М инистерство образования РФ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет “ЛЭТИ”

РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЬНО-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

ДЛЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Методические указания

к курсовому проектированию

по дисциплине

”ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ”

Санкт-Петербург

2000

УДК 681.513.3(07)

Расчет усилительно–преобразовательных устройств для электромеханических систем: Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине "Технические средства систем управления" / Сост.: В. Е. Кузнецов. СПб.: Издательство СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2000. 32 с.

Содержат основные требования, принцип работы, необходимые расчетные соотношения и практические рекомендации к статическому расчету усилителей мощности и преобразовательных устройств для следящих электромеханических систем малой мощности.

Предназначены для студентов, обучающихся по направлению 550200.

Утверждено

редакционно-издательским советом университета

в качестве методических указаний

С

С

ПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2000

Предисловие

Методические указания по выбору и расчету усилительно–преобразовательных устройств для электромеханических систем, иными словами усилителя мощности (УМ), предназначены для выполнения студентами III курса специальности 210500 курсового проекта на тему “Статический расчет следящей системы” – 1-й части сквозного курсового проектирования.

Техническое совершенство и функциональная надежность следящей системы определяется усилителем мощности. Большой объем требований, условий и обязательных разделов, выполняемых студентами в ходе статического расчета следящей системы, не позволили осветить в должной мере вопрос расчета современных УМ в учебном пособии по курсовому проекту [1]. Однако, как показала практика, именно проектирование и расчет УМ вызывает у студентов наибольшие трудности.

В современных маломощных следящих системах применяют транзисторные УМ (класс В, АВ), транзисторные УМ с широтно-импульсной модуляцией (класс D), так называемые широтно-импульсные преобразователи (ШИП), а также УМ на основе тиристорных преобразователей (ТП) напряжения переменного тока в регулируемое выпрямленное напряжение постоянного тока. В настоящее время существует большое многообразие схемных решений УМ. В методических указаниях представлены схемы, нашедшие наибольшее применение. Примеры схем включают в себя все необходимые узлы, обеспечивающие работу электрического двигателя с реверсом. Для удобства рассмотрения схем из них исключены внутренние цепи коррекции, защиты и диагностики, повышающие функциональную надежность и показатели качества УМ.

1. Требования к структуре следящей системы

Структурная схема разрабатываемой следящей системы, изображенной на рисунке, должна включать в себя следующие обязательные элементы построения, выбора и расчета:

Дв – двигатель, Р – редуктор, Н – нагрузка, УПУ – усилительно-преобразовательное устройство (усилитель мощности), У – предварительный усилитель, Пр – преобразователь (модулятор или демодулятор), ЧЭ - чувствительный элемент (датчик обратной связи по положению), включающий в себя пару датчик–приемник (Д–П).

Требования при выборе ЧЭ. Для вариантов задания на курсовой расчет с двигателями постоянного тока в качестве чувствительных элементов выбираются вращающие трансформаторы.

Для вариантов задания на курсовой расчет с двигателями переменного тока в качестве чувствительных элементов выбираются потенциометрические датчики.

Требования при выборе Пр. Тип преобразователя (модулятор или демодулятор) выбирается в соответствии с заданным типом ЧЭ и УПУ.

Требования к редуктору. При расчете редуктора следует выбирать диаметры шестерен таким образом, чтобы диаметр наибольшей из них не превосходил диаметра фланца электродвигателя. Габаритные и установочные размеры используемых двигателей приведены в приложении.

2. Содержание раздела “расчет усилителя мощности” курсового проекта “статический расчет следящей системы”

Раздел пояснительной записки, включающий расчет УМ, должен содержать следующие обязательные элементы:

1. Функциональную схему УМ.

2. Принципиальные схемы блоков, входящих в состав функциональной схемы, с подробным расчетом или обоснованием всех используемых элементов: резисторов, конденсаторов, транзисторов и т. п.

В пояснительной записке приводится марка, тип проводимости и электрические параметры транзисторов, тиристоров и диодов, которые были использованы при выборе элемента. Электрические параметры представляются списком или таблицей. Из расчета можно исключить выбор трансформаторов.

3. Полную принципиальную электрическую схему УМ со спецификацией.