ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 28.12.2024

Просмотров: 2002

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Коломенский институт (филиал) мгоу

3.Микропроцессорная система регулирования электродвигателя 59

Введение

1. Комплект конструкторской документации

1.1 Пояснительная записка

2. Аналоговая микроэлектронная система регулирования электродвигателя

2.1.Разработка и расчет электрической структурной схемы

2.1.1. Расчет мощности двигателя.

2.1.2. Расчет общего коэффициента усиления усо

2.1.2.1.Расчетная структурная схема

2.2.Разработка и расчет электрической функциональной схемы

2.3.Разработка и расчет электрической принципиальной схемы

2.3.1. Реверсивный усилитель мощности на биполярных транзисторах

2.3.1.1 Обеспечение режимов пуска и реверса

2.3.2. Расчет электрической принципиальной схемы рум

2.3.2.1.Выбор силовых транзисторов vt4, vt6, vt8.

2.3.2.2. Выбор силовых диодов vd7, vd8.

2.3.2.3.Расчет резистора r9.

2.3.2.4.Расчет резистора r3

2.3.2.11.Выбор диодов vd9, vd10

2.3.4Расчет и оптимизация на пэвм охладителя для силового транзистора

2.3.4.1.Назначение программы, списки входных и выходных величин

2.3.5.Разработка электрической принципиальной схемы рум на igbt модулях

2.3.5.1.Технические характеристики полумостовых драйверовIhd580fi/fn.

2.3.5.2.Функциональное описание

Надёжность управления

Эффективность применения

Защита от коротких замыканий и перегрузок по току

Размещение выводов

2.3.5.3.Функциональное назначение выводов

Вывод 36 (25): Выход g1 (g2)

2.3.5.4.Подсоединение к источнику питания

2.3.5.5.Расчет элементов схемы

2.3.5.6.Пример расчёта электрической принципиальной схемы рум

2.3.5.7.Расчёт охладителей дляIgbt-модулей

2.3.6 Расчет элементов схемы шим и усо

2.3.6.1.Выбор элементной базы

2.3.6.2.Расчет элементов схемы усо

2.3.6.3.Расчет элементов схемы шим

3.Микропроцессорная система регулирования электродвигателя

3.1.Схема электрическая функциональная

3.2. Расчет мощности двигателя.

3.3. Расчет общего коэффициента усиления

3.3.1 Расчетная структурная схема

3.4. Алгоритм программы измерения периода вращения вала электродвигателя

4.5. Программа измерения периода вращения

4.Разработка конструкции печатного узла

4.1.Печатная плата

4.1.1.Материалы для печатной платы

4.1.2.Ширина печатных проводников и расстояние между ними.

4.1.3.Топологическое конструирование печатной платы.

4.2. Сборочный чертеж печатного узла

Литература

Приложение

5.1. Правила выполнения электрических структурных схем

5.2. Правила выполнения электрических функциональных схем

5.3. Правила выполнения электрических принципиальных схем

5.3.1. Позиционные обозначения.

5.3.2.Перечень элементов.

5.4. Правила выполнения электрических схем соединений

6.Igbt-модульSk45gb063. Геометрические размеры

14. Условные графические обозначения электрорадиоэлементов

6.Igbt-модульSk45gb063. Геометрические размеры

7.ДрайверIHD580FI. Геометрические размеры.

8.Охладитель К0,55. Общий вид

Н. Контр.

КИ МГОУ

9.Охладитель К1,1. Общий вид

10.Охладитель К3. Общий вид

11.Охладитель К5. Общий вид

12.Охладитель К9. Общий вид

13.УГО в электрических структурных, функциональных и принципиальных схемах

Составляя элек­трическую структурную, функциональную или принципиальную схему устройства, следует придерживаться общепринятого пра­вила: вход — слева, выход — справа.

УГО наиболее часто встречающихся в схемах элементов и их размеры в мас­штабе 1:1 приведены в Приложении 13. Об особенностях применения некото­рых из них будет сказано далее, а сей­час — еще несколько слов об общих требованиях к схемам. Возле каждого элемента (желательно сверху или спра­ва) должно быть указано его позицион­ное обозначение (R1, R2..., С1, С2 и т.д.). Нумеровать элементы необхо­димо слева направо — сверху вниз, на­пример, так:

R1 R4 R7 R9

R2 R3

R6

R8

R5


R10...

Рядом с УГО резисторов и конден­саторов проставляют общепринятым способом их номиналы. Сопротивле­ние до 999 Ом указывают в омах без обозначения единицы измерения, от 1 до 999 кОм — в килоомах (используют сокращенное обозначение — букву "к"), от 1 МОм и выше — в мегаомах (обозначают буквой "М"). Так, номи­нал 2,2 на схеме обозначает 2,2 Ом; 330 — 330 Ом; 1,2 к — 1,2 кОм; 3,6 М — 3,6 МОм. Емкость до 9 999 пФ указыва­ют в пикофарадах без обозначения единицы измерения, а начиная со зна­чения 10 000 пФ — в микрофарадах (используют буквы "мк"). Номинал 5,1 обозначает 5,1 пФ; 430 — 430 пФ; 9100 — 9 100 пФ; 0,01 мк — 0,01 мкФ; 470 мк — 470 мкФ и т. д. Для оксидных конденсаторов (а иногда и для конден­саторов других видов, если важно об­ратить внимание на этот параметр) указывают номинальное напряжение, присоединяя его через знак умножения (например, 100 мк х 400 В).

Номинальное значение основного параметра желательно указывать и у катушек индуктивности, особенно промышленного изготовления (напри­мер, унифицированных дросселей ДП, ДПМ и т. п.). Индуктивность до 999 мкГн обозначают в микрогенри (обозначение на схемах — мкГн), от 1 до 999 мГн — в миллигенри (мГн), от 1 Гн и выше — в генри (Гн).

Внутри УГО постоянных резисторов указывают мощность рассеяния, возле УГО диодов, транзисторов, микросхем и некоторых других элементов (оптронов, акустических головок, цифровых индикаторов, стрелочных измеритель­ных приборов) — их полное обозначе­ние (с буквенным индексом), а у выво­дов микросхем и контактов разъемных соединителей (вилок и розеток) — их номера. Кроме того, рядом с УГО изме­рительного прибора желательно ука­зать предельные значения измеряемой величины (например, 0...100 мкА). Для облегчения налажи­вания конструкций желательно указать на схеме переменные напряжения на вторичных обмотках трансформаторов питания, режимы работы транзисторов и микросхем (возле их выводов) по по­стоянному току, осциллограммы сигна­лов в характерных точках устройства.

Поблизости от УГО элементов, ис­пользуемых в качестве органов управ­ления (переменные резисторы, пере­ключатели и т. п.), присоединения (разъемные соединители, гнезда, за­жимы) и индикаторов (лампы накалива­ния, светодиоды, звукоизлучатели и т. п.), указывают надписи и знаки, по­ясняющие их функциональное назначе­ние в устройстве.

Ну, а теперь — об особенностях применения УГО некоторых элементов в схемах. Знаки регулирования (на­клонная линия со стрелкой у конденса­торов переменной емкости, такая же линия с засечкой на верхнем конце у подстроечных конденсаторов, подстроечников катушек индуктивности и наклонная линия с изломом внизу у нелинейных резисторов — терморе­зисторов, варисторов и т. д.), а также знаки фотоэлектрического эффекта (наклонные стрелки, направленные слева сверху — вниз направо в УГО фото­резистора, фотодиода и т. п. приборов) и оптического излучения (наклонные стрелки, направленные слева снизу — вверх направо в УГО светодиодов) не должны изменять своей ориентации при повороте основного символа на любой угол. Иными словами, символ, например, диода в УГО светодиода мо­жет быть изображен горизонтально, вертикально, катодом влево, вправо, вверх, вниз (как удобно для построения схемы), но стрелки оптического излуче­ния во всех случаях должны быть на­правлены от него вверх направо.


Своего рода "привязанностью" обла­дают черточка, перпендикулярная ли­нии-символу катода в УГО стабилитрона, и симметричная засечка на конце сим­вола катода в УГО диода-ограничителя напряжения: при любой ориентации этих УГО они поворачиваются вместе с ними, как "приклеенные". Сохраняют "привязку" к основному символу при повороте УГО и наклонные черточки, обозначающие мощность рассеяния резистора менее 0,5 Вт.

Линии-выводы эмиттера и коллектора в УГО биполярного транзистора (за пре­делами окружности, символизирующей его корпус) можно располагать как пер­пендикулярно линии-выводу базы, так и параллельно ей — в некоторых случа­ях это позволяет "уплотнить" схему, сделать ее компактнее. Излом линии электрической связи, идущей к базе та­кого транзистора, а также к символам затвора, истока и стока полевого тран­зистора, допускается на расстоянии не менее 5 мм от окружности-корпуса (в масштабе 1:1).

Число полуокружностей, составляю­щих символы катушки индуктивности, входящей в колебательный контур, и дросселя, установлено равным четы­рем, а в символах обмоток асинхронно­го электродвигателя — трем. В катуш­ках связи и обмотках трансформаторов их число не нормируется и может быть любым (по необходимости). Жирной точкой у одного из выводов обозначают начало обмотки.

Знаки, характеризующие принцип действия звукового преобразователя, могут быть внесены не только в УГО мик­рофонов, как показано на с. 41, но и в УГО телефона, головки громкоговорителя, в этом случае их размеры соответствен­но увеличивают.

Если необходимо изобразить состав­ные части оптрона (источник излучения и приемник) в разных местах схемы, символ корпуса разрывают (у каждой из частей оставляют полуокружность, оканчивающуюся короткими отрезками прямых линий), а знак оптического взаи­модействия (две стрелки, параллельные длинной стороне корпуса) заменяют знаками фотоэлектрического эффекта и оптического излучения (наклонные стрелки, как в УГО фото- и светодиода). Позиционные обозначения источника излучения и приемника строят на осно­ве позиционного обозначения оптрона (например, светодиод — U1.1, фототи­ристор — U1.2).

Аналогично поступают и при разне­сенном способе изображения электро­магнитного реле (когда его обмотку и контакты для удобства построения изображают в разных местах схемы): контактам присваивают обозначение, состоящее из позиционного обозначе­ния реле и условного номера контакт­ной группы (например, реле К1 может иметь контактные группы К1,1, Кt.2, К1.3 и т. д.). Точно также нумеруют сек­ции выключателей, переключателей (например. SA1.1, SA1.2 и т. д.). блоков конденсаторов переменной емкости (С1.1. С1.2 и т. д.), сдвоенных, строен­ных и счетверенных переменных резис­торов (R1.1, R1.2 и т. д.).


Для упрощения схем нередко ис­пользуют слияние линий электрической связи в одну так называемую групповую линию связи, которую изображают утолщенной линией (см. Приложение). В непосред­ственной близости от мест входа в групповую линии обычно нумеруют. Вместо номеров можно использовать буквенные обозначения сигналов, ино­гда это упрощает чтение схемы. Мини­мальное расстояние между соседними линиями, отходящими от групповой в разные стороны, должно быть не ме­нее 2 мм (в масштабе 1:1). Линии, вы­ходящие из конца линии групповой связи, изображают линиями нормаль­ной толщины

Соединения, выполненные экрани­рованным проводом, выделяют штри­ховым кружком, от которого отводят линию, соединяющую его с общим проводом (корпусом) устройства или заземлением. Если необходимо пока­зать экранированные соединения а группе линий, идущих параллельно, значок экрана помещают над ними и проводят от него линию со стрелками, указывающими, какие именно соедине­ния помещены в экранирующую оплетку.

В некоторых случаях (например, для уменьшения наводок) провода скру­чивают. Знак скрутки (наклонная линия с противоположно направленными за­сечками на концах) охватывает все ли­нии связи, выполненные таким образом.

Линии, соединяющие далеко расположенные один от другого элементы, особенно в тех случаях, когда изобра­зить осуществляемые ими связи за­труднительно, обрывают, а концы остав­шихся отрезков снабжают стрелками, возле которых указывают адреса (буквы русского или латинского алфавита, по­зиционные обозначения элементов), однозначно восстанавливающие не по­казанное соединение. Например, при разрыве линии связи между резис­торами R5. R6 и конденсатором С4-2 у стрелки, соединенной с резисторами, пишут 'К С42". а у стрелки, идущей от конденсатора, — 'К R5. R6".

Несколько слов — об УГО микросхем цифровой и аналоговой техники. Они построены на основе прямоугольни­ков, называемых полями. УГО простей­ших устройств (например, логических элементов) состоят только из основно­го поля, в более сложных к нему добав­ляют одно или два дополнительных, располагаемых слева и справа. В ос­новном поле помещают надписи и зна­ки, обозначающие функциональное назначение элемента или микросхемы, в дополнительных — так называемые метки, поясняющие назначение выво­дов. Ширина полей определяется чис­лом знаков (с учетом пробелов). Мини­мальная ширина основного поля — 10, дополнительных — 5 мм. Расстояние между выводами, а также между выво­дом и горизонтальной стороной УГО или границей зоны, отделяющей одни выводы от других, — 5 мм (все размеры в масштабе 1:1).


В местах присоединения линий-выводов изображают специальные знаки (указатели), характеризующие их особые свойства: небольшой кру­жок (инверсия), наклонную черточку ("/" — прямой, "\" — инверсный дина­мический вход), крестик (вывод, не несущий логической информации, например, вывод питания).

В правом поле УГО цифровых микро­схем иногда помещают знаки, построен­ные на основе ромбика. Если он снабжен черточкой сверху, это означает, что дан­ный вывод соединен с коллектором р-п-р транзистора, эмиттером п-р-п транзис­тора, стоком полевого с р-каналом или истоком транзистора с п-каналом. Если же названные электроды принадлежат транзисторам противоположной струк­туры или приборам с каналом противо­положного типа, черточку помещают снизу. Ромбиком с черточкой внутри обозначают вывод с так называемым состоянием высокого выходного сопро­тивления (Z-состоянием).

Чтобы не загромождать схему цепями питания цифровых микросхем, соот­ветствующие выводы в их УГО обычно не изображают, а чтобы было ясно, к каким выводам подводится питание, в местах, откуда оно поступает (выход источника питания, цепь, к которой подключается внешний источник), по­мещают стрелки с адресами, напри­мер, "К выв. 14 DD1, DD2; выв. 10 DD3, DD4; выв. 16 DD5, DD6".

И, наконец, — об УГО, используемых в структурных и функциональных схемах. Их основа — квадрат, в котором указыва­ется функциональное назначение уст­ройства. Большинство показанных в Приложении УГО просты и понятны, и только некоторые требуют пояснений. В част­ности, символ генератора. Помимо буквы G, в его обозначении можно ука­зать область частот (одна синусоида — низкие частоты, две — звуковые, три — высокие), конкретное значение часто­ты (например, 500 кГц), форму колеба­ний в виде упрощенной осциллограммы, наличие стабилизации частоты и т. д.

Два или три символа синусоиды ис­пользуют также для указания назначе­ния фильтров, но здесь они обознача­ют полосы частот. Например, в УГО фильтров верхних (ФВЧ) и нижних час­тот (ФНЧ) две синусоиды символизи­руют колебания частот, лежащих выше и ниже частоты раздела (в первом слу­чае зачеркнута нижняя синусоида, сле­довательно, устройство пропускает сиг­налы с частотой выше частоты среза, во втором — верхняя, что говорит о про­пускании сигналов ниже этой частоты). 8 УГО полосового и режехгторного филь­тров — три синусоиды. Как и в преды­дущем случае, пропускаются полосы частот, обозначенные не синусоидами: если зачеркнуты верхняя и нижняя, — фильтр полосовой, а если средняя, — режекторный.