- •Содержание Введение 4
- •1.1 Технические характеристики системы регулирования
- •1.2 Функциональная схема системы регулирования
- •2.1 Выбор микропроцессора
- •2.2 Выбор усилителя
- •2.3 Выбор контактора
- •2.4 Выбор электродвигателя
- •2.5 Выбор редуктора
- •2.6 Выбор пропеллера
- •2.7 Выбор бункера
- •2.8 Выбор датчика уровня
- •3 Расчет датчика обратной связи
- •4 Анализ устойчивости системы автоматического регулирования
- •4.1 Проверка устойчивости системы регулирования
- •4.2 Определение прямых и косвенных оценок качества системы
- •7 Выбор и расчет корректирующего устройства
2.2 Выбор усилителя
Операционные усилители представляют собой широкий класс аналоговых микросхем, которые позволяют производить усиление аналоговых сигналов, придавать им различную форму, складывать и вычитать сигналы, производить операции дифференцирования и интегрирования, создавать источники стабильного напряжения и генераторы колебаний различной формы.
Операционный усилитель (ОУ) – это многокаскадный транзисторный усилитель, выполненный в виде микросхемы.
В рассматриваемой системе присутствует один усилитель, служащий для согласования микроконтроллера и контактора, запускающего двигатель, так как для реакции последнего необходимо подать напряжение 36 В.
К1432УД5 А/Б - монолитный операционный усилитель с обратной связью по напряжению, обеспечивающий большую скорость нарастания и широкую полосу пропускания, необходимые для видеоэлектроники, радиолокации и измерительной техники. Эти параметры достигаются за счет применения комплементарной биполярной технологии, позволяющей реализовывать высококачественные p-n-p и n-p-n транзисторы в едином технологическом цикле.
Технические характеристики операционного усилителя К1432УД5 приведены ниже.
Напряжения питания, В ±2,5 ÷ ±16,5.
Коэффициент усиления, В/мВ 9000.
Коэффициент ослабления синфазных сигналов, дБ 100.
Напряжения смещения Uсм, мВ 0,5.
Входной ток, мкА 5.
Дифференциальное входное сопротивления , кОм 2.
Скорость нарастания, В/мкс 100.
Ток потребляемый, мА 7.
Максимальный выходной ток, мА 75.
Выходное сопротивления Rвых, Ом 10.
Передаточная функция операционного усилителя:
, (1)
где kу – коэффициент усиления операционного усилителя:
, (2)
где – требуемое значение напряжения на входе контактора;
– напряжение с выхода микроконтроллера.
Передаточная функция усилителя:
2.3 Выбор контактора
Контактор – нелинейный элемент (реле) /4/, служащий для пуска и останова электродвигателя. Для обеспечения безотказной работы при заданной мощности установки (22 кВт), был выбран контактор фирмы TeSys LC1-D65.
Технические характеристики контактора описаны ниже.
Номинальное напряжение цепи управления (Uc), В 12 ÷ 440.
Номинальное напряжение изоляции в
соответствии с МЭК 9471, В 690.
Пределы напряжения цепи управления (при 55 °C):
- срабатывание (0,85 ÷ 1,1)Uc;
- отпускание (0,1 ÷ 0,3)Uc.
Среднее потребление:
- срабатывания, Вт 22;
- удержания, Вт 22.
Время срабатывания при Uc:
- замыкание, мс 85 ÷ 10;
- размыкание, мс 20 ÷ 35.
Постоянная времени (L/R), мс 65.
Механическая износостойкость при Uc, млн. ком. циклов 20.
Максимальная частота коммутации, циклов/ч 3600.
Рисунок 2 – Статическая характеристика типа идеальное реле
Коэффициент гармонической линеаризации для данного случая (идеальная релейная характеристика):
, (3)
где А = 36 – напряжение срабатывания контактора (амплитуда входного сигнала), В;
В = 380 – напряжение питания двигателя, В.
.
Тогда передаточная функция контактора будет иметь вид передаточной функции пропорционального звена:
, (4)
где - коэффициент усиления контактора.
Окончательно имеем:
.