МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ»

Кафедра систем управления

Курсовая работа

по предмету

«ЭиУсу»

на тему

Расчет реверсивного магнитного усилителя на постоянном токе

ВЫПОЛНИЛА: ПРОВЕРИЛ:

студентк группы 022403 Марков А.В.

Нагула К.А.

Минск 2013

Содержание

Содержание 2

1. Методика расчета нереверсивного магнитного усилителя 2

1.1. Исходные данные для расчета МУ 2

1.2. Данные для расчета МУ при работе на исполнительный двигатель постоянного тока 3

2. Этапы расчета МУ 5

2.1. Выбор схемы усилителя 5

2.2. Расчет выпрямителя 6

2.3. Выбор материала и конструкции магнитопровода 6

2.4. Определение типоразмера магнитопровода 7

2.5. Расчет цепей рабочих обмоток, обратной связи, смещения и управления 8

2.5.1. Цепь рабочих обмоток 8

2.5.2. Цепь обратной связи 8

2.5.3. Цепь смещения 9

2.5.4. Цепь управления 9

2.6. Конструктивный расчет дросселя тороидального типа 10

2.7. Расчет динамических параметров 11

2.8. Построение статической характеристики 12

1. Методика расчета нереверсивного магнитного усилителя

1.1. Исходные данные для расчета му

Исходными данными для расчета МУ являются: величина и характер нагрузки, максимальная мощность Pн макс или максимальный ток Iн макс нагрузки, минимальная мощность Pн мин или минимальный ток Iн мин нагрузки, максимальная мощность Pу макс или максимальный ток Iу макс сигнала управления, входное сопротивление усилителя Rу или сопротивление источника усиливаемого сигнала Rи, частота источника питания fпит, постоянная времени τу. Кроме того, к МУ могут предъявляться специфические требования, например, такие как минимальный вес и габариты, повышенная стабильность характеристик, экономичность и др.

Параметры двигателя: Тип двигателя: сл-281

Uн = 24 В

nн = 5200 об/мин

Pн = 26 Вт

Iян = 2,16 А

Iвн = 0,24 А

rя = 1,15 Ом при 20˚C

Mн = 0,5 × 9,81·10ֿ² Н·м

Mс = 0,08 × 9,81·10ֿ² Н·м

J = 1,96·10ֿ⁵ кг·мІ

1.2. Данные для расчета му при работе на исполнительный двигатель постоянного тока

При работе МУ на двигатель постоянного тока нагрузка МУ будет активной и при якорном управлении определяется выражением

Uн 24 В

Rн = Iян = 2,16 А = 11 Ом; (1.1)

максимальная мощность нагрузки

Pн макс = Uн · Iвн = 24 В · 0,24 А = 5,76 Вт; (1.2)

минимальная мощность нагрузки

Pн мин = Uн · Iн мин = 5,76 Вт /20 = 0,3 Вт; (1.3)

ток Iн мин принимается в 20 раз меньше тока управления двигателя, т.е.

Iян 2,16 А

Iн мин = 20 = 20 = 0,1 А; (1.4)

Коэффициент усиления по току для РМУ определяется соотношением

Iян 2,16 А

K_i= I_{y max} = 0,04 А = 54 (1.5)

Входное сопротивление усилителя принимается равным Rу = (50 ч 150) Ом =

= 150 Ом, частота источника питания рабочих обмоток МУ fпит = 400 Гц, значение постоянной времени τу МУ не должно превышать величины электромеханической постоянной двигателя Тэм:

J·π·nо·α J·nо 1,96·10ֿ⁵ кг·мІ· 5200/60 об/с

Тэм = 30·Mк1·α ≈ 0,105 · Mк1 = 0,105· 0,5 × 9,81·10ֿ² Н·м =

= 0,034 с, (1.6)

где Mк1 – пусковой момент при α =1, Mк1 ≈ Mн; nо – скорость идеального холостого хода примем равной nн; J – момент инерции, α – коэффициент сигнала.