6.2 Формирование основных технических требований к разрабатываемой конструкции

Регулятор-стабилизатор частоты вращения коллекторного двигателя с модельной компрессией используется для работы на открытом воздухе, в жилых и рабочих отапливаемых помещениях. Основанием для разработки устройства измерения длины является задание на дипломное проектирование. Изделия применяются для стабилизации частоты вращения коллекторного двигателя постоянного тока.

Устройство выполняется на основе уже существующих схемных решений.

Проанализировав технические условия, приведенные ГОСТ 12997-84, определяем основные технические требования к разрабатываемой конструкции.

Устройство питается от внешнего источника питания, напряжения питающей сети переменного тока при частоте 50 Гц – 220 В, потребляемая от сети мощность, не более – 50 Вт.

Устройство должно отвечать требованиям надежности. Средняя наработка на отказ должна составлять не менее 12000 ч. Средний срок службы – 10 лет. Время восстановления после ремонта должно быть не более 1 ч. Средний срок службы должен быть не менее 8 лет. Вероятность возникновения отказа за 1000 часов должна быть не более 0, 01. Устройство должно быть восстанавливаемое и обслуживаемое.

ГОСТ 15150-69 [3] устанавливает нормы по климатическому исполнению и категории. Для устройства измерения длины сетевого кабеля УХЛ 4.2. Температура эксплуатации: рабочая (+10 °С...+35°С), предельная рабочая (+1 °С...+40°С).

Устройство должно быть упакована в индивидуальную Тару, обеспечивающие его сохранность при транспортировании и хранении. Маркировка устройства должна проводиться в соответствии с ГОСТ 12997-84 [6].

Транспортирование и хранение устройства должно проводиться в соответствии с ГОСТ 12997-84 [6].

Конструкция регулятора-стабилизатор частоты вращения коллекторного двигателя с модельной компрессией должна быть разработана с учетом требований к производственной, монтажной и эксплуатационной технологичности.

Эксплуатация регулятор-стабилизатор частоты вращения коллекторного двигателя с модельной компрессией следует производить строго в соответствии с требованиями, изложенными в инструкции по эксплуатации. Общие требования безопасности, меры и класс защиты от поражения электрическим током в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.007-75, ГОСТ 12997-84, ГОСТ 12.3.019.

Регулятор-стабилизатор частоты вращения коллекторного двигателя с модельной компрессией должен отвечать общим требованиям эстетики по ГОСТ 12.2.049-80.

Выполнение этих требований позволит создать продукт высокого качества, способны конкурировать на рынке.

7.2 Описание принципа работы проектируемого радиоэлектронного средства

Рассмотрим его работу в режиме зарядки. К зажимам ХТ1 и ХТ2 подключают любое зарядное устройство, а к зажимам ХТЗ и ХТ4 — аккумуляторную батарею. Переключатель SA1 устанавливают в положение «Зарядка». При нажатии на кнопку SB1 реле К2 срабатывает и блокирует кнопку своими контактами К2.1. Реле К1 срабатывает и контактами К1.1 подключает батарею к зарядному устройству. Диод VD2 служит для защиты контрольного устройства от порчи при неправильной полярности подключения зарядного устройства.

Инвертирующий вход операционного усилителя DA1 подключен к источнику образцового напряжения, собранному на термокомпенсированном стабилитроне VD5 и резисторах R4—R8, а на неинвертирующий вход подают часть напряжения батареи с делителя на резисторах R1—R3.

Пиковый детектор, собранный на элементах VD1, R1, С1, уменьшает зависимость напряжения на нижнем по схеме входе ОУ от формы и значения зарядного тока, а также от падения напряжения на проводах, соединяющих зарядное устройство с аккумуляторной батареей. Диод VD1, открываясь тогда, когда напряжение на конденсаторе С1 становится больше напряжения на зажимах батареи, поддерживает напряжение на этом конденсаторе близким к ЭДС в моменты отсутствия пульсирующего зарядного тока.

При достижении заданного уровня ЭДС, устанавливаемого подстроечным резистором R6, напряжение на выходе ОУ скачкообразно увеличивается, включается тиристор VS1 и шунтирует обмотку реле К2, что приводит к отключению контрольного устройства и аккумуляторной батареи от источника зарядного тока. Конденсатор СЗ предотвращает ложное включение тиристора из-за переходного процесса при включении устройства кнопкой SB1. Положительная обратная связь через резистор R9 способствует более четкому срабатыванию устройства.

В режиме контроля разрядки к зажимам ХТ1 и ХТ2 вместо зарядного устройства подключают нагрузку, рассчитанную на разрядный ток около 5 А. Нагрузкой может служить лампа дальнего света от фары автомобиля. Переключатель SA1 переводят в положение «Разрядка». Входы ОУ меняются ролями для того, чтобы обеспечить срабатывание устройства при уменьшении напряжения на зажимах батареи ниже заданного порога. Порог отключения устанавливают подстроечным резистором R7.

Для налаживания контрольного устройства следует подключить к зажимам ХТЗ и ХТ4 источник питания с регулируемым напряжением, оставив зажимы ХТ1 и ХТ2 свободными. По погасанию контрольной лампы HL1 установить соответственно переменными резисторами R6 и R7 пороги отключения: 14,2 В — в положении «Зарядка» и 11,5 В — в положении «Разрядка» переключателя SA1.

Следует убедиться в отсутствии паразитного самовозбуждения ОУ. Если оно обнаружено, необходимо дополнить устройство типовыми цепями коррекции ОУ или ввести отрицательную обратную связь по переменному току, включив конденсатор между выходом ОУ и его инвертирующим входом (емкость конденсатора определяют экспериментально).

Устройство контроля собрано в небольшой пластмассовой коробке, размещаемой вблизи обслуживаемой батареи аккумуляторов. Проводники, подключающие устройство к батарее, должны быть минимальной длины и большого сечения (не менее 2 мм2). Подводящие проводники устройства следует подключать непосредственно к выводам батареи.

В устройстве вместо К553УД2 могут быть использованы ОУ К140УД6, К153УД2 или их зарубежные аналоги. Для получения высокой стабильности работы следует использовать проволочные подстроечные резисторы, например, СП5-2, СП5-16. Диоды Д219А можно заменить на Д220, КД504, КД105, а тринистор КУ101А — на любой из этой серии, а также серий Д235, КУ201. Реле К2 — РЭС10, РЭС15, РЭС49 или любое другое маломощное реле с током срабатывания не более 40 мА при напряжении 6...8 В. Реле К1 использовано автомобильное, контакты которого допускают коммутацию тока силой 6 А.