Реферат: Регулятор температуры - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Регулятор температуры

Банк рефератов / Экономика и финансы

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 35 kb, скачать бесплатно
Обойти Антиплагиат
Повысьте уникальность файла до 80-100% здесь.
Промокод referatbank - cкидка 20%!

Узнайте стоимость написания уникальной работы

1. Задание на курсовой проект


Требуется разработать регулятор температуры, который будет поддерживать температуру в соответствии с графиком задания Рис. 1.

Точность соответствия температуры заданию должна быть не ниже 12%.


t0C


80





-10


Uвх,В

0 100 200 220



Функциональная схема устройства :


Uп = 140+/-30%



Uвх

ЗИ Р СУ VT1




Дt Rн












Требования к узлам устройства:


1. Задатчик интенсивности :

1.1. Uвх0 = 0 В.

1.2. Uвх1 = 220 В ; (напряжение сети).

1.3. Время нарастания температуры 32 с.

1.4. Задатчик должен обеспечивать потенциальную развязку от напряжения сети.


2. Система управления импульсным ключом:

2.1. Обосновать выбор типа модуляции.

2.2. Разработать принципиальную схему.

2.3. Рассчитать элементы.


3. Импульсный ключ:

Выбрать требуемый транзистор импульсного ключа

по току и напряжению.


4. Нагревательный элемент :

Мощность нагревательного элемента 250 Вт.


5. Датчик температуры:

Выполняется на диоде.


6. Регулятор :

Пропорционально интегральный регулятор.



2. Импульсный ключ.


Выбор силового ключа производится из расчета максимального напряжения Uкэ max и максимального тока Iк max


Un max = Uн + 30% = 182 B = U кэ max


Iн = P/Uн = 1.786 A Номинальный ток через транзистор


Imax = U кэ max Iн / Uн Максимальный ток через транзистор


Транзистор выбираем с запасом по току и напряжению 30%.


U кэ max = Uп max + 30% = 236 B


I к max = I max + 30% = 3.9 A


Выбран транзистор КТ858А , из раздела высокочастотные мощные, со следующими параметрами :


I к max = 7А ; U кэ max = 400 В ;  = 10 ; U бэо max = 6 В ; U кэ нас = 1 В


К =  / 3 = 3.33 Динамический коэффициент передачи по току


Iб max = I max / KIД = 0.905 А


















3. Система управления импульсным ключом.


3.1. Предоконечный каскад.


Выбор транзисторов в предоконечном каскаде проводится по следующим параметрам :


1. Un < Uбэо max(силового ключа)

2. Iк max = Iб (силового ключа) max + 50%

3. U кэ max = 2Un + 30%


Примем Un = 5 B

Тогда :


U кэ max = 13 В

Iк max = 1.358 А


Для как можно большего уменьшения тока управления необходимо в предоконечный каскад поставить транзистор с большим коэффициентом усиления. Важным условием так же является широкая полоса рабочих частот.

По этим параметрам выбран составной высокочастотный транзистор КТ972Б со следующими параметрами :

I к max = 4А ; U кэ max = 45 В ;  = 750 ; U бэо max = 5 В ; U кэ нас = 1.5 В


К =  / 3 = 250 Динамический коэффициент передачи по току


Определим ток базы составного транзистора :


Iб max = Iк max / K = 0.005 А


Ток базы достаточно мал, значит можно уже использовать микросхему.


Для более быстрого отключения силового транзистора необходимо притянуть накопившиеся на его базе заряды к отрицательному полюсу источника питания.

Для этого необходимо использовать транзистор типа p - n - p .


Произведем выбор этого транзистора .


1. U кэ max = 2Un + 30%

2. Iк max = Iб (силового ключа) max + 50%


Выбран транзистор 2Т830А со следующими параметрами :

I к max = 2А ; U кэ max = 25 В ;  = 25 ; U бэо max = 12 В ; U кэ нас = 0.6 В


3.2. Управление ключом поручим АЦП .




K554CA3Б

3 W

4 2

7 Q

R

8 R 9

11 Q

6 +U

-U





Выберем компаратор К554СА3Б со следующими параметрами:

Un = +/-15 B (+/-1.5 В) ; Iпот1 < 7.5 mA ; Iпот0 = 5 mA ;

U < 7.5 mB ; Iвх ср < 0.25 mkA ;

Для управления импульсным ключом необходимо на его вход подавать управляющие импульсы, преобразованные из аналоговых сигналов задания и сигнала с датчика температуры. Для этой цели выберем широтно импульсную модуляцию ШИМ - 1. Я реализую ШИМ - 1 модулятор на компараторе. Более точная модуляция в данном проекте не требуется т.к. на входе компаратора сигнал не сложной формы. А ШИМ - 1 более прост в настройке ( легко можно посмотреть на экране осциллографа ). На один вход компаратора подаются контрольные импульсы с генератора пилообразных импульсов. На другой вход компаратора подаются сигнал задания и сигнал с датчика температуры, обработанные определенным образом.

На выходе компаратора образуются управляющие импульсы.


3.3. Генератор пилообразных импульсов.


Генератор пилообразных импульсов сделаем на основе генератора прямоугольных импульсов построенного на логических элементах.

Генератор прямоугольных импульсов построим на основе микросхемы К561ЛН2 ,выполненной по технологии КМОП . Эта микросхема содержит 6 логических элементов НЕ три из которых мы используем. На входы оставшихся трех элементов подадим логический уровень 1 .



+15 B


R4


1 1 1 R7 VT

C2



R1 R2 R3 C1


VD



Произведем расчет и выбор навесных элементов микросхемы.

Генератор будем строить на частоту f = 10 Кгц , что соответствует периоду Т = 100 мкС .

Из этого условия выбираем сопротивление R4, принимая величину емкости С2 = 820 пФ.

R4 C2 = 100мкС R4 = 1.22 105

Из ряда резисторов выбран номинал R4 = 130 Ком .

Величина параллельного сопротивления резисторов R2 R3 должна находиться в пределах от 3 до 4 кОм, чтобы не перегрузить логический элемент по току.

Пренебрегая R2 выберем R3 = 3.6 кОм .

Длительность импульса на выходе последнего логического элемента должна находиться в пределах 1...2 мкс. Примем длительность импульса tи = 1.5 мкс. В моей схеме длительность импульса определяется С1 R3 = tи . Отсюда определим величину емкости С1.

С1 = 4.167 10-10 Ф

Выберем величину емкости С1 из ряда емкостей С1 = 3.9 10-10.

С1 R3 = 1.404 мкС. Это значение удовлетворяет нашему промежутку.

В моей схеме период импульса определяется С1 R2 = Т.

Отсюда найдем величину сопротивления R2

R2 = 2.564 105 Ом

Из ряда резисторов выберем номинал R2 = 2.7 105 Ом.

Величина сопротивления R1 должна находиться в пределах

10...500 Ком . Примем R1 = 100 Ком.

Транзистор в этой схеме выбран КТ603А со следующими параметрами Ikmax = 0.3 A ; UКЭ = 30 В ;  = 80 .

Резистор R7 выбираем по току базы транзистора .

Ik = Ikmax - 30% = 0.21A

Iб = Ik /  = 2.625 mA

R7 = Un / Iб = 5714 Ом

Из ряда резисторов выбираем номинал R7 = 5.6 Ком













4. Блок питания


-Uвх СТ -Uвых -15В

+Uвх +Uвых +15В

220 В

GND




+5В

-5В



Блок питания требуется с двумя двухполярными источниками. Одним пяти вольтовым источником , для питания импульсного ключа, и вторым пятнадцати вольтовым источником питания , для микросхем .

Для питания импульсного ключа стабилизатор напряжения не нужен, и я использую простую схему диодный мост VD11 - VD14 марки КД209 и конденсаторы С14 = С15 = 100 мкФ и С12 = С13 = 0.01 мкФ .


Для остальных элементов требуется стабильное напряжение питания. Выбор стабилизатора происходит по следующим параметрам : Uст = +/-15 +/-1.5 В ; Iст >=0.04 .

По этим параметрам выбран двухполярный стабилизатор напряжения в интегральном исполнении 142ЕН6Б со следующими параметрами : Uст = +/-15 +/-0.015 В ; Iст = 0.2 А .

Остальная схема представляет собой диодный мост VD2 - VD5 марки КЦ405Е . Емкости на входе стабилизатора должны быть на два порядка выше, чем на выходе, поэтому выбраны следующие конденсаторы С4 = С5 = 1000 мкФ , а С7 = С8 = 10 мкФ .


























5. Задатчик интенсивности


R1

C1


VD1 R2

VD2 R3


C2 VD3 R4







Исходя из задания на курсовой проект к задатчику можно предъявить следующие требования :

1. Задатчик интенсивности должен обеспечивать потенциальную развязку от напряжения сети.

2. Время нарастания температуры 32 сек.

Потенциальную развязку обеспечивает трансформатор с коэффициентом передачи КП на входе задатчика.

Время нарастания температуры обеспечивает схема интегратора собранная на операционном усилителе.


Произведем расчет навесных элементов операционного усилителя в задатчике интенсивности.

Из графика задания найдем приблизительные коэффициенты пропорциональности резисторов R2 R3 R4 :


Кт = t / U

t - изменение температуры на одном участке

U - изменение напряжения на том же участке

Кт1 = 20 / 100 = 1.25

Кт2 = 35 / 100 = 0.35

Кт3 = 25 / 20 = 0.2

При ступенчатой подаче на задатчик интенсивности 220 (В) в работу включаются сразу все резисторы (R2, R3, R4). Примем их параллельное сопротивление равным Rтретьего = 4.7 Ком .

Тогда параллельное сопротивление резисторов R2 и R3 можно вычислить по формуле :

Rвторого = n1Rтретьего = 1.679 10-4

где n1 = Кт3 / Кт2

Найдем величину сопротивления R2 :

R2 = n2 Rвторого = 2.937 104

где n2 = Кт2 / Кт1

Выберем из ряда резисторов стандартный номинал R2 = 30 Ком

Rвторого = R2 / n2 = 1.714 104 Ом

Найдем величину сопротивления R3 :

R3 = R2 Rвторого / (R2 - Rвторого) = 4 104

Выберем из ряда резисторов стандартный номинал R3 = 43 Ком

Найдем величину сопротивления R4 :

R4 = Rвторого Rтретьего / (Rвторого - Rтретьего) = 6.427 103

Выберем из ряда резисторов стандартный номинал R3 = 6.2 Ком

По получившимся номиналам резисторов посчитаем их общее сопротивление Rтретьего = 4.6 103 .

Определим величину емкости конденсатора в обратной связи операционного усилителя из условия :

Rтретьего C = 32 сек

где Rтретьего - общее сопротивление резисторов R2, R3, R4.

С = 32 / Rтретьего = 0.00694 Ф.

Выберем из ряда конденсаторов стандартный номинал

С = 6800 мкФ.

Величина резистора R1 и типы стабилитронов зависят от выходного напряжения трансформатора. Примем выходное напряжение трансформатора Uвых = 6 В, при входном напряжении Uвх = 220 В.

Значит коэффициент трансформации Ктр = 6 / 220 = 0.0273.

Выберем выпрямительный диод Д12А со следующими параметрами: Iпр = 100 мА , Uпр = 1 В, Uобр = 50 В.

Учтем падение напряжения на выпрямительном диоде

Тогда при Uвх = 100 В Uвхоу = 1.9 В

при Uвх = 200 В Uвхоу =4.7 В

Выберем стабилитроны для требуемых напряжений:

КС119А Uст = 1.9 В Iст = 10 мА

КС147Г Uст = 4.7 В Iст = 10 мА

Коэффициент усиления операционного усилителя сделаем равным двум, чтобы операционный усилитель не вошел в насыщение. Тогда Uвыхоу = 10 В.

Конденсатор на входе операционного усилителя должен быть достаточно большой емкости, чтобы сгладить пульсации напряжения с выхода выпрямительного диода.

Примем емкость конденсатора С2 = 2200 мкФ.








6. Датчик температуры



+15B

R2

-15B R3

R4


R1 R5


VD




По заданию на курсовой проект датчик температуры должен быть выполнен на диоде. Выбран маломощный выпрямительный диод Д106 с параметрами Iпрср = 1 мА ; Т мах = 1250 .

Резистором R1 задает ток через диод .

R1 = Un / Iпрср = 15 Ком

Подаем на вход операционного усилителя опорное напряжение через резисторы R3 и R2 .

Зададим падение напряжения на резисторе R2 = 5 В , что соответствует сопротивлению R2 = U / I = 15 / 0.0001 = 150 Ком. Но резистор подстроечный и, следовательно, для удобства регулировки нужен номинал в два раза больше. Примем сопротивление резистора R2 = 300 Ком.


Зададим падение напряжения на резисторе R3 U = 9 В при токе через него I = 0.00001 А.

R3 = U / I = 900 Ком

Выберем из ряда резисторов стандартный номинал R3 = 910 Ком.

Из расчета задатчика интенсивности видно, что при максимуме задания на выходе датчика температуры должно быть +10 В.

Соответственно подберем коэффициент усиления операционного усилителя и номиналы резисторов во входной ветви и в ветви обратной связи.

Изменение падения напряжения на диоде составляет 2 (мВ/С0) , на всем рабочем участке это изменение падения напряжения составит 0.18 В. Это и будет максимальное входное напряжение.

Тогда найдем коэффициент усиления К = Uвых / Uвх = 55.56 .

По этому значению подберем сопротивления R5, R4 .

Резистор R5 возьмем переменный для компенсации ошибок задания, которые возникают из-за разбросов параметров элементов схемы.

Примем величину сопротивления R5 = 10 Ком.

Тогда R4 = 5000  55.56 = 277 Ком .

Выберем из ряда резисторов стандартный номинал R4 = 270 Ком.


1Авиация и космонавтика
2Архитектура и строительство
3Астрономия
 
4Безопасность жизнедеятельности
5Биология
 
6Военная кафедра, гражданская оборона
 
7География, экономическая география
8Геология и геодезия
9Государственное регулирование и налоги
 
10Естествознание
 
11Журналистика
 
12Законодательство и право
13Адвокатура
14Административное право
15Арбитражное процессуальное право
16Банковское право
17Государство и право
18Гражданское право и процесс
19Жилищное право
20Законодательство зарубежных стран
21Земельное право
22Конституционное право
23Конституционное право зарубежных стран
24Международное право
25Муниципальное право
26Налоговое право
27Римское право
28Семейное право
29Таможенное право
30Трудовое право
31Уголовное право и процесс
32Финансовое право
33Хозяйственное право
34Экологическое право
35Юриспруденция
36Иностранные языки
37Информатика, информационные технологии
38Базы данных
39Компьютерные сети
40Программирование
41Искусство и культура
42Краеведение
43Культурология
44Музыка
45История
46Биографии
47Историческая личность
 
48Литература
 
49Маркетинг и реклама
50Математика
51Медицина и здоровье
52Менеджмент
53Антикризисное управление
54Делопроизводство и документооборот
55Логистика
 
56Педагогика
57Политология
58Правоохранительные органы
59Криминалистика и криминология
60Прочее
61Психология
62Юридическая психология
 
63Радиоэлектроника
64Религия
 
65Сельское хозяйство и землепользование
66Социология
67Страхование
 
68Технологии
69Материаловедение
70Машиностроение
71Металлургия
72Транспорт
73Туризм
 
74Физика
75Физкультура и спорт
76Философия
 
77Химия
 
78Экология, охрана природы
79Экономика и финансы
80Анализ хозяйственной деятельности
81Банковское дело и кредитование
82Биржевое дело
83Бухгалтерский учет и аудит
84История экономических учений
85Международные отношения
86Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
87Финансы
88Ценные бумаги и фондовый рынок
89Экономика предприятия
90Экономико-математическое моделирование
91Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
По статистике, фразу "О, боже, какой огромный!" чаще всего слышит маленький паучок.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2017
Рейтинг@Mail.ru