Учебное пособие 800670

таймера откроет транзистор VT3 и зажжет светодиод VD3, а через элементы DD3.1, DD4.1 и DD1.1включит транзисторы VT1 и VT2, через которые усиленный по мощности импульс поступит в проверяемую цепь.

При каждом прикосновении щупа к исследуемой схеме генерируется лишь один импульс. Следующий может появиться только после того, как контакт щупа со схемой будет прерван и вновь восстановлен. В случае, когда исследуемая схема имеет индуктивный характер, и величина индуктивности в точке касания щупа превышает 20 мГн, противо-ЭДС зажжет светодиод VD1, свечение которого можно будет увидеть, если не слишком быстро отрывать щуп от схемы[1].

Внешний вид генератора зондирующего импульса представлен на рис. 2.Конструктивно он состоит из корпуса и крышки, выполненных из полистирола УПС-825Д-16,черный, ОСТ6- 05-406-75 методом горячего литья под давлением[2]. В нижней части корпуса изнутри выполнены четыре бобышки. Этот конструктивный элемент предназначен для крепления платы печатной с электрорадиоэлементами. На двух стенках располагаются отверстия для крепления защелок.

Крышка также изготавливается методом горячего литья под давлением из того же материала, что и корпус. В крышке по двум сторонам располагаются защелки.

Расчет компоновочных показателей генератора показал, что его конструкция полностью удовлетворяет требованиям современной бытовой техники.

Исходя из технологических возможностей производства и учитывая требования, предъявляемые к изделию, выбран комбинированный позитивный метод изготовления двухсторонней ПП. Плотность печатного монтажа соответствует первому классу [3]. Дальнейшая модернизация устройства может идти по пути улучшения схемотехники и расширения функциональных возможностей.

221

Рис. 2. Внешний вид генератора

Литература

1.Проектирование и технология радиоэлектронных средств: разработка конструкции изделий РЭС [Текст]: учеб. пособие / И.А. Бейнар, В.А. Муратов, Л.С. Очнева, А.А. Соболев. - Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2006.

2.Варламова, Р.Г. справочник конструктора РЭА. Компоненты, механизмы, надёжность [Текст] / Р.Г. Варламова. – М.: Радио и связь, 2003.

Воронежский государственный технический университет

222

УДК 621.9

М.В. Плохих, Л.Н. Никитин УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВРАЩЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

Во многих бытовых электроприборах и электроинструментах, снабженных электродвигателями, не предусмотрена возможность регулировать частоту вращения вала двигателя. Это делает эти приборы неудобными в работе, вынуждая выполнять многие операции в далеко не оптимальном режиме. Эти недостатки устраняет предлагаемый регулятор частоты вращения, предназначенный для управления электродвигателем постоянного тока

В устройствах автоматики широко используются низковольтные двигатели постоянного тока с устройствами стабилизации частоты вращения. Для регулирования мощных низковольтных двигателей (200...500 Вт) эти устройства не годятся, так как понадобились бы очень мощные выходные транзисторы. К тому же, часто требуется знать и точную частоту вращения двигателя.

На рисунке показана структурная схема регулятора вращения двигателя со стабилизацией и индикацией частоты.

Структурная схема регулятора вращения двигателя

Частота вращения двигателя регулируется практически от нуля до максимальной переменным резистором, а реальные обороты индуцируются на светодиодных матрицах.

На валу двигателя установлен диск с 60 равномерно расположенными прорезями, для того чтобы показания датчика можно было снимать непосредственно в "оборотах в минуту".

Диск установлен между элементами оптронной пары (светодиодом и фотодиодом). Она формирует импульсы, соответствующие реальной частоте вращения двигателя.

223

С помощью преобразователя частота-напряжение осуществляется преобразование частоты оборотов двигателя в напряжение.

В устройстве сравнения происходит сравнение двух напряжений − опорного задатчика (переменного резистора) и рабочего с преобразователя. По результату сравнения формируются импульсы управления выходным ключом. Если напряжение с преобразователя меньше чем на задатчике, ключ открывается, и двигатель набирает обороты. Как только напряжение с преобразователя превысит напряжение на задатчике, ключ закрывается, двигатель за счет нагрузки на валу притормаживается.

Формирователь тактовых импульсов формирует последовательность коротких импульсов, подсчет которых осуществляет схема индикации за время действия импульса ШИМ.

Индикатором частоты вращения двигателя служит простейший низкочастотный частотомер, выполненный на светодиодных матрицах, на которых индуцируются обороты двигателя.

Таким образом, предложенное устройство позволяет регулировать вращение двигателя с индикацией частоты вращения ротора до 12000 об/мин, что делает возможным использование его в прецизионных устройствах, где важно знать какова скорость вращения.

Следует отметить, что элементная база электрической схемы отечественного производства. Это позволяет воспроизведение указанного устройства со снижением себестоимости.

Литература

1. Погонов, А.С. ШИ-регулятор вращения двигателя [Текст] / А.С. Погонов // Радиомир, 2002. - №6. - С.16.

Воронежский государственный технический университет

224

УДК 621.9

Н.Н. Пономарев, В.С. Скоробогатов

РАЗРАБОТКА КОНСТРУЦИИ ФЕРРИТОВОГО ВЕНТИЛЯ

Статья посвящена вопросам разработки конструкции ферритового вентиля диапазона 1-6 ТВ каналов, предназначенного, в первую очередь для защиты транзисторов выходного каскада мощного передатчика от выхода из строя в случае обрыва антенного фидера

Ферритовый вентиль (ФВ) - это невзаимное двух плечное устройство (четырехполюсник), не создающее существенного затухания для волны, двигающейся по линии передачи в одном (прямом) направлении, но вносящее большое затухание для другого (обратного) направления движения энергии.

Актуальность темы объясняется увеличением числа работающих передатчиков в последнее время, возрастанием их мощности и как следствие ростом помех по соседним каналам, от которых необходимо отстраиваться. Ферритовый вентиль позволяет снизить уровень этих помех.

Ферритовый вентиль выполнен в виде отдельного устройства. Его рабочие частоты (1-10 канал ТВ),48,5-214МГц; долговременная рассеиваемая мощность 100 Вт; коэффициент стоячей волны не более 1,1; ослабление сигнала, не более 0,4 Дб. Конструкция изделия предусматривает удобное размещение в процессе эксплуатации, корпус герметичный, габаритные размеры 0,12 0,12 0,03м; масса изделия 0,35 кг. Надписи на изделии выполнены стандартными буквами с общепринятыми сокращениями. Категория размещения 1.1. В изделии использованы стандартные элементы, материалы и сырье, разрешенные к применению. Конструкция деталей и сборочных единиц является технологичной и разработана с использованием типовых и перспективных технологических процессов. Изделие является конкурентоспособным. Годовая программа выпуска 1000 штук.

Согласно требованиям технического задания конструкция ферритового вентиля имеет группу условий эксплуатации УХЛ е, т.е. он предназначен для работы под навесом или в помещении, где условия такие же, как на открытом воздухе, за

225

исключением солнечной радиации, атмосферных осадков. Это предусматривает большие колебания диапазона рабочих температур (от –30 до +45 0С), большие колебания влажности (от 30 до 90%) и работе при среднем значении влажности 75% (при 15 0С), воздух с химическими примесями и пылью.

Конструкция ферритового вентиля предусматривает удобное размещение в процессе эксплуатации и транспортировки, является компактной, внешний вид удовлетворяет современным требованиям технической эстетики.

При разработке конструкции ферритового вентиля были учтены требования по стандартизации, унификации и миниатюризации. Выбор конструктивных решений обеспечивает удобство эксплуатации и ремонтопригодности. Эффективным средством достижения этих целей является модульность конструктивного решения.

Показатели надежности конструкции ферритового вентилянаходятся на следующем уровне. Вероятность безотказной работы 0,85 в течение 6000 часов. Срок службы изделия с учётом времени хранения не менее 9 лет. Что даже при условии хранения в более мягких условиях, чем эксплуатационных обуславливает продолжительные промежутки хранения и относительно короткие промежутки эксплуатации в жестких условиях.

Параметры и характеристики применяемой элементной базы и материала печатной платы соответствуют климатическому исполнению изделия и выполняет свои функции в заданных условиях эксплуатации.

Конструкция ферритового вентиля представляет собой креплением в корпус потребителя 4 винтами с использованием теплопроводящей пасты. Это является технологичным устройством, изготовленным на основе стандартных элементов и материалов.

Для выполнения требований по надежности устройства было произведено минимизирование влияний старения и износа. В процессе проектирования было уделено большое внимание вопросам защиты устройства от климатических и механических воздействий. Был рассмотрен вопрос оптимальной геометрии устройства и подбора защитных покрытий. Проведена ориентировка на максимальное применение стандартных элементов и была достигнута максимальная технологичность на имеющемся оборудовании.

226

На принципиальной схеме устройства (рис.1) изображен ферритовый узел WT1, подстроечные цепи по входу выходу, балластные резисторы R1/R2, подстроечная цепь балластных резисторов, подстроечная цепь заземления корпуса, датчик отраженной волны.

Рис. 1. Схема электрическая принципиальная

Основная часть схемы выполнена на печатной плате из стеклотекстолита СФ-2-35-1,5 ТУ 16-503.131-83. Плата выполнена комбинированным позитивным методом, по третьему классу точности.

Сборка печатной платы приведена на следующем рисунке. Датчик выполнен на безвыводных элементах. Силовые подстроечные элементы выполнены в выводном исполнении, так как они изготавливаются на предприятии, монтируются в специальные стойки, и предназначены для передачи значительной мощности.

227

Рис. 2. Печатная плата

Рис. 3. Сборка платы

Ферритовый узел представлен на сборочном чертеже магнитопровода и включает в себя 2 феррита марки М30СЧ11-1, 3 рамки, земляную пластину. Магнитопровод изготовлен из стали 08кп и покрыт Н6.0-Ви. Магнитопровод крепится к корпусу через поликоровую пластину, это позволяет расширить диапазон рабочих частот.

Сборка крышки магнитопровода представлена на следующем рисунке. В неё входит собственно крышка, магнит, компенсатор, расширительная пластина.

228

Рис. 4. Крышка магнитопровода

Корпус устройства выполнен из алюминиевого сплава Д16 методом литья, крышка изготовлена из листа д16.

Сборка устройства представлена на рис. 5.

Рис. 5. Ферритовый вентиль

229

Технико-экономический анализ показал, что новое устройство обладает достаточно высокими функциональными и техническими характеристиками.

ФВ нашли широкое практическое применение для развязки различных участков СВЧ тракта между собой, а также исключения вредного влияния отражений на передающие и приемные устройства РЛС.

Применение ФВ существенно улучшает работу генераторов СВЧ колебаний, способствует уменьшению затягивания частоты, улучшению спектра частот, устранению эффекта длинной линии и т.д. ФВ включается между генератором и нагрузкой таким образом, чтобы энергия падающей волны, распространяющейся от генератора к нагрузке, проходила ФВ в прямом направлении (оно указывается стрелкой на корпусе ФВ) с малыми потерями, а волна, отраженная от нагрузки и распространяющаяся в обратном направлении, поглощалась в вентиле.

Литература

1.Электронный каталог ОАО «Фаза» [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://www.faza-don.ru .

2.Конструирование, технология, эффективность радиоэлектронных средств [Текст]: учеб. пособие по дипломному проектированию / И.А. Бейнар, В.А. Муратов, Л.С. Очнева, А.А. Соболев. – Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2007. - Ч.2. - 283 с.

3.Чернышев, А.В. Неметаллические материалы [Текст]: учеб. пособие / А. В. Чернышов. - Воронеж. гос. техн. ун-т., 2000. – 80 с.

Воронежский государственный технический университет

230