Разработка принципиальной схемы и выбор ее элементов

5. Разработка принципиальной схемы и выбор ее элементов

Выбор элементов эталонной модели.

Представим схемную реализацию эталонной модели:

рис.5

Выбираем прецизионные операционные усилители DA1 и DA2 серии КР140УД25А. Параметры ОУ: Uпит=±15 В, Iпотр=5 мА, напряжение смещения Uсм=0.03 мВ.

Примем емкость С1 и С2 – по 0.5мкФ

Выбираем конденсаторы К71-7-0.5мкФ±0.5%

Исходя из того, что Тm=0.002 с, рассчитаем величины сопротивлений R1, R2, R3

Выбираем:

R1,R3 – C2-29B-0.25-8.06 кОм±0.5%

R2 - C2-29B-0.25-4.02 кОм±0.5%

С3-С6 – блокировочные конденсаторы (для предотвращения обратной связи по питанию) серии К10-17-25В-0.1мкФ±0.5%

Для исключения интегрирования собственной ошибки ОУ необходимо в начальный момент времени закоротить ключ, роль которого выполняет микросхема КР590КН2 в состав которой входит четыре аналоговых ключа, Uпит=±15 В.

Реализация регулятора скорости:

 

рис.6

Выбираем R1 – 10 кОм, тогда для реализации Крс=10:

Для создания обратной связи по скорости первой массы применим тахогенератор ТП50-100-1 с параметрами Uмах=150 В Þ в нашем случае примем, что на максимальной скорости тахогенератор вырабатывает 75 В. Jp=360*10^-7 кгм², Мтр=270*10^-4 Нм. Видно, что момент инерции ротора тахогенератора и дополнительный момент сопротивления настолько малы по сравнению с основными параметрами системы, что ими можно пренебречь.

Для согласования выходного напряжения тахогенератора с системой управления, применим делитель, представленный на рис.7

рис.7

Примем R5=10 кОм Þ

Итак:

R1, R5 – C2-29B-0.25-10кОм±0.5%

R2 – C2-29B-0.25-13кОм±0.5%

R4 – C2-29B-0.5-100кОм±0.5%

R6 – два параллельно соединенных C2-29B-0.5-130кОм±0.5%

С1, С2 – блокировочные конденсаторы (см. выше)

DA1 – КР140УД25А.

Реализация сумматора (с коэффициентом усиления Кку=30).

 

рис.8

Выбираем R1=10 кОм Þ

R1 – C2-29B-0.25-10кОм±0.5%

R2 – C2-29B-0.5-100кОм±0.5%

R6 – C2-29B-1-300кОм±0.5%

DA1 – КР140УД25А.

Реализация сумматора с ограничением сигнала.

рис.9

Выбираем: R1, R2, R3 – C2-29B-0.25-10кОм±0.5%

Для ограничения используется стабилитрон 2С210A с параметрами:

Uст=10 В, Iст=5 мА, DUст=9-10.5 В.

DA1 – КР140УД25А.

Реализация регулятора тока.

 

рис.10

Для получения сигнала обратной связи по току применим датчик тока на основе элемента Холла: LTS25-NP с параметрами: Iном=25 А, Iмах=75 А, Uпит=5 В, точность-0.7% от Iном.

Реализовывать И-регулятор тока будем с помощью двух микросхем КР140УД25А

Один операционный усилитель служит для суммирования сигнала задания на ток и сигнала обратной связи, второй будем использовать как интегратор сигнала, поступающего с сумматора, предусмотрев ограничение с помощью стабилитрона 2С210А. В качестве закорачивания интегратора применим второй ключ микросхемы КР590КН2.

Для смещения сигнала от датчика тока подадим на первый ОУ Uсм =2.5 В, используя делитель R5-R6 (по 10 кОм)

Выбираем R1=R3=10 кОм, тогда:

Выбираем конденсатор С1 - К71-7-0.5мкФ±0.5% Þ

Т.к. Тpt=0.073, то:

Получили:

R1, R3 – C2-29B-0.25-10кОм±0.5%

R2 – C2-29B-0.25-2кОм±0.5%

R4 –два параллельно соединенных C2-29B-1-291кОм±0.5%

DA1, DA2 – КР140УД25А.

С1 - К71-7-0.5мкФ±0.5%

Теперь объединим отдельно рассмотренные блоки в общую схему. Суммарная принципиальная электрическая схема представлена на листе КП.000.019.002 ЭЗ