Введение
Курсовой проект выполняется каждым студентом, обучающимся по специальности УИТС, после изучения дисциплины "Проектирование управляющих устройств". Выполнение курсового проекта преследует цель закрепления и углубление полученных знаний по вопросам разработки и создания современных информационно-управляющих технических средств автоматики, включающих силовую электронику.
Расчетная часть настоящих методических указаний составлена применительно к проекту на тему: "Микроэлектронное устройство регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока". Эта тема имеет 30 вариантов исходных данных. Каждый студент должен выполнить задание, номер которого определен порядковым номером фамилии студента в групповом журнале.
Допускается выполнение курсовых проектов по индивидуальным заданиям, согласованным с преподавателем учебной дисциплины. В таких заданиях предпочтение отдается темам по цифровым и цифроаналоговым информационным и управляющим устройствам автоматики с применением в них микропроцессорных и компьютерных технических средств.
Методическое пособие может оказаться полезным и при работе над дипломным проектом.
1. Комплект конструкторской документации
Комплект конструкторской документации курсового проекта должен содержать следующие документы:
пояснительную записку;
электрическую функциональную схему изделия;
электрическую принципиальную схему изделия;
временные диаграммы сигналов;
алгоритм работы;
программное обеспечение;
чертеж конструкции изделия.
1.1 Пояснительная записка
Пояснительная записка должна иметь объем 15-25 листов писчей бумаги формата А4 (210х297мм).
Пояснительная записка должна быть отпечатана через два интервала на одной стороне листа. С левой стороны листа необходимо оставлять поле для подшивки. Не рекомендуется использовать для подшивки пояснительной записки скоросшиватель.
Пояснительная записка должна содержать следующие разделы:
титульный лист (см. приложение 1);
оглавление, содержащее название всех разделов записки с указанием соответствующих им страниц;
задание на курсовой проект;
введение, в котором должно быть всесторонне проанализировано задание и определены возможные пути для его выполнения известными способами и техническими средствами
разработка и расчет электрической структурной и (или) функциональной схемы изделия;
разработка и расчет элементов электрической принципиальной схемы изделия, включая временные диаграммы, алгоритмы программ, программы;
разработка конструкции изделия или его узла;
заключение;
список использованной литературы.
На каждом листе пояснительной записки (кроме титульного) должна быть выполнена рамка формата. Она наносится на расстоянии 20 мм от левого края листа и на расстоянии 5 мм от всех остальных краев.
В нижней части лита должна быть выполнена основная надпись по установленной форме (см. приложение 2).
2. Аналоговая микроэлектронная система регулирования электродвигателя
2.1.Разработка и расчет электрической структурной схемы
На рис.2.1.1. представлен один из возможных вариантов аналогового устройства регулирования частоты вращения (УРЧВ)двигателя постоянного тока с независимым возбуждением. Структурная электрическая схема включает в себя: задатчик частоты и направления вращения (ЗЧВ ), датчик частоты вращения (ДЧВ), широтно - импульсный модулятор (ШИМ ), реверсивный усилитель мощности (РУМ).
Назначение элементов следующее: ЗЧВ и ДЧВ формируют сигналы, удобные для обработки в схеме УРЧВ (например, в
виде постоянного напряжения); УСО усиливает разность между напряжениями, пропорциональными заданной и действительной частоте вращения двигателя.
Усиленный сигнал рассогласования преобразуется ШИМ в последовательность импульсов, частота следования которых постоянна, а скважность (или коэффициент заполнения) изменяется и зависит от величины рассогласования между действительной и заданной частотой вращения.
Реверсивный усилитель мощности предназначен для усиления импульсов управления по мощности и изменения направления вращения (реверсирования) двигателя путем изменения направления тока якоря.