Реферат: Управляемый делитель частоты

--PAGE_BREAK--4. Технические решения и обоснования по пунктам Т. З.:

4.1. Анализ электрической схемы изделия.


Разработаны часы с термометром и барометром и выполнена компоновка элементов в соответствии с электрической схемой изделия-аналога [Журнал «Радио» за 2003г., выпуск 4,5](Приложение 7.1). Предложенная схема была дополнена следующими  элементами (Приложение 7.2):

Элементы контроля, регулирования и управления (ЭКРУ):

1.     Индикатор включения питания (Светодиод (HL1) АЛ307Б).

2.     Устройство контроля включения питания (Тумблер (S1)).

Элементы внешних соединений (ЭВС):

1.     Сетевой  провод ШВВП

2.     Вилка ВД-1 

4.2. Назначение изделия и область его применения.


Наименование устройства.
Часы с термометром и барометром.
Назначение и область применения изделия.
Прибор предназначен для отображения текущего значения  времени, температуры и и атмосферного давления, заменяя таким образом три обычных бытовых прибора. Он может быть связан по последовательному интерфейсу с персональным компьютером, который может откалибровать шкалы термометра и барометра, а при необходимости -собрать данные  для вывода на экран графиков изменения их показаний за выбранный интервал времени. Также предусмотрено возможность отслеживания состояния батареи с помощью индикатора.

Устройство применяется в бытовых условиях.



 Исполнение, категория и условия эксплуатации:

ГОСТ 15150:

Климатическое исполнение изделия:умеренный холодный климат (УХЛ)

Категория размещения изделия:4.2 (для эксплуатации в лабораториях, капитально жилых и других подобного типа помещениях).

Прибор относится к группе наземной переносной РЭА. Габаритные размеры: 210´160´80 мм. Масса не более <metricconverter productid=«1 кг» w:st=«on»>1 кг. Конструкция прибора должна предусматривать возможность программирования через штыревые колодки ISPи RS232.

Значение температуры воздуха при эксплуатации:

·        рабочее (верхнее): +40С

·        рабочее (нижнее):  -40С

·        предельное (верхнее): +45С

·        предельное (нижнее):   — 50С

Относительная влажность:

·        нижнее значение: 60% при 20 С

·        верхнее значение 80% при 25 С

Атмосферное давление:

·        рабочее (нижнее): <metricconverter productid=«650 мм» w:st=«on»>650 мм. рт. ст.

·        рабочее (верхнее): <metricconverter productid=«800 мм» w:st=«on»>800 мм. рт. ст.

Материал корпуса:  силумин АЛ34 (ВАЛ5), ГОСТ 2685 – 75 [4].




ГОСТ 17516.1-90:

Место размещения и условия эксплуатации:

Перемещение и манипулирование и перемещение людьми(низкая физической активностью и не использующих одновременно изделия(инструменты) с высокой механической мощностью), работа в местах с малозначительными вибрациями, перевозка в хорошо амортизированных видах транспорта (самолеты, суда, железнодорожный транспорт, автомобили).

Группа механического исполнения: М21 (перемещаемые нестационарные изделия, работающие в движении).

Синусоидальная вибрация:

1.     диапазон частот(f): 0,5-200 Гц

2.     максимальная амплитуда ускорения(g): 2 м/с-2

Удары одиночного действия:

1.     пиковое ударное ускорение(g): 10 м/с-2

2.     длительность действия ударного ускорения: 2-20 м/с-2

Удары многократного действия:

1.     пиковое ударное ускорение(g): 7  м/с-2

2.     длительность действия ударного ускорения: 2-20 м/с-2
Принцип действия устройства.
Три канала контроля за фазным напряжениям по схеме идентичны. Поэтому рассмотрим работу только одного из них, контролируещего напряжение фазы А. Цепь R1, R4,VD2,R10,R17,C4 формирует из переменного фазного напряжения пропорциональное ему постоянное. Последнее поступает на входы двух ОУ микросхемы DA3, служащих компораторами. На инвертирующий вход нижнего по схеме компоратора с резистивного делителя R1R12 подано напряжение, задающее порого срабатывания защиты при превышении фазным напряжением допустимого значения. На инвентирующий вход второго (верхнего) компоратора подано напряжение «нижнего» порога (с резистивного делителя R7R11). Выходы компораторов соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ DD1.1. Логический уровень на выходе этого элемента высокий, пока контролируемое фазное напряжение остается в установленных подстроечными резисторами R11 и R12 пределах.

Элемент DD2.1 объединяте выходные сигналы трех каналов контроля. Пока ни один из них не сработал, уровень на выходе этого элемента – низкий. Светодиод HL2 не горит, сигнализируя об исправности трехфазной сети. Аналогично элементу DD2.1 действует элемент DD2.2, но на один из его входов дополнительно подан сигнал срабатывания узла контроля температуры. Поэтому транзистор VT1, цепь базы которого подключена к выходу элемента DD2.2 через интегрирующую цепь R22C7 и инвертор DD2.3, открыт лишь при условии, что сеть исправна и температура корпуса электродвигателя ниже допустимой.

В  цепь коллктора транзистора VT1 включена обмотка реле K1. Если все в порядке, реле K1 и контактор KM1 находятся в сработавшем состоянии и электродвигатель подключен  к сети. В аварийной ситуации транзистор будет закрыт и разомкнувшиеся контакты реле K1.1 обесточат обмотку пускателя КМ1, который отключит электродвигатель. Упомянутая выше цепь R22С7, задерживает срабатывание защиты на 2…4 с, предотвращает реакцию на кратковременные броски сетевого напряжения.

Датчиком температуры корпуса электродвигателя служит терморизистор RK1. С помощью ОУ DA6 напряжение, падающее на терморезисторе, сравнивают с образцовым, поступающим на инвертирующий вход ОУ с резистивного делителя R9R16. В случае перегрева электродвигателя сопротивление терморезистора  и падение напряжения на нем уменьшаются на столько, что высокий логический уровень на выходе DA6 сменяется низким, приводя к зажиганию светодиода HL1 и к отключению электродвигателя пускателем KM1.

Длина проводов, соединяющих терморезистор RK1 с защитным устройством, может достигать 2…3 м. конденсатор С1 устраняет наведенные на эти провода помехи.

Узел питания защитного устройства состоит из понижающего трансформатора T1, диодного моста VD1, конденсатора фильтра С2 и двух интегральных стабилизаторов –DA1 И DA2. Напряжением 9В с выхода первого стабилизатора питают микросхемы DA3-DA6, DD1,DD2. потребляемый ток не превышает 30мА, поэтому теплоотвод микросхеме DA1 не требуется. Из напряжения 5В, стабилизированного микросхемой DA2, получают образцовые уровни напряжения для установки порогов срабатывания защиты.
Основные технические характеристики устройства:
Напряжение питания, В …………………………………………………...380

Частота питающей сети, Гц ………………………………………………...50

Номинальный входной ток, А ..............…………………………………….63

Мощность нагрузки, кВт ……………………………………………..……..75

    продолжение
--PAGE_BREAK--
4.3. Состав изделия.



Изделие имеет централизованную схему компоновки и представляет собой моноблок, имеющий вилку для подключения к сети и розетку для подключения нагрузки (двигатель), а также выносной элемент RK1, который устанавливается непосредственно на двигатель.
  <img width=«106» height=«2» src=«ref-2_1105231619-79.coolpic» v:shapes="_x0000_s1063">            <img width=«170» height=«92» src=«ref-2_1105231698-214.coolpic» v:shapes="_x0000_s1064"><img width=«66» height=«2» src=«ref-2_1105231912-77.coolpic» v:shapes="_x0000_s1065"><img width=«2» height=«322» src=«ref-2_1105231989-86.coolpic» v:shapes="_x0000_s1066">    <img width=«521» height=«681» src=«ref-2_1105232075-8034.coolpic» v:shapes="_x0000_s1069 _x0000_s1070 _x0000_s1071 _x0000_s1072 _x0000_s1073 _x0000_s1074 _x0000_s1075 _x0000_s1076 _x0000_s1077 _x0000_s1078 _x0000_s1079 _x0000_s1080 _x0000_s1081 _x0000_s1082 _x0000_s1083 _x0000_s1084 _x0000_s1085 _x0000_s1086 _x0000_s1087 _x0000_s1088 _x0000_s1089 _x0000_s1090 _x0000_s1091 _x0000_s1092 _x0000_s1093 _x0000_s1094 _x0000_s1095 _x0000_s1096 _x0000_s1097 _x0000_s1098 _x0000_s1099 _x0000_s1100 _x0000_s1101 _x0000_s1102 _x0000_s1103 _x0000_s1104 _x0000_s1105 _x0000_s1106 _x0000_s1107 _x0000_s1108 _x0000_s1109 _x0000_s1110 _x0000_s1111 _x0000_s1112 _x0000_s1113 _x0000_s1114 _x0000_s1115 _x0000_s1116 _x0000_s1117 _x0000_s1118 _x0000_s1119 _x0000_s1120 _x0000_s1121 _x0000_s1122 _x0000_s1123"><img width=«516» height=«676» src=«ref-2_1105240109-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1026">               
Рис. 1. Блок-схема УЗ-3Д

4.4. Функциональные узлы электрической схемы изделия.
Прибор состоит из передней и задней панелей, шасси и защитного кожуха П-образной формы и внешнего элемента — датчика.
<img width=«592» height=«326» src=«ref-2_1105240182-6081.coolpic» v:shapes="_x0000_s1129 _x0000_s1124 _x0000_s1169 _x0000_s1128 _x0000_s1127 _x0000_s1171 _x0000_s1174 _x0000_s1180 _x0000_s1152 _x0000_s1153 _x0000_s1154 _x0000_s1155 _x0000_s1156 _x0000_s1157 _x0000_s1158 _x0000_s1159 _x0000_s1160 _x0000_s1161 _x0000_s1162 _x0000_s1163 _x0000_s1164 _x0000_s1165 _x0000_s1166 _x0000_s1167 _x0000_s1168 _x0000_s1135 _x0000_s1136 _x0000_s1137 _x0000_s1138 _x0000_s1139 _x0000_s1140 _x0000_s1141 _x0000_s1142 _x0000_s1143 _x0000_s1144 _x0000_s1145 _x0000_s1146 _x0000_s1147 _x0000_s1148 _x0000_s1149 _x0000_s1150 _x0000_s1151 _x0000_s1175 _x0000_s1177 _x0000_s1178 _x0000_s1179 _x0000_s1176 _x0000_s1132 _x0000_s1133 _x0000_s1134 _x0000_s1131 _x0000_s1170 _x0000_s1173 _x0000_s1172 _x0000_s1126 _x0000_s1125 _x0000_s1130">



Рис. 2. Блок-схема функциональных узлов электрической схемы изделия УЗ-3Д

При разбиении электрической схемы изделия на функциональные узлы  на панель управления были помещены следующие элементы:

·        переключатель SA1 включения и выключения напряжения питания прибора;

·        светодиодный индикатор HL3, сигнализирующий о включении питания;

·        светодиодный индикатор HL2, сигнализирующий о неисправности сети;

·        светодиодный индикатор HL1, сигнализирующий о перегреве двигателя;
на заднюю панельбыли помещены следующие элементы:

·        предохранитель FU1:

·        разъемы подключения сети ~380 и двигателя (вилка и розетка):

·        клемма «Заземление»

·        монтажные провода к датчику RK1
выносной элементRK1.
Остальные элементы (сетевой трансформатор, печатная плата реле и пускатель) размещены на шасси.

    продолжение
--PAGE_BREAK--4.5. Технические характеристики изделия.


ТХ изделия,

которые будут контролироваться, регулироваться

или управляться соответствующими ЭКРУ

Величина (диапазон изменения) ТХ,

единица измерения



ЭКРУ, наименование, тип,

функция

(назначение)

Обозначение ЭКРУ на эл. схеме

№№ поз.

на чертеже



Напряжение

Питания






    

       220 В




Переключате ль

клавишный

ПКЛ-45

(включение /

выключение 

напряжения

питания)



       SA1

 

       3



Напряжение

Питания







Светодиод

ЗЛ336Б

(световая инди-

кация включён-

ного положе-

 ния)





       HL3



       4



Контроль

температуры

двигателя






Светодиод

ЗЛ336И

(световая сигнализация перегрева двигателя)





       HL1



        1



Контроль

напряжения

питания

двигателя






Светодиод

ЗЛ336И

(световая сигнализация о выходе напряжения за установленные пределы)





       HL2



        2
4.6. Требования безопасности.


Конструкция изделий обеспечивает электробезопасность пользователя в процессе эксплуатации изделий:

1)                     Прибор имеет полностью закрытый корпус, исключающий контакты с находящимися под напряжением частями устройства, корпус выполнен из пластмассы.

2)                     Тепловое реле в пускателе КМ1 отключит устройство при превышении максимального тока;

3)                     Защитное заземление объединя­ет все металлические элементы конструкции, доступ к которым возможен при наладке, ремонте и эксплуатации, с общей шиной с отводами наименьшей конструктивной длины с глухозаземлённой нейтралью первичной питающей сети, распола­гаемой обычно около фундамента здания.

4)                     Надежная изоляция токоведущих частей.

5)                     На задней панели предусмотрены уплотнительные кольца в местах выхода сетевого шнура и монтажного провода из корпуса для предотвращения их истирания в процессе эксплуатации.

6)                     Световая индикация включения сетевого напряжения – светодиод HL3 (поз. 4, приложение 7.6).

7)                               предусмотрен предохранитель FU1 (поз. №7 СБ2) для защиты от перегрузок в сети питания устройства.

    продолжение
--PAGE_BREAK--