Введение 4
1. Обзор технических решений 6
1.1 Описание гистерезисного тормоза 7
1.2 Описание и выбор средств разработки, программного обеспечения ... 12
2. Разработка блока управления и управляющего программного обеспечения 23
2.1 Испытания, изменения и проверка на работоспособность схемы
источника питания гистерезисного тормоза 23
2.2 Разработка печатной платы 26
2.2.1 Создание библиотеки элементов 26
2.2.2 Разработка принципиальной схемы 28
2.2.3 Создание библиотеки корпусов 29
2.2.4 Упаковка печатной платы и размещение элементов на печатной
плате 32
2.2.5 Разработка платы 34
2.2.6 Трассировка 35
2.2.7 Разработка корпуса 40
2.4 Разработка управляющего программного обеспечения 41
Заключение 44
Список использованных источников 45
Приложение А 48
Электромеханические системы ответственных установок, такие как космические аппараты, становятся всё более актуальны, и к ним выдвигаются все более и более высокие требования в различных отношениях (таких как габариты, масса, точность, надёжность и т.д.). Это принуждает искать новые пути проектирования электроприводов, в которых будет использоваться более совершенная и новая элементная база, а так же способы управления. Работы, связанные с вопросами проектирования электроприводов и космических аппаратов на основе индукторного двигателя двойного питания (ИДДП) в современном мире являются актуальными. Этот двигатель есть разновидность индукторных двигателей, он обладает некоторыми уникальными возможностями: за счет двойного питания у двигателя обеспечивается равномерное вращение с любыми малыми скоростями ротора при сравнительно высоких частотах питания, а за счет электромагнитной редукции - увеличение в десятки раз номинального электромагнитного момента.
Для исследования характеристик конкретных экземпляров индукционных двигателей двойного питания и способов управления ими создан программно-аппаратный комплекс, в состав которого входит индукторный электропривод двойного питания, включающий ИДДП, цифровой датчик углового положения, датчики тока, силовые модули инверторов, механическую нагрузку и аппаратура National Instruments [1,2].
Двигатель постоянного тока, в данном случае он выступает как механическая нагрузка, заменяется на гистерезисный тормоз фирмы Magtrol, приобретенный за счет средств научного проекта №16-38-00487 мол_а.
Гистерезисный тормоз Magtrol НВ-140М-2 создаёт вращающий момент через воздушный забор без использования фрикционных элементов. Такое торможение обеспечивает: гладкий крутящий момент, высокую степень управляемости и хорошую повторяемость; то есть высокие эксплуатационные характеристики. Программно - адаптивный комплекс для исследования ИДДП позволят реализовывать несколько способов управления и с очень точно исследовать переходные процессы в электромеханических системах с ИДДП. Технические возможности комплекса позволяют гибко реализовать законы управления для различных систем (как замкнутых, так и разомкнутых), и повысит скорость анализа данных, полученных в результате экспериментов [3, 4].
Актуальность данной работы заключается в необходимости разработки доступного блока управления нагрузкой и регулировании скорости двигателя. Для нагрузки необходима система управления, а из существующих систем сделать выбор не представляется возможным, так как все они либо недоступны, либо очень дорогостоящие. Поэтому необходимо разработать блок управления, с помощью которого решится эта проблема.
В данной работе был проведён анализ различного программного обеспечения, как CAD - систем, так и программных пакетов для разработки печатных плат. В выбранных средах был проведён анализ схемы управления питанием, проверка на работоспособность этой схемы, разработка печатной платы со всеми элементами и сбор корпуса для того, чтобы в дальнейшем всё реализовать в физическом смысле. Так же были закуплены все необходимые элементы схемы, чтобы при возможности изготовить плату, можно было сразу впаивать в неё элементы. Так же разработано программное обеспечение для управления механической нагрузкой.
