5.2.2. Выбор и расчет датчиков

Датчики напряжения, тока, скорости вращения и температуры должны выбираться исходя из рассчитанных параметров двигателя.

5.2.2.1. Расчет датчика напряжения

Зная величину действующего напряжения, например , необходимо определить диапазон и погрешность измерений, рассчитать мощность трансформатора, его коэффициент трансформации исходя из параметров встроенного в AVR-микроконтроллер АЦП.

1. Определим максимальное значение измеряемого напряжения при возможном перенапряжении в 30%:

где – это коэффициент перенапряжения: .

Диапазон напряжений, который необходимо контролировать, составляет от 0 В до 404,47 В.

2. Выбираем в качестве датчика напряжения трансформатор напряжения, который понижает максимальное значение на первичной обмотке до максимального значения напряжения на вторичной обмотке, которое способен измерить АЦП, например, , где – это опорное напряжение для АЦП.

3. Определим коэффициент трансформации:

4. Определим действующие значения напряжений:

– первичной обмотки

– вторичной обмотки

5. Определим максимально допустимый ток вторичной обмотки трансформатора при входном сопротивлении АЦП :

6. По значениям тока и напряжения на вторичной обмотке определим полную мощность трансформатора:

7. Выбираем понижающий трансформатор серии ОСМ1-0,4 со следующими параметрами:

Параметр	Расчетный	условие	ОСМ1-0,4
, В	286	≤	380
, В	3,54	≤	5
	80,89	>	76
, мА	0,5	≤	80000
, мВт	2,5	≤	400000
при =286	-	-	3,76

– данный параметр вычисляется с использованием коэффициента трансформации выбранного трансформатора: .

8. Вторичное действующее напряжение получается чуть больше заданного, поэтому в выходную цепь устанавливают резистивный делитель (подстроечный резистор), который согласовывает значения напряжений. При мощности резистора 0,25 Вт (иногда можно брать 0,125 Вт – производители импортных деталей) суммарное сопротивление подстроечных резисторов может составлять не более:

Этот параметр значительно меньше, чем входное сопротивление АЦП , соответственно можно выбрать от 0,0625 Ом до значения, сравнимого с , которое не должно превышать 10% от номинального значения:

9. На основании изложенного получаем схему подключения измерительного трансформатора напряжения к однофазной цепи, представленной на рис. 5.5. С вторичной обмотки трансформатора Тр2 напряжение подается на выпрямительный диод VD2(1N4007). Пульсирующее напряжение с катода VD2 сглаживается подсоединенным конденсатором C2 (10μF).

Рис. 5.5. Схема подключения датчиков тока и напряжения к цепи однофазного асинхронного двигателя