протязі одного півперіоду може бути визначена за формулою:
/>
де п-порядковий номер півперіоду; Uc-напруга на конденсаторі на
початку півперіоду (в момент зміни напрямку струму ip).
На базі такого формувача імпульсів напруги трикутної форми можна побудувати, широтно-імпульсний модулятор (ШІМ), схема якого зображена на рис.3.2, а.
Напруга на конденсаторі Ucвипрямляється двопівперіодним випрямлячем і подається у вигляді імпульсів напруги URтрикутної форми подвоєної частоти в ланцюг база-колектор транзистора VT.Ця напруга намагається відкрити транзистор. На протязі відрізку часуti, колиUб
/>
У відповідності до діаграми (рис. 3.2, б) напруга URв інтервалі
0
UR = kIуt
Тоді за умови Uб
/>/>
Отже тривалістю імпульсу напруги tiна навантаженні можна керувати, змінюючи струм управління керованого дроселя або напругу Uб. Cереднє значення напруги на опорі навантаження Rдорівнює:
/>
3.3.Розрахунок параметрів електронного ключа
Всхемі Ш1М (рис.3.2)використовуємо вмикання транзистора за схемою(рис.3.3)з загальним емітером (ЗЕ), оскільки така схема характеризується досить малою потужністю керування і в той же час має хороші формувальні властивості за рахунок коефіцієнта підсилення по напрузі Кu>> 1.--PAGE_BREAK--
/>
Рис 3,3
Вибір транзистора виконуємо на підставі напруги і струму якоря виконавчого двигуна:
Uke≥ 1.2Uaном ≥1.2·110 ≥ 132B
Iкмакс ≥ Iаном≥ 1,2А
Вибираємо транзистор типу КТ851А з такими характеристиками:
Ukeмакс= 200В >132В; Iкмакс = 2А > 1,2А
Pкмакс =25Вт; h21e мін=40; Ікб0 ≤ 1мА;
tр≤ 2,6мкс; Uбемакс= 5В; Ібн = 50мА.
3.4.Розрахунок параметрів магнітного підсилювача та транс­форматора
Посільки рівень напруги URмакс= 3В, то використовуємо розділювальний трансформатор з потужністю
Ртр = Іб2нас×Rб /ηтр = (50×10-3)2× 3×103/0,9 =8,4Вт
В цьому виразі можна прийняти, що коефіцієнт корисної дії трансформатора ηтр= 0,9.
Для забезпечення відповідного режиму роботи ШІМ необхідно щоб магнітний підсилювач (МП) працював в режимі вимушеного намагнічування. Варто нагадати, що такий режим роботи МП характеризується наявністю великого реактивного опору у ланцюзі керування [1], повний активний опір контуру навантаження є незначним і складається лише з активного опору робочої обмотки а напруга живлення робочої обмотки вибирається такою, що незначний струм керування почергово призводить до насичення осердя з ідеальною кривою намагнічування. Як наслідок, у робочій обмотці буде протікати періодичний змінний струм прямокутної форми.
Конструктивні параметри та характеристики магнітного підсилювача (МП) значною мірою залежать від його потужності. Останню в цій задачі можна визначити за формулою:
Рмп=Рб/ηтр=3/0,9=3,3 мВт
де Рб— максимальна потужність, що споживається резистором Rб;
ηтр – коефіцієнт корисної дії трансформатора.
Вибір марки феромагнітного матеріалу для виготовлення осердя виконуємо з урахуванням частоти живлення робочої обмотки та потужності МП на підставі рекомендацій, зазначених в [1].



Для виготовлення осердя МП вибираємо електромагнітну сталь Э310, яка є однією із найпоширеніших в електромагнітних пристроях.
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>







/>

/>

/>/>





/>








Розрахунок МП розпочинаємо з визначення об’єму його осердя за формулою:    продолжение
--PAGE_BREAK--
/>
де Hmaxкз– напруженість в режимі короткого замикання (див.рис 3,5)
Вибравши точку А на ділянці перегібу основної кривої намагнічування, знаходимо індукцію Вхх= 1,45Тл та відповідну їй
напруженість магнітного поля Нхх= 5 А/см.
Коефіцієнт кратності струму ккрдля малопотужних МП, що використовуються як регулюючий елемент в ШІМ рекомендується:
ккр = 5
Максимальне значення напруженості в режимі короткого замикання (насичення) визначаємо за формулою:
Hmax = ккрНхх = 5×5 = 25А/см =0,25А/м
Графічним шляхом за допомогою рис.3.5 визначаємо індукцію короткого замикання Вmкз= 0,1Тл.
Кутова швидкість двигуна
ω = 2πn= 2×3,14×3000 =18840рад/хв
Таким чином:
/>
Згідно нормального ряду осердь (додаток 1 в [2]) вибираємо найближче осердя з геометрічними розмірами D1/ D2/ h типу ОЛ 16/20-2 (2шт)
Тоді уточнений об’єм осердя становить
/>/>
Середня лінія осердя:
/>
Тоді площа поперечного перерізу осердя
/>
де Кзос =0,9 – коефіцієнт заповнення загального перерізу осердя сталлю.
Середнє значення довжини одного витка робочої обмотки lр срта обмотки управління lу ср(див. рис. 3.6)визначаємо за формулами:
/>
/>
/>
де χ = 5мм – припуск на кути.
Кількість витків робочої обмотки змінного струму розраховуємо за формулою:
/>
де />=0,0175 Ом×мм2/м (для меди)/>
J=2 – нормована щільність струму [1].
Приймаємо початкове значення струму Іу макс =1мА. Тоді число витків обмотки управління визначаємо за формулою:
/>
Напруженість Нумаксзнаходимо графічним методом (рис. 3.5) як напруженість управління, що зумовлює режим Нмакскз.
Струм робочої обмотки знаходимо за формулою
/>
Площу поперечного перерізу дроту для кожної з обмоток визначаємо через максимальний струм, що протікатиме через неї, та нормовану щільність струму:
/>
Відповідні діаметри дротів кожної обмотки:
/>
Обираємо відповідно марки проводів:
Для робочої обмотки ПЕВ-I-0,05мм;
Для обмотки управління ПЕВ-I-0,03мм.
Опір одного метра вибраних проводів відповідно дорівнюють:
R1М 0,05= 9,3 Ом/м R1М 0,03= 24,7 Ом/м
Довжина обмотки управління:
lУ = lУср × wУ =0,03×6 = 0,18м
Довжина робочої обмотки:
lР = lРср × wУ =0,021×28 = 0,59м    продолжение
--PAGE_BREAK--
Активний опір обмотки управління:
RУ =R1М× lУ = 24,7 ×0,18 = 4,45Ом
Активний опір робочої обмотки :
RР =R1М× lР = 9,3 × 0,59 = 5,48Ом
Приведений до ланцюга управління опір робочої обмотки:
R/Р = 2RР(WУ / WР)2 = 2×5,48(6/28)2=0,5Ом.
Реактивний опір ХУ, який необхідно увімкнути в контур управління для подавлення парних гармонік, знаходимо з формули повного опіру обмотки управління ZУ,що повинен задовольняти наступній умові:
ZУ =/>
Звідси :
ХУ = />
Знаходимо індуктивність дроселя:
/>
Визначаємо падіння напруги на індуктивній ланці робочої обмотки:
UL= 4.44×f×WP×S×BXX =4.44×28×50×0,016×1,45 =144В,
де f =50Гц – частота живлення робочої обмотки;
S= (D2– D1)h= (20 -16)4 = 16мм2— площа поперечного перерізу стрижня магнітопроводу;
Вхх — індукція в магнітопроводі на ділянці перегину основної кривої намагнічування.
Напруга джерела живлення робочої обмотки без урахування впливу ємності в режимі вимушеного намагнічування:
/>
Значення ємності С, яка є нагрузкою робочої обмотки знаходимо за
формулою:
/>
Вибираємо за стандартом С = 0,22мкФ.
ЛІТЕРАТУРА
1. Миловзоров В.П. Электромагнитные устройства автоматики: Учебник для вузов. -4-е изд., перераб. й доп. -М.: Высш.школа, 1983. -408 с.
2. Боярченков М.А., Черкашина А.Г. Магнитные злементы автоматики й вычислительной техники. Учеб. Пособие для специальности «Автоматика й телемеханика» вузов. М., «Высш. школа», 1976. -383 с.
3. Изьюрова Г.И., Кауфман М.С. Приборый устройства промышленной злектроники. Учебник для вузов. -М.: Высш.школа, 1986.-398с.
4. Лавриненко В.Ю. Справочник по полупроводниковым приборам. Изд. 8-е, перераб. Киев, «Техніка», 1977. 376 с.
5. Подлипенский В.С., Петренко В.И. Злектромагнитные и злектромашинные устройства автоматики. -К.: Вища шк. Головное изд-во, 1987.-592 с.
6. Волков Н.И., Миловзоров В.П. Злектромашинные устройства автоматики: Учеб. для вузов для спец. „Автоматика й телемеханика". -2-е изд. й доп. -М.: Вьісш. шк.., 1986. — 335 с.
7. Желєзна А.О. Дипломні (курсові) проекти. Вимоги до оформлення документації: Навчальний посібник. — Житомир: ЖІТІ, 2000. -244с.
/>/>
/>/>/>/>/>


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат Модернизация автомобиля ВАЗ 21093
Реферат World Peace Essay Research Paper World peace
Реферат Transendentalism Through Franklin Emerson And Thoreau Essay
Реферат Ахинов Г. А., Калашников С. В. Социальная политика. Теория и практика Москва
Реферат Проектирование системы электроснабжения механического цеха
Реферат Особенности функционирования имен собственных в немецких народных песнях
Реферат Основные принципы построения автоблокировки переменного тока
Реферат Языческий фактор в религиозной, социально-политической и этнокультурной жизни современной Удмуртии
Реферат Разработка схемы топологии локальной корпоративной сети, описание ее технических характеристик и решаемых задач
Реферат Принципова схема автоматичного керування електроводонагрівача
Реферат Феохромоцитома
Реферат Ответственность по договору перевозки и буксировки на внутреннем водном транспорте
Реферат Совершенствование бухгалтерского учета операций с денежными средствами
Реферат Лексика української мови на позначення обрядів звичаїв
Реферат Тригонометрические функции