Разработка блока управления, корректирующего работу трехфазного электродвигателя

1. МИНОБРНАУКИ РОССИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «НИЖЕГОРОДСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА»
АРЗАМАССКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)
Выпускная квалификационная работа
по направлению подготовки
«Конструирование и технология электронных средств»
на тему:
«Разработка блока управления,
корректирующего работу трехфазного электродвигателя»
Научный руководитель:
Шаров В.А.
Студент группы МА 20Р:
Макаров Р.А.
Арзамас, 2022 год
1

2. Актуальность разработки

• Ранее в блоке
электродвигатели.
рулевых
приводов
использовались
коллекторные
• В
настоящее
время
осуществляется
переход
от
коллекторных
электродвигателей к бесконтактным, что позволяет улучшить показатель точности
блока рулевых приводов.
• Однако для этого необходимо с помощью двоичного кода синхронизировать
вращение электродвигателя.
• Появилась необходимость в разработке блока управления, который будет
способен обработать сигнал с электродвигателя, и сможет выдавать двоичный код,
благодаря которому вращение электродвигателя будет синхронизировано в блоке
рулевых приводов.
2

3. Цель и задачи работы

Цель: разработать блок управления, корректирующий работу трехфазного
электродвигателя.
Задачи:
- разработать электрические схемы;
- разработать конструкцию печатного узла и печатной платы;
- разработать конструкцию блока управления
- экспериментально проверить работоспособность изделия;
- провести расчет надежности изделия.
3

4. Структурная схема изделия

4

5. Схема электрическая принципиальная

5

6. Блок-схема работы микросхемы ПЛИС

6

7. Печатная плата. Топология

Рисунок А – Верхний слой
печатной платы
Рисунок Б – Нижний слой
печатной платы
7

8. Печатный узел. Сборочный чертеж

8

9. Эскиз корпуса блока управления

9

10. Блок управления. Сборочный чертеж

10

11. Проверка работоспособности изделия

Рисунок 1 – Смещение
силовых фаз
Рисунок 2 – Питающие фазы
датчика положения
11

12. Проверка работоспособности изделия

Рисунок 3 – Силовая фаза А
и сигнал датчика положения
Рисунок 4 – Получение
9-разрядного кода
12

13. Технико-экономические показатели

Параметры
Масса, кг
Объем блока, дм3
Средняя наработка на
отказ, ч.
Общая стоимость
затрат на НТР, руб
Требуемое, значение
по ТЗ
Рассчитанное
значение
не более 10
2,35
не должны превышать
13
7,1
Не менее
10 000
80 000
_
175 361
13

14. Заключение

В рамках ВКР были выполнены следующие задачи:
-
произведен анализ предметной области и технических требований;
разработаны электрические схемы блока управления;
разработаны печатная плата, печатный узел и блок управления;
экспериментально проверена работоспособность изделия;
проведен расчет надежности блока управления.
определен годовой экономический эффект и срок окупаемости.
14