Материал: 61-77

5.1.3 Выбор трансформаторов

Так как величины выходного напряжения модулей ЦАП недостаточно для генерации имитируемых сигналов идентичных оригинальным, мною принято решение использовать тороидные трансформаторы напряжения с коэффициентом повышения. На рынке не представлены трансформаторы с необходимыми характеристиками, но взамен имеется широкий выбор услуг изготовления на заказ оригинальных тороидных трансформаторов по представленным расчетам.

Расчет трансформатора:

Рисунок 23 - Сердечник

Технические характеристики сердечника:

D........................................................................................................... 50мм;

d............................................................................................................ 30мм;

h............................................................................................................ 10мм;

материал...........................................................трансформаторное железо;

B_m..........................................................................................................1,0Тл;

К.................................................................................................................62.

Габаритная мощность сердечника:

, (5.1)

где S_c – площадь сечения сердечника, см²;

S₀ – площадь окна сердечника;

– частота переменного напряжения;

B_m – амплитуда магнитной индукции;

К – коэффициент, зависящий от материала сердечника.

Площадь сечения сердечника:

, (5.2)

.

Площадь окна сердечника:

; (5.3)

.

Габаритная мощность сердечника:

.

Напряжение одного витка:

; (5.4)

.

Число витков первичной обмотки:

, (5.5)

где - напряжение первичной обмотки, В.

;

Число витков первичной обмотки принимаем равным 63.

Число витков вторичной обмотки:

, (5.6)

где - напряжение на вторичной обмотке трансформатора, В.

.

Число витков вторичной обмотки принимаем равным 152.

Диаметр провода обмотки:

, (5.7)

где I – ток в обмотке, А.

.

Площадь, занимаемая проводом обмотки:

; (5.8)

,

.

Коэффициент заполнения:

, (5.9)

0,007,

следовательно, конструкция трансформатора с выбранным сердечником возможна.

5.1.4 Выбор модуля ввода переменного напряжения

Для обеспечения работы модулей АЦП необходимо нормировать входные сигналы. Из представленных на рынке модулей ввода переменного напряжение предъявленным требованиям подходит DSCA33.

Таблица 10 - Основные электрические характеристики модуль ввода напряжения DSCA33

Рисунок 24 – Цоколевка корпуса модуль ввода напряжения DSCA33

Таблица 11 – Назначение выводов

5.1.5 Выбор элементов генерации трехфазного переменного тока

Для обеспечения генерации сигналов углов рысканья, крена и тангажа необходим управляемый источник трехфазного переменного напряжения 400Гц. Мною принято решение использовать блок генерации трехфазного переменного напряжения AMX компании Pacific Power Source. AMX подходит характеристиками генерируемого напряжения и наличием COM- порта, позволяющего вести управление от общего, управляющего всей КПА, компьютера.

Источник трехфазного переменного напряжения AMX компании Pacific Power Source:

Компания Pacific Power Source выпускает высокопроизводительные промышленные и лабораторные источники переменного тока с мощностью от 500 ВА до 625 кВА. Ключевыми характеристиками оборудования являются короткое время отклика, точная регулировка, высокое пиковое значение силы тока и низкое полное внутреннее сопротивление.

Рисунок 25 – Источник трехфазного переменного напряжения AMX компании Pacific Power Source

Выдающееся исполнение в сочетании с простым управлением и интуитивно понятным интерфейсом, позволяет вам использовать максимальный набор функций управления с минимальным усилием. Параметры управления и рабочие настройки позволяют легко использовать все возможности устройств. Источники питания могут применяться как для простого изменения частоты в ручном режиме управления, так и для испытаний с гармоническим моделированием и имитацией программируемых переходных процессов шин.

Широкий частотный диапазон в сочетании с высоким отношением пиковой силы тока к действительной среднеквадратической (4-6:1) позволяет источникам питания серии AMX подавать питание практически на любую динамическую нагрузку с высоким качеством и низкими искажениями. В приведенной ниже таблице указаны задачи, для решения которых могут использоваться источники питания Pacific Power Source.

Основные технические характеристики:

-использование интерфейсов IEEE-488.2 или RS-232C;

-совместимость с графическим пользовательским интерфейсом;

-программный пакет LabVIEW для Windows®/LabWindows®;

-возможность моделирования необходимой формы сигнала;

-графический анализ (напряжение и сила тока);

-гармонический анализ (напряжение и сила тока);

-измерение амплитудных и действующих значений;

-компенсация потерь в передающей линии;

-высокое отношение пикового тока нагрузки 6:1;

-программируемый внутренний импеданс;

-напряжение 0-300 В, переменного тока при прямом подключении;

-1 фазное / 3 фазное напряжение;

-частотный диапазон 20-5000 Гц при полной мощности;

-стандартный диапазон мощностей от 500 ВА до 12 кВА ; возможность расширения мощности до 30 кВА;

-калибровка относительно внешней точки измерения;

-CE и ETL Mark стандарты.

Управление:

-Все источники питания серии AMX могут комплектоваться либо

генератором/контроллером с программным управлением (UPC) или ручным управлением (UMC).

-Диапазон выходного напряжения однофазных источников тока может составлять 0-135 В либо 0-270 В. Трехфазные источники тока имеют возможность выбора формы выходного напряжения.

-Выбор формы выходного напряжения, а так же подключения (прямое/ через трансформатор) может осуществляться как с передней панели источника, так и через удаленный интерфейс.

-Все рабочие функции могут контролироваться как с передней панели, так и через удаленные интерфейсы rs-232/ IEEE488.2.

Функция длительной автокалибровки:

Данная функция предназначена для повышения точности значения выходного напряжения. Задействование данной функции позволяет повысить точность до ±0.03% относительно встроенного вольтметра.

Программируемый динамический внутренний импеданс (опция контроллеров UPC12/32):

Данная функция предоставляет оператору возможность динамического управления выходным импедансом источника питания. используя значение выходной силы тока в качестве обратной связи может быть запрограммирован положительный или отрицательный импеданс. Целью данного управления является моделирование или компенсация высоких значений сил тока, потерь на передающей линии или на трансформаторе в диапазоне ±10% выходного напряжения.

Библиотека форм сигналов:

В библиотеке может хранить до 16 различных форм волн, которые могут выполняться в составе установившейся программы либо могут быть поданы на любую фазу как элемент переходного процесса. Ячейка памяти №1 является не редактируемой и содержит волну синуса высокого разрешения. Ячейки 2-16 являются редактируемыми и формы сигналов, хранящиеся в них могут быть поданы на любую выходную фазу. В случае же использования программируемого контроллера UPC на компьютере может быть сохранено неограниченное количество различных форм сигналов.

Редактирование форм сигналов:

Данная функция позволяет изменять сохраненную форму сигнала путем задания амплитуды сигнала на каждой фазе.

Анализ форм сигналов (опция контроллеров UPC12/32):

Данная функция предоставляет графическую и числовую информацию параметров гармоник напряжения и силы тока. Информация включает амплитуду каждой гармоники в %, коэффициент нелинейных искажений, искажения четными и нечетными гармониками в %.

Синтез форм сигналов (опция контроллеров UPC12/32):

Данная функция предоставляет возможность создавать сигнал практически любой формы, какая может потребоваться путем объединения последовательности гармоник, амплитуд и фазовых углов каждой требуемой гармоники вплоть до 51гармоники.

Переходный процесс:

Источник питания позволяет программировать и выполнять переходные процессы, протекающие за определенный период времени.

Циклические переходные процесс:

Источник питания позволяет программировать и выполнять переходные процессы с возможностью их повторения от 1 до 100 раз.

Изменение напряжения/частоты:

Источники питания серии AMX позволяют получать стабильное напряжение (переменный ток) в диапазонах частот 20-5000 Гц. частота выходного сигнала контролируется с помощью кварцевого стабилизатора. Выходное напряжение может составлять до 600 В, пер. ток.

5.1.6 Выбор элементов для блока проверки корректора высоты

Вакуумный насос:

Для создания давления 540 мбар (53 кПА), соответствующее высоте

5000м (высотность вертолета Ми-171), я выбрал мининасосы компании Microvood srl, подходящий своими габаритно-производительным характеристикам.

Благодаря своей компактности, небольшому весу, долгому сроку службы и невысокой цене мининасосы компании Microvood srl находят широкое применение в областях электротехнических систем.

Мембранные насосы-компрессоры серии M работают без применения смазок и имеют высокую производительность. Они могут использоваться либо как насосы, либо как компрессоры.

Изделие М71 BX имеет две ступени с возможностью их параллельного или последовательного подключения. В режиме насоса развивают вакуум до 25 мбар, в режиме компрессора нагнетаtт давление до 3 бар.

Рисунок 26 - мининасос М71 BX компании Microvood srl

Основные технические данные:

производительность.....................................................................62 л/мин;

вакуум............................................................................................100 мбар;

напряжение...........................................................................................12 В.

Габариты:

длина..............................................................................................................230 мм;

ширина...........................................................................................................153 мм;

высота..............................................................................................................94 мм.

Игольчатый клапан с цифровым управлением:

Для изменения давления в блоке проверки корректора высоты я использую игольчатый клапан с цифровым управлением. Из представленных на рынке, техническими характеристиками и способом управления, подходит SMV прецизионный двухходовой игольчатый регулирующий клапан с шаговым приводом.

Принцип действия:

Когда направление вращения соответствует положению «низкое» (LOW), то шпиндель вращается в сторону закрытия клапана. Когда направление вращения соответствует положению «высокое» (HIGH). Задается скорость работы клапана путем подачи напряжения на клемму 4 в пределах 0-5В пост. тока. Скорость вращения шпинделя и расстояние перемещения может быть ограничено.

Рисунок 27 - SMV Прецизионный двухходовой игольчатый регулирующий клапан с шаговым приводом

Основные характеристики:

- Модель....................................................................................... SMV20-A;

- воздух............................................................................................200 slpm;

-Сv........................................................................................................ 0,336;

- присоединение...................................................................... Обжим. 3/8”;

- Материал................................................................................. Алюминий.

5.1.7 Выбор элементной базы для поворотной платформы

Для проверки датчиков угловой скорости, мною принято решение использовать поворотную платформу с шаговым двигателем, для точного управления вычислительным устройством углом поворота платформы.

Расчет мощности двигателя:

Технические характеристики платформы:

максимальная угловая скорость платформы, _м...........................15/с;

масса платформы с датчиками, m....................................................... 4 кг;