Реферат: Проектирование регулятора частоты вращения электродвигателя
<span Times New Roman CYR",«serif»">Введение
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">Темой данного дипломногопроекта является проектирование «Регулятора частоты вращения коллекторногоэлектродвигателя», предназначенного для изменения и поддержания скорости изаданной частоты вращения коллекторного электродвигателя, с помощью микроконтроллера.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Регуляторычастоты входят в состав многих приводов,в частности бытовых электроприборов, с коллекторными электродвигателями споследовательным возбуждением. Для извлечения информации о величине частотывращения должен содержать цифровой индикатор.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Вданном дипломном
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
3
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU; font-style:normal">РГКРИПТ 21030601.4205.000 ПЗ
<img src="/cache/referats/25978/image001.gif" v:shapes="_x0000_s1026 _x0000_s1027 _x0000_s1028 _x0000_s1029 _x0000_s1030 _x0000_s1031 _x0000_s1032 _x0000_s1033 _x0000_s1034 _x0000_s1035 _x0000_s1036 _x0000_s1037 _x0000_s1038 _x0000_s1039 _x0000_s1040 _x0000_s1041 _x0000_s1042 _x0000_s1043 _x0000_s1044 _x0000_s1045"><span Times New Roman CYR",«serif»"> проекте рассматривается регулятор частоты вращенияна базе микроконтроллера PIC 16F84 фирмы Microchip Technology.<span Times New Roman CYR",«serif»">Впредлагаемом устройстве использован импульсный метод регулирования напряжения вцепях переменного тока, получивший широкое распространение, в частности вэлектроприводе транспортных средств.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Возможностьмикроконтроллерного управления электроприводом в предлагаемом устройствереализует следующий набор выполняемых функций:
- регулирование частоты вращения изменениемкоэффициента заполнения К3 в интервале 0...100 % с шагом 2 %.Механическая характеристика электропривода (зависимость частоты вращения отмомента на валу) при этом мягкая: с ростом нагрузки частота вращенияснижается, что защищает электродвигатель и источник питания от перегрузок;
- поддержание заданной частоты вращения сточностью ±5 %, с использованием принципа замкнутого управления поотклонению: фактическое значение частоты вращения сравнивается с заданным, ипри наличии отклонения программно изменяется К3, до устранениявозникшего отклонения;
- изменение направления вращения вала (реверс)электродвигателя;
- формирование сигнала на включение тормозногоэлемента, при остановке привода;
- автоматическое отключение электродвигателя посигналам датчика аварийного режима (при использовании таковых), а также присбоях в выполнении программы;
- возможность управления двумяэлектродвигателями с временным сдвигом импульсов питающего напряжения;
- учет и хранение в энергонезависимой памяти МКинформации о суммарном времени работы привода;
- визуальная индикация выбранного алгоритмауправления (со стабилизацией частоты вращения или без нее) и направлениявращения, а также величин коэффициента заполнения, заданной и фактическойчастот вращения.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Примаксимальной простоте и дешевизне, этот регулятор отвечает всем требованиям,предъявляемым к устройствам подобного класса и может быть легко повторен даженачинающими моделистами. Таким образом спро
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
4
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU; font-style:normal">РГКРИПТ 21030601.4205.000 ПЗ
<img src="/cache/referats/25978/image002.gif" v:shapes="_x0000_s1066 _x0000_s1067 _x0000_s1068 _x0000_s1069 _x0000_s1070 _x0000_s1071 _x0000_s1072 _x0000_s1073 _x0000_s1074 _x0000_s1075 _x0000_s1076 _x0000_s1077 _x0000_s1078 _x0000_s1079 _x0000_s1080 _x0000_s1081 _x0000_s1082 _x0000_s1083 _x0000_s1084 _x0000_s1085"><span Times New Roman CYR",«serif»">ектированныйрегулятор частоты вращения имеет высокую надежность, в сочетании с довольно небольшими габаритами и весом, а так же технологичен с точки зрения производства.<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language: AR-SA">Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
5
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU; font-style:normal">РГКРИПТ 21030601.4205.000 ПЗ
<img src="/cache/referats/25978/image003.gif" v:shapes="_x0000_s1131 _x0000_s1132 _x0000_s1133 _x0000_s1134 _x0000_s1135 _x0000_s1136 _x0000_s1137 _x0000_s1138 _x0000_s1139 _x0000_s1140 _x0000_s1141 _x0000_s1142 _x0000_s1143 _x0000_s1144 _x0000_s1145 _x0000_s1146 _x0000_s1147 _x0000_s1148 _x0000_s1149 _x0000_s1150">1. Анализ технического задания1.1Анализ возможных схем регуляторов частоты вращения
Преждечем анализировать схемы других регуляторов хода, хотелось бы выделить ряд достоинств схемы регулировки частотывращения, выбранного для данного дипломного проекта:
— возможность изменения программы, с помощью микроконтролера,на основе которого работает схема, МК PIC16F84 (DD1);
— возможность изменения направления вращения электродвигателя (реверс);
— аварийное выключение электродвигателя, при сбоях программы;
— визуальная индикация работы, благодаря цифрового индикатора АЛС318А (HG1).
Рассмотримсхему симисторного регулятора, представленного в журнале«Радио» №7 (2000).
Вданном случае нам предлагается использовать симисторныйрегулятор повышенной мощности. Схема его является довольно простой, но имеетряд недостатков перед схемой данного дипломного проекта. Привидемнекоторые из них:
— симистор следует размещать на теплоотводе,площадью не менее 300<img src="/cache/referats/25978/image005.gif" v:shapes="_x0000_i1026">
— так как симисторный регулятор создает радиопомехи,его рекомендуется хорошо экранировать и включать в сеть через фильтр;
— у данного симисторного регулятора высокое энергопотребление;
— так как у данного регулятора отсутствуют цифровые средства индикации, невозможнов полной мере оценить работу прибора;
Также в качестве сравнения возьмем схему, приведенную в журнале «Радио»№3 (2004).
Вданном номере журнала представлен регулятор-стабилизатор. Но данная схема также имеет ряд недостатков, перед схемой данного проекта, приведем некоторые изних:
— механическая связь валов тахогенератораи электродвигателя должна быть жесткой и без люфта, иначе система стабилизацииможет потерять устойчивость и возникнут незатухающие колебания частотывращения;
— следует очень тщательно выбирать тахогенератор, в противном случае при пробоеизоляции может выйти из строя регулятор частоты вращения;
— из-за отсутствия цифровых средств управления невозможно изменять алгоритмработы изделия.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
6
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU; font-style:normal">РГКРИПТ 21030601.4205.000 ПЗ
<img src="/cache/referats/25978/image006.gif" v:shapes="_x0000_s1211 _x0000_s1212 _x0000_s1213 _x0000_s1214 _x0000_s1215 _x0000_s1216 _x0000_s1217 _x0000_s1218 _x0000_s1219 _x0000_s1220 _x0000_s1221 _x0000_s1222 _x0000_s1223 _x0000_s1224 _x0000_s1225 _x0000_s1226 _x0000_s1227 _x0000_s1228 _x0000_s1229 _x0000_s1230">1.2 Назначение, техническиехарактеристики и область применения регулятора частоты вращения коллекторногоэлектродвигателяУстройствопредназначено для автоматического регулирования частоты вращения коллекторногоэлектродвигателя с последовательным возбуждением. Регулятор является универсальнымс возможностью настройки на управление различными вариантами электроприводовили других нагрузок изменением записанной в памяти микроконтроллера программы.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Устройствоимеет следующие технические характеристики:
<span Times New Roman CYR",«serif»">-напряжение питания – 7…10В;
<span Times New Roman CYR",«serif»">-средний ток потребления не более 10мА;
<span Times New Roman CYR",«serif»">-ток отпирания – 1,4мА;
<span Times New Roman CYR",«serif»">-время срабатывания – 5,5мс;
<span Times New Roman CYR",«serif»">-время отпирания – 25мс.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Эксплуатационныехарактеристики:
<span Times New Roman CYR",«serif»">-условия эксплуатации – нормальные;
<span Times New Roman CYR",«serif»">-установка – стационарная;
— перваягруппа для бытовой РЭА.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Конструктивныехарактеристики:
<span Times New Roman CYR",«serif»">-конструкция блочная;
<span Times New Roman CYR",«serif»">-применяется печатный монтаж;
<span Times New Roman CYR",«serif»">-элементная база 2-3 поколения;
<span Times New Roman CYR",«serif»">-жесткая конструкция.
Устройствоприменяется в быту, или на предприятиях, в приводах электроприборов, гдеприменяются коллекторные электродвигатели с последовательным возбуждением.
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
1.3Описание схемы электрической структурной
<span Times New Roman CYR",«serif»">Структурнаясхема «Регулятора частоты вращения» изображена на рис. 3, а также вграфической части на листе 1 РГКРИПТ 210306.4205.001Э1.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Структурнаясхема состоит из следующих блоков:
1) Блок питаниясодержит: диодный мост VD1 (КЦ407А),электролитический конденсатор С1 (К50-6), стабилизатор напряжения DA1 (КР142ЕН5А), светодиодный индикатор HL1 (АЛ102Б), постоянный резистор R3 (Р1-12). Предназначен для питания устройства и ИМС;<span Times New Roman CYR",«serif»">
2) Генератор тактовойчастоты содержит: конденсаторы С2, С3 (К10-59), кварцевый резонатор ZQ1, постоянный резистор R3 (Р1-12). Вырабатывает тактовые импульсы, с частотой10МГц;
<span Times New Roman CYR",«serif»"> SHAPE * MERGEFORMAT
<span Times New Roman CYR",«serif»">Микроконтроллер
Генератор тактовой частоты
Органы управления
OSC1
OSC2
RB0
RB1
RB2
Ключевой элемент
Электродвигатель
Выпрямитель
Электронное реле
~ 220В
Схема управления семисегментным индикатором
Семисегментный индикатор
RА0
RА1
RА2
Фотоэлектрический датчик частоты вращения
Блок
питания
<img src="/cache/referats/25978/image007.gif" v:shapes="_x0000_s1086 _x0000_s1087 _x0000_s1088 _x0000_s1089 _x0000_s1090 _x0000_s1091 _x0000_s1092 _x0000_s1093 _x0000_s1094 _x0000_s1095 _x0000_s1096 _x0000_s1097 _x0000_s1098 _x0000_s1099 _x0000_s1100 _x0000_s1101 _x0000_s1102 _x0000_s1103 _x0000_s1104 _x0000_s1105 _x0000_s1106 _x0000_s1107 _x0000_s1108 _x0000_s1109 _x0000_s1110 _x0000_s1111 _x0000_s1112 _x0000_s1113 _x0000_s1114 _x0000_s1115 _x0000_s1116 _x0000_s1117 _x0000_s1118 _x0000_s1119 _x0000_s1120 _x0000_s1121 _x0000_s1122 _x0000_s1123 _x0000_s1124 _x0000_s1125 _x0000_s1126 _x0000_s1127 _x0000_s1128 _x0000_s1129 _x0000_s1130"><span Times New Roman CYR",«serif»"><span Times New Roman CYR",«serif»">Рисунок1.1. Схема электрическая структурная.
3) Органы управлениясодержат: кнопки SB1-SB3. Кнопки подсоединены к разъемам RB0-RB2 порта МК. Укаждой из кнопок есть своя функция: SB1 — «Вперед»,SB2 — «Стоп», SB3 — «Назад». Управляют режимами микроконтроллераDD1;
4) Микроконтроллер DD1 (PIC16F84). МК является основой данного устройства. Онработает на частоте 10 МГЦ;
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
7
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU; font-style:normal">РГКРИПТ 21030601.4205.000 ПЗ
<img src="/cache/referats/25978/image008.gif" v:shapes="_x0000_s1191 _x0000_s1192 _x0000_s1193 _x0000_s1194 _x0000_s1195 _x0000_s1196 _x0000_s1197 _x0000_s1198 _x0000_s1199 _x0000_s1200 _x0000_s1201 _x0000_s1202 _x0000_s1203 _x0000_s1204 _x0000_s1205 _x0000_s1206 _x0000_s1207 _x0000_s1208 _x0000_s1209 _x0000_s1210">5) Схемы управления семисегментным индикатором содержит: дешифратор DD2 (К555ИД7), счетчик DD3 (К555ИЕ5), дешифратор DD4 (К514ИД1). Настроенный на выводпятиразрядный порт А используется для управления в динамическом режиме семьюразрядами цифрового индикатора НG1. Дешифратор DD4 преобразует двоичный код на выходесчетчика в код семиэлементного индикатора.С выводов RА0-RА2 МК на адресные входы дешифратора DD2 поступает в двоичном коде номер разрядаиндикатора НG1,в котором должно отображаться содержимое счетчика DD4. Напряжения на выходах 0-6 дешифратора последовательно активизируютсоответствующие разряды индикатора, обеспечивая отображение семи цифр, а винтервалах формирования напряжения на неиспользуемом выходе дешифратораиндикация отключена и производится загрузка отображаемой цифры в счетчик;
6) Семисегментныйиндикатор HG1 (АЛС318А). Показываетвыбранный алгоритм управления и направление вращения;
7) Ключевой элементсодержит: сильно-мощный транзистор VT2 (КТ834В),постоянный резистор R5 (Р1-12). Благодаря большому коэффициентупередачи тока базы VT2, управление им осуществляетсянепосредственно напряжением с выхода RB4 портаВ МК, через токоограничительный резистор R5;
8)Блок электронного реле содержит: постоянный резистор R4 (Р1-12), маломощный транзистор VT1 (КТ605Б), выпрямительный диод VD2 (Д226), реле К1 (РЭН18). РелеРЭН18 (паспорт РХ4.564.505) с четырьмя переключающими контактами (для повышениянадежности в каждой из групп К1.1 и К1.2 параллельно соединены по два контакта).Переключение контактов происходит при обесточенном электродвигателе, что существенноснижает требования к их коммутационной способности;
9) Блокэлектродвигателя содержит: обмотку возбуждения электродвигателя LM1, коллекторный электродвигатель M1;
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
8
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU; font-style:normal">РГКРИПТ 21030601.4205.000 ПЗ
<img src="/cache/referats/25978/image009.gif" v:shapes="_x0000_s1151 _x0000_s1152 _x0000_s1153 _x0000_s1154 _x0000_s1155 _x0000_s1156 _x0000_s1157 _x0000_s1158 _x0000_s1159 _x0000_s1160 _x0000_s1161 _x0000_s1162 _x0000_s1163 _x0000_s1164 _x0000_s1165 _x0000_s1166 _x0000_s1167 _x0000_s1168 _x0000_s1169 _x0000_s1170">10) Выпрямительсодержит: выпрямительный диодный мост VD3(КЦ409В), электролитический конденсатор С5 (К50-7), выпрямительный диод VD4 (КД202Р). Предназначен для выпрямления напряженияпитания, поданного на электродвигатель;
11) Фотоэлектрическийдатчик частоты вращения содержит: постоянные резисторы R7-R9 (Р1-12),маломощный транзистор VT3 (КТ315Г),светодиод VD5 (АЛ07А), фотодиод VD6 (ФД256). На вывод RВ7 МК поступают импульсы отфотоэлектрического датчика частоты вращения. При вращении вала ИК лучи дваждыза один оборот на короткое время освещают фотодиод, и в цепи коллекторатранзистора VT3формируются импульсы напряжения. Поступая на вход RВ7, они вызывают прерывания МК от порта В.По этим прерываниям МК измеряет время каждого оборота вала двигателя и переводитизмеренный интервал в частоту вращения, нормированную относительно номинальнойв процентах.
1.4 Описаниесхемы электрической принципиальной и принципа её
работы.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Основарегулятора частоты вращения – МК DD1, работающий на тактовой частоте 10МГЦ.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Органамиуправления являются кнопки SB1 («Вперед»), SB2 («Стоп») и SB3 («Назад),подсоединенные к разрядам RB0-RB2 порта В МК.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Вкачестве ключевого элемента применен мощный составной транзистор КТ834В (VT2).Благодаря большому коэффициенту передачи тока базы управление им осуществляетсянепосредственно напряжением с выхода порта В через токоограничительныйрезистор R5.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Реверсэлектродвигателя осуществляется изменением направления тока в обмоткевозбуждения электродвигателя LM1 с помощью переключающих контактов реле К1. Егообмотка включена в коллекторную цепь транзистора VT1, управляемого напряжениемс выхода RB3 МК.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Врегуляторе применено реле РЭН18 (паспорт РХ4.564.505) с четырьмя переключающимиконтактами (для повышения надежности в каждой из групп К1.1 и К1.2 параллельносоединены по два контакта). Переключение контактов происходит при обесточенномэлектродвигателе (Кз=0), что существенно снижает требования к их коммутационнойспособности.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Программойпредусмотрено формирование на выходе RB6 МК сигнала, включающего тормознойэлемент для быстрой остановки привода при включении, либо для ограничениячастоты вращения в режиме стабилизации при отрицательных нагрузках на валуэлектродвигателя.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Навывод RB7 поступают импульсы от фотоэлектрического датчика частоты вращения. Онсостоит из излучающего диода ИК диапазона VD5, фотодиода, усилителя натранзисторе VT3 и закрепле5нного на валу электродвигателя диска с двумядиаметрально расположенными отверстиями диаметром около 10мм. При вращении валаИК лучи дважды за один оборот на короткое время освещают фотодиод, и в цепиколлектора транзистора VT3, формируются импульсы напряжения. Поступая на входRB7, они вызывают прерывания МК от порта В. По этим прерываниям МК измеряетвремя каждого оборота вала двигателя и переводит измеренный интервал в частотувращения, нормированную относительно номинальной в процентах. В данном случаеза 100% принята частота вращения 3000 мин
<span Arial CYR",«sans-serif»"><img src="/cache/referats/25978/image011.gif" v:shapes="_x0000_i1027"><span Times New Roman CYR",«serif»">.<span Times New Roman CYR",«serif»">Есликоэффициент заполнения достиг нуля (отключение питания), а двигатель продолжаетвращаться с угловой частотой, превышающей заданную, МК выдает исполнительномуустройству команду на торможение через разряд RB6 порта В.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Настроенныйна пятиразрядный порт А используется для управления в динамическом режиме семьюразрядами цифрового индикатора HG1. Через разряд RA3 на вход С1 двоичногосчетчика DD3 поступает информация об отображаемой десятичной цифре, а черезразряд RA4 осуществляется обну
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
9
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU; font-style:normal">РГКРИПТ 21030601.4205.000 ПЗ
<img src="/cache/referats/25978/image012.gif" v:shapes="_x0000_s1171 _x0000_s1172 _x0000_s1173 _x0000_s1174 _x0000_s1175 _x0000_s1176 _x0000_s1177 _x0000_s1178 _x0000_s1179 _x0000_s1180 _x0000_s1181 _x0000_s1182 _x0000_s1183 _x0000_s1184 _x0000_s1185 _x0000_s1186 _x0000_s1187 _x0000_s1188 _x0000_s1189 _x0000_s1190"><span Times New Roman CYR",«serif»">ление счетчика.Дешифратор DD4 преобразует двоичный код на выходе счетчика в код семиэлементногоиндикатора.<span Times New Roman CYR",«serif»">Свыводов RA0-RA2 на адресные входы дешифратора DD2 поступает в двоичном коденомер разряда индикатора HG1, в котором должно отображаться содержимое счетчикаDD4. Напряжение на выходах 0-6 дешифратора последовательно активизирует соответствующиеразряды индикатора, обеспечивая отображение семи цифр, а в интервалахформирования напряжения на неиспользуемом выходе дешифратора индикация отключенаи производится загрузка отображаемой цифры в счетчик.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Привключении устройства происходит автоматический сброс МК и начинается выполнениезаписанной в его памяти программы. Производится начальная инициализация МК иуправляющей программы: настраиваются предделительтаймера/счетчика и линии портов А и В на ввод/вывод, заносятся необходимыеначальные константы в используемые переменные, разрешаются прерывания оттаймера/счетчика и от измерения уровня входного напряжения в разряде RB7 портаВ. После этих действий программа циклически выводит информацию на цифровойиндикатор HG1 и опрашивает состояния кнопок SB1-SB2.
<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language: AR-SA">Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
10
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU; font-style:normal">РГКРИПТ 21030601.4205.000 ПЗ
<img src="/cache/referats/25978/image013.gif" v:shapes="_x0000_s1311 _x0000_s1312 _x0000_s1313 _x0000_s1314 _x0000_s1315 _x0000_s1316 _x0000_s1317 _x0000_s1318 _x0000_s1319 _x0000_s1320 _x0000_s1321 _x0000_s1322 _x0000_s1323 _x0000_s1324 _x0000_s1325 _x0000_s1326 _x0000_s1327 _x0000_s1328 _x0000_s1329 _x0000_s1330">2 Расчетно-конструкторская часть2.1 Электрический расчётэлектронного реле
<img src="/cache/referats/25978/image015.jpg" v:shapes="_x0000_i1028">
Рисунок 2.1. Схема электрическая.Электронное реле.
Расчет электронного реле (рис. 2.1) выполняется по методикеприведенной в [14] и исходными данными являются:
1. По току срабатывания из справочника выбираем тип релеРЭН18: паспорт РХ4.564.505, параметрыток срабатывания 10mA, рабочее напряжение 220<img src="/cache/referats/25978/image017.gif" v:shapes="_x0000_i1029">
2. Выбираем транзистор, который будет работать в ключе. Выбор по току<img src="/cache/referats/25978/image019.gif" v:shapes="_x0000_i1030"><img src="/cache/referats/25978/image021.gif" v:shapes="_x0000_i1031">
<img src="/cache/referats/25978/image023.gif" v:shapes="_x0000_i1032"><img src="/cache/referats/25978/image025.gif" v:shapes="_x0000_i1033">mА: выбираем из справочника транзистор с: <img src="/cache/referats/25978/image023.gif" v:shapes="_x0000_i1034"><img src="/cache/referats/25978/image027.gif" v:shapes="_x0000_i1035"><img src="/cache/referats/25978/image029.gif" v:shapes="_x0000_i1036"><img src="/cache/referats/25978/image031.gif" v:shapes="_x0000_i1037"><img src="/cache/referats/25978/image033.gif" v:shapes="_x0000_i1038"><img src="/cache/referats/25978/image035.gif" v:shapes="_x0000_i1039">
3. При срабатывании реле на базу VT1 подается сигнал лог. 1, с выхода микроконтроллераDD1, размах сигналаравен <img src="/cache/referats/25978/image037.gif" v:shapes="_x0000_i1040"> 2,5В.
Падение напряжения на нем должно составить:
<img src="/cache/referats/25978/image039.gif" v:shapes="_x0000_i1041"> (2.1)
<img src="/cache/referats/25978/image041.gif" v:shapes="_x0000_i1042">
<img src="/cache/referats/25978/image043.gif" v:shapes="_x0000_i1043"> (2.2)
<img src="/cache/referats/25978/image045.gif" v:shapes="_x0000_i1044">
Через R1потечет ток базы VT1равный, в режиме срабатывания, (при подаче «1»), = 20мкA.
4. Диод VD1 — предназначен для защиты перехода VT1 от пробоя, обратноприложеннымнапряжением самоиндукции обмотки реле, которое возникает при его переключении.
Амплитуда бросков тока может составлять до <img src="/cache/referats/25978/image047.gif" v:shapes="_x0000_i1045"> реле.
Определим параметры диода:
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
11
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU; font-style:normal">РГКРИПТ 21030601.4205.000 ПЗ
<img src="/cache/referats/25978/image048.gif" v:shapes="_x0000_s1331 _x0000_s1332 _x0000_s1333 _x0000_s1334 _x0000_s1335 _x0000_s1336 _x0000_s1337 _x0000_s1338 _x0000_s1339 _x0000_s1340 _x0000_s1341 _x0000_s1342 _x0000_s1343 _x0000_s1344 _x0000_s1345 _x0000_s1346 _x0000_s1347 _x0000_s1348 _x0000_s1349 _x0000_s1350"><img src="/cache/referats/25978/image050.gif" v:shapes="_x0000_i1046"> (2.3)<img src="/cache/referats/25978/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1047">
Через реле протекает ток срабатывания, равный 10mA, этот токбудет прямым током диода VD1.
Параметры:
<img src="/cache/referats/25978/image054.gif" v:shapes="_x0000_i1048"><img src="/cache/referats/25978/image056.gif" v:shapes="_x0000_i1049">
Его параметры (влияющие на работу данной схемы):
<img src="/cache/referats/25978/image058.gif" v:shapes="_x0000_i1050"> <img src="/cache/referats/25978/image060.gif" v:shapes="_x0000_i1051">
2.2 Расчёт надёжности
Надежность — свойство объекта сохранять во времени вустановленных пределах значение всех параметров, характеризующих способность выполнятьтребуемые функции в заданных режимах и условиях эксплуатации, техническогообслуживания, ремонтов и транспортирования. Исходными данными для расчетанадежности являются:
— схема электрическаяпринципиальная РГКРИПТ 21030601.4205.003 ЭЗ;
— печатная плата РГКРИПТ21030601.4205.004 ПП;
— перечень элементов;
— климатические и механическиеусловия эксплуатации.
Анализ работы устройства показал, что устройство работаетот малого сигнала и в нем нет цепей с повышенным тепло выделением, следовательно,максимальная температура определяется значением t=30±<st1:metricconverter ProductID=«10ᄚC» w:st=«on»>10°C</st1:metricconverter>. Устройство относитсяк I группе промышленных РЭА.
Принимаем Тмах=40°С,
Влажность — нормальная.
В результате расчета надежности определим:
— интенсивность отказовустройства lå;
— среднее время наработки доотказа Тср;
— вероятность безотказнойработы устройства Pc(t)в течение 10000 часов эксплуатации.
Расчет проводим по методике, изложенной в [15].Составляем таблицу элементов, применяемых в устройстве. Для удобства расчета,однотипные компоненты, находящиеся при одинаковых или близких температурах иработающих при одинаковых или близких электрических и механических нагрузках,объединяем в одну группу. В таблицу 2.1 включаем также лепестки, проводникипечатные и соединения паяные.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
12
<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:RU; font-style:normal">РГКРИПТ 21030601.4205.000 ПЗ
<img src="/cache/referats/25978/image061.gif" v:shapes="_x0000_s1291 _x0000_s1292 _x0000_s1293 _x0000_s1294 _x0000_s1295 _x0000_s1296 _x0000_s1297 _x0000_s1298 _x0000_s1299 _x0000_s1300 _x0000_s1301 _x0000_s1302 _x0000_s1303 _x0000_s1304 _x0000_s1305 _x0000_s1306 _x0000_s1307 _x0000_s1308 _x0000_s1309 _x0000_s1310">Объединяем в группы следующие радиокомпоненты:— конденсаторы С1, С4, С5 типа К50-6, К53-18, К50-7 — электролит;
— конденсаторы С2, С3типа К10-59 — с керамическим диэлектриком;
— микросхемы DA1, DD1-DD4 типа КР142ЕН5А,PIC16F84A, К555ИД7,
— К555ИЕ5, К514ИД1 — полупроводниковаяИМС;
— цифровой индикатор HG1 типа АЛС318А — полупроводниковая ИМС;
— индикаторы HL1,HL2типа АЛ102БМ — сплавные;
— резисторы R1…R9 типаР1-12 — с максимальной мощностью рассеивания 0,125 Вт — непроволочныепостоянные металлодиэлектрические;
— диодный мост VD1, VD3 типа КЦ407А, КЦ409В — выпрямительный кремниевый;
— диоды VD2, VD4 типа Д226, КД202Р — выпрямительный кремниевый;
— диоды VD5, VD6 типа АЛ107А, ФД256 — сплавной;
— транзистор VT1 типа КТ605Б — кремниевый малой мощности средне-частотный;
— транзистор VТ2 типа КТ834В — кремниевый большой мощностинизкочастотный;
— транзистор VT3 типа КТ315Г — кремниевый малой мощностивысоко-частотный;
— кварц ZQ1 типа М1 — сплавной;
— реле К1 типа РЭН18(РХ4.564.505);
— кнопки SB1-SB3 типа DO-2 — без фиксации.
Последними элементамив таблицу 2.1 записываем лепестки, соединения паяные и проводники.
Определяем количествопаяных соединений nС и количество печатныхпроводников nП: nС= 156, nП = 96.
Записываемрадиоэлементы в таблицу 2.1 в последовательности их записи в перечне элементов.
Для каждого типаэлемента определяем интенсивность отказов в номинальном режиме ljН и записываем втаблицу 2.1.
Рассчитаем поправочныйкоэффициент при воздействии внешних факторов
kl= kl1×kl2, (2.4)
Изм.
Лист
№ докум.