Міністерство освіти і науки України
Харківський радіотехнічний технікум
Циклова комісія „Радіотехнічних дисциплін”
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
до дипломного проекту
ДП xxxxxx414 012000 ПЗ
Виконав:
Керівник:
Студент групи xxxx
ХАРКІВ 2008р.
ЗАЛІКОВИЙ ЛИСТ
ХАРКІВСЬКИЙ РАДІОТЕХНІЧНИЙ ТЕХНІКУМ
Циклова комісія „РАДІОТЕХНІЧНИХ ДИСЦИПЛІН”
Спеціальність xxxxxx„Конструювання, виробництво і технічне обслуговування радіотехнічних пристроїв”
Курс – 4
Група – xxxxx
Семестр – 7
Курсовий проект
Студента Xxxxxxа xxxxxxxxxxxxxxx
на тему: “Таймер-регулятор потужності”
ДОПУЩЕНИЙ ДО ЗАХИСТУ
ОЦІНКА________________
Заступник директора з навчальної роботи
Голова циклової комісії
Керівник проекту xx.Xxxxxx
Консультант економічного розділу xxxx
Консультант з охорони праці xxxxxxx
Протокол № від „__”_____________2008 року
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ХАРКІВСЬКИЙ РАДІОТЕХНІЧНИЙ ТЕХНІКУМ
Циклова комісія РАДІОТЕХНІЧНИХ ДИСЦИПЛІН „ЗАТВЕРДЖУЮ”
Спеціальність xxxxxxКонструювання, Зав. Відділення
виробництво і технічне обслуговування xxxxxxx
радіотехнічних пристроїв. «___»__________2008р.
ЗАВДАННЯ
На дипломний проект
Тема проекту: “Розробка конструкції та техніко-економічне обґрунтування таймера-регулятора потужності”
Основні технічні данні:Розробититаймер-регулятор потужності. Розрахувати стабілізатор постійної напруги з випрямлячем:
Вихідна напруга Uвих. = 12.5±0.5 В
Коефіцієнт стабілізації Кст = 200
Пульсації вихідної напруги U~mвих. = 0,006 В
Робоча температура Т = 25±10ºC
Живлення від мережі f= 50 Гц, напруга мережі Uвх. = 220В±10%
1. До складу пояснювальної записки повинні входити:
Вступ
1. Огляд аналогічних пристроїв
2. Вибір та обґрунтування проектованого пристрою
3. Розрахункова частина
4. Конструкторсько-технологічна частина
5. Розрахунок надійності
6. Охорона праці та навколишнього середовища
7. Технічне обслуговування та ремонт проектованого пристрою
8. Економічна частина
Висновки Перелік посилань
3. Графічна частина повинна включати:
- схему електричну принципову – ф. А1;
- креслення друкованої плати – ф. А1;
- складальне креслення друкованої плати – ф. А1;
- схему електричну структурну;
- алгоритм пошуку несправностей.
Дата видачі завдання : „21” квітня 2008р.
Дата здачі виконаної роботи: „18” червня 2008р.
Керівник курсового проекту
Протокол № 100 від „28” березня 2008 року
ЗМІСТ
Вступ
1. Огляд аналогічних пристроїв
2. Вибір та обґрунтування проектованого пристрою
3. Розрахункова частина
4. Конструкторсько-технологічна частина
5. Розрахунок надійності
6. Охорона праці та навколишнього середовища
7. Технічне обслуговування та ремонт проектованого пристрою
8. Економічна частина
Висновки
Перелік посилань
Додатки
Додаток А - перелік елементів до схеми електричної принципової
Додаток Б - специфікація до креслення складального
У наш час наука і техніка не стоять на місці. З’являється одна технологія - не проходить і року, як з'являється інша. Ще більш ефективна , але вона складніша, а це означає, що і дорожча. Щоб конструкція та схема була простіше, наука йде далі.
І якщо поглянемо на ті ж телевізори, що з’явилися в минулому столітті, то можно побачити, що основна схема була побудована на лампах, а вага таких телевізорів була велика(десь 40-50 кг). Зараз ці ж телевізори легкі, а керувати ними (перемикати канали) можно не встаючи з крісла. Щоб користування телевізором було простіше, був розроблений пристрій регулювання.
Пристрої регулювання теж пройшли великий шлях в своєму розвитку. З початку це були механічні перемикачі. Далі з’явилися реле – це ті ж перемикачі, але спрацьовували вони вже без людини. Зараз вже є цілі схеми чи блок схем, у якому все працює автоматично, тільки треба задати певні параметри. Також є пристрої регулювання з таймером.
Один з них я вибрав в цьому проекті. Пристрій призначений для регулювання робочої температури електропечей, електроплит і інших подібних навантажень з великою тепловою інерцією. Але він може виконувати і інші функції – періодично з певною частотою і дірчатістю вмикати-вимикати світлову рекламу, світлові ліхтарики чи звукову сигналізацію.
Розробка регулятора потужності з таймером являється актуальною темою.
1 ОГЛЯД АНАЛОГІЧНИХ ПРИСТРОЇВ
Симісторний регулятор потужності.
Застосування симіторів у регуляторах потужності та в різноманітних автоматичних комутаторах утруднене із-за необхідності забезпечення порівняно великого струму управляючого електроду - 150 мА для симісторів серії КУ 208. Управління симістором постійним струмом вимагає великої потужності, а при імпульсному управлінні необхідний формувач, що забезпечує короткі імпульси в момент проходження мережевої напруги через «нуль» і загальний вивід, спільний з одним з мережевих провідників.
Простий регулятор, що не створює шуму.
Цей триністорний регулятор відноситься до пристроїв, в яких комутація триристорів відбувається в моменти переходу мережевої напруги через «нуль», а потужність регулюється зміною числа напівперіодів напруги, що підводиться до навантаження.
Згідно ТЗ та на основі огляду аналогічних пристроїв таких, як симісторні регулятори потужності та регулятор потужності, не виробляючий шумів, я вибрав Таймер-регулятор потужності. Вибір цього пристрою обумовлений тим, що він відрізняється схемним рішенням вузла синхронізації з мережею; наявністю допоміжного таймера, формуючого імпульси з регулюючим, але залишаючись суворо кратним періоду напруги в мережі, періодом повторення. Час відновлення таймера після закінчення імпульсу значно зменшено за рахунок введення до кола розрядки часозадавального конденсатора додаткового польового транзистора. Вихідним симістором керує спеціалізований оптосимістор, що включає його строго в моменти близькості до нуля миттєвого значення мережевої напруги.
Схема таймера-регулятора зображена на рисунку 1.1. Вузол синхронізації таймера з мережею виконаний на здвоєному транзисторному оптроні SU1 і транзисторі VT3. Струм випромінюючих діодів оптрона обмежений резистором R5, від номіналу якого залежить мінімальна напруга в мережі, при якій вузол синхронізації ще працює. При вказаному на схемі номіналі - це 140 В.
Завдяки зустрічно-паралельному з'єднанню випромінюючих діодів: один з фоторезисторів оптрона SU1 відкритий в позитивних напівперіодах мережевої напруги, інший - в негативних. В результаті на “стиках” напівперіодів, коли відсутній струм через обидва випромінюючі діоди і закриті обидва фототранзистори, на колекторі транзистора VT3 утворюють імпульси тривалістю близько 0,1 мс. При необхідності їх тривалість можна змінити, підбираючи резистор R9.
Сформовані описаним чином синхроімпульси поступають на вивід 5 таймера DA1 і запускають зібраний на ньому одновібратор. Чутливість таймера до запускаючих імпульсів залежить від напруги на його виводі 2, заданого резистивним дільником R1R2. Конденсатор С1 подавляє імпульсніперешкоди і наводки.
Зарядка часозадавального конденсатора (залежно від положення перемикача SA1- це С2 або С3) йде по лінійному закону завдяки стабілізатору струму, зібраного на транзисторі VT1. Напругу на базі цього транзистора задано резисторами R3 і R4. Значення струму стабілізації залежить від сумарного опору постійного резистора R6і змінногоR7в колі емітера транзистора. По закінченню сформованого одновібратором імпульсу черговий синхроімпульс запускає одновібратор повторно. Тому період повторення його імпульсів завжди рівний цілому числу напівперіодів мережевої напруги.
Для достатньо швидкої розрядки часозадавального конденсатора великої ємності (С3) можливостей внутрішнього транзистора таймера DD1 не вистачає. Більш того, при ємності конденсатора більш 22мкФ цей транзистор може вийти з ладу. З цих причин в одновібратор доданий р-канальний польовий транзистор VT2 з опором відкритого каналу не більше 0,175 Ом при струмі 11 А. Це дозволило з кроком в 10мс регулювати період повторення імпульсів одновібратора від мінімального (10мс) до декількох десятих секунди.
Логічні елементи DD2.1 і DD2.2 формують з імпульсів одновібратора і мережевих синхроімпульсів короткі одиночні імпульси з регульованим періодом повторення, які поступають на вхід лічильника DD3. Спільно з RS-тригером на елементах DD2.3 і DD2.4 лічильник служить генератором імпульсів з періодом повторення вдесятеро більшим від періоду повторення імпульсів одновібратора.
Високий рівень, встановлений в одному з кожних десяти тактів роботи лічильника на його вив. 3, переводить RS-тригер в стан з високим рівнем на виході елементу DD2.4. Через декілька тактів, число яких залежить від положення перемикача SA2, високим рівнем на виході (вив.6) елементу DD2.4 тригер буде знову в стані з низьким рівнем на виході.
Імпульси, сформовані тригером, подані на базу транзистора VT7, що служить підсилювачем їх потужності. У коло колектора цього транзистора включено послідовно випромінюючий діод симісторного оптрона SU2, сигнальний світлодіод HL1 (він дозволяє візуально контролювати роботу приладу при відключеному або недоступному для спостереження навантаженню) і резистор R19, що обмежує струм.