 | |||
|
Выходной элемент предназначен для усиления сигнала и осуществления контактного выхода.
4.6.1 Выбор типа реле KL
Выбор осуществляется по условиям:
где S конт – максимально-допустимая мощность, коммутируемая контактами реле KL, при заданном напряжении оперативного тока.
S комм – полная мощность, коммутируемая контактами реле KL
U KL ср – напряжение срабатывания реле KL
U KL дл – длительно допустимое напряжение, прикладываемое к обмотке реле KL
U п – напряжение источника питания.
Выбираем реле типа РСМ-2 – малогабаритное электромагнитное реле постоянного тока.
4.6.2 Выбор транзистора VT 1
Максимальный ток в транзисторе VT 1.
где U кэн1 – напряжение коллектор-эмиттер насыщенного транзистора VT 1;
R KL min – минимальное сопротивление обмотки реле.
Максимальное напряжение коллектор-эмиттер VT 1.
Выбор транзисторов осуществляется с учетом выражений:
Выбираем транзистор типа КТ315Е,имеющий следующие параметры:
Проверка правильности выбора транзистора VT 1.
Максимальный ток коллектора равен
Условие 
0.03 £ 0.7×0.1 = 0.07(А) – условие выполняется.
4.6.4 Выбор сопротивления резистора R 28
Сопротивление резистора R 28 выбирается из условия обеспечения тока базы VT 1 (I б1расч), необходимого для надежного открытия транзистора, по выражениям:
где U вхmin – минимальное входное напряжение, при котором должен срабатывать выходной элемент (надежно открываться и насыщаться транзистор VT 1).
n – коэффициент, учитывающий разброс значений сопротивления резистора,
n = 0.05
b1расч – расчетное значение коэффициента усиления VT 1, определяется по формуле
Принимаем R 28 = 2.2 кОм
Определим мощность на резисторе R 28
Принимаем Р c ном = 0.125(Вт)
Проверка по мощности:
Выбранное сопротивление проходит проверку по мощности.
Окончательно принимаем сопротивление R 28:
МЛТ-0.125-2.2 К±5%
4.6.5 Проверка допустимости выполнения выходного элемента однокаскадным.
Проверку проводим по максимально допустимому выходному току (I вых max).
4.6.6 Выбор диода VD 21
Диод VD 21 защищает транзистор VТ 1 при отрицательном входном напряжении.
Максимальный прямой ток диода
Максимальное обратное напряжение диода равно напряжению база-эмиттер VТ 1 и не ограничивает выбора диода.
Выбор диодов осуществляется с учетом выражений:
Выбираем диод типа VD 21:
КД109А I пр.доп = 0.3 А, U обр = 100 В
4.6.7 Выбор диода VD 22
Диод VD 22 защищает транзистор VТ 1 от перенапряжений, возникающих при закрытии транзистора из-за наличия индуктивности у обмотки реле KL.
Выбор диодов осуществляется с учетом выражений:
Выбор диодов осуществляется также с учетом выражений:
Выбираем диод типа VD 22:
КД109А I пр.доп = 0.3 А, U обр = 100 В
Спецификация
| Устройство | Элемент | Обозначение | Тип |
| Преобразователи синусоидальных напряжений П1, П2,П3 и П4 | Операционный усилитель | А | К140УД6 |
| Стабилитрон | VD1,VD2 | КС133 | |
| Резистор | R 1, R 4 | МЛТ-0,5-130К±5% | |
| Резистор | R 2, R 5 | МЛТ-0,125-15К±5% | |
| Резистор | R 3, R 6 | МЛТ-0,125-0,1К±5% | |
| Логические элементы И1(+), И2(-). | Резистор | R 13, R 15 | МЛТ-0,125-4.3К±5% |
| Резистор | R 14 ,R 16 | МЛТ-0,125-75К±5% | |
| Диод | VD 3, VD 4 | Д9Ж | |
| Диод | VD 6, VD 7 | Д9Ж | |
| Стабилитрон | VD 5, VD 8 | КС133 | |
| Элементы времени ЭВ1, ЭВ2 | Резистор | R 17, R 20 | ПП3-0,125-150К±5% |
| Резистор | R 18, R 21 | МЛТ-0,25-3,3К±5% | |
| Резистор | R 19, R 22 | МЛТ-0,125-1М±5% | |
| Конденсатор | С 1, С 2 | КМБМ-50 В - 0,05 мкФ | |
| Стабилитрон | VD 11 ,VD 14 | КС133 | |
| Диод | VD 9, VD 10, VD 12, VD 13 | КД130АС1 | |
| Логический элемент ИЛИ | Резистор | R 23 | МЛТ-0.5-4.3К±5% |
| Резистор | R 24 | МЛТ-0,125-51К±5% | |
| Диод | VD 15, VD 16 | Д9Ж | |
| Стабилитрон | VD 17 | КС133 | |
| Расширитель импульсов РИ | Резистор | R 25 | МЛТ-0,25-3,3 К±5% |
| Резистор | R 26 | МЛТ-0,125-220к±5% | |
| Резистор | R 27 | МЛТ-0,125-1М±5% | |
| Конденсатор | С3 | К42П-5 - 40 В - 0,1 мкФ | |
| Стабилитрон | VD 20 | КС133 | |
| Диод | VD 18, VD 19 | КД109А | |
| Выходной элемент ВЭ | Реле промежуточное | KL | РСМ-2 |
| Транзистор | VT1 | КТ315Е | |
| Резистор | R 28 | МЛТ-0,125-2,2К±5% | |
| Диод | VD 21 | КД109А | |
| Диод | VD 22 | КД109А |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном курсовом проекте был разработан измерительный орган с двумя подведенными величинами. Были спроектированы следующие элементы:
- двухобмоточный промежуточный трансформатор напряжения;
- промежуточный трансформатор тока, нагруженный на активное сопротивление;
- устройство сравнения по фазе двух электрических величин, выполненное на принципе сравнения времени совпадения по знаку мгновенных значений сравниваемых величин с заданным временем на базе интегральных операционных усилителей, диодов, транзисторов, стабилитронов, резисторов.
В графической части работы выполнена принципиальная схема измерительного органа с временными диаграммами напряжений на функциональных элементах.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. В.А.Фабрикант, Л.В.Паперно, Элементы устройств РЗ и А энергосистем и их проектирование – М:Высш.школа, 1974
2. Справочник по электрическим конденсаторам / М.Н. Дьяконов, В.И. Карабанов и др.;
под общ.ред. И.И. Четверткова, В.Ф.Смирнова.-М.: Радио и связь, 1983-576с.
3. Резисторы: Справочник / В.В. Дубровский, Д.М. Иванов, Н.Я. Пратусевич и др.; Под ред. И.И. Четверткова и В.М. Терехова.-М.:Радио и связь,1991.
4. С.А. Жданов, Промежуточные реле. Справочник – М.:Информэлектро,1996.
5. Л.М. Колесов, Автоматизированное проектирование промежуточного трансформатора тока, нагруженного на активное сопротивление (МУ для курсового проектирования по дисциплине «Элементы автоматических устройств энергосистем») – Иваново, ИЭИ, 1988.
6. Л.М. Колесов, Проектирование двухобмоточного трансформатора напряжения (МУ для курсового проектирования по дисциплине «Элементы автоматических устройств энергосистем») – Иваново, ИЭИ, 1988.
7. Л.М. Колесов, Устройство сравнения двух синусоидальных величин по фазе (МУ для курсового проектирования по дисциплине «Элементы автоматических устройств энергосистем») – Иваново, ИЭИ, 1990.
8. Л.М. Колесов, Проектирование устройств сравнения двух синусоидальных величин (МУ для курсового проектирования по дисциплине «Элементы автоматических устройств энергосистем») – Иваново, ИЭИ, 1988.