Многоканальная МП система регулирования температуры (стр. 7 из 8)
Рис.12. Схема управления тиристорным ключом
Напряжения 4,3 В достаточно для открывания тиристора VS1. Транзистор VT1 питается от источника питания +5 В.
Рассчитаем сопротивление на ДНН. Выберем стабилитрон марки КС147А.
Характеристики стабилитрона КС147А:
Рабочий ток
= 20 мА;Напряжение стабилизации
= 4,7 В.Сопротивление
находим по формуле: 
Ом;Мощность рассеивания резистора
: 
ВтДостаточно выбрать резистор мощностью 0,5 Вт.
2.7 Выбор силового тиристора
Основные параметры тиристоров, по которым производится выбор полупроводникового прибора для выбранного силового блока:
· Максимально допустимый ток через тиристор
;· Обратное напряжение
;· Минимальное управляющее напряжение
;· Рассеиваемая мощность
.Из выбора схемы управления нагревателя по расчетам максимальный ток, проходящий через тиристор равен 10 А, максимальное напряжение приложенное к тиристору 242 В, управляющее напряжение с микропроцессора 5 В.
Максимальная мощность рассеиваемая тиристором:
Вт;По нижеуказанным данным, по справочнику [3] выбираем тиристор марки ВТ152.
Основные параметры тиристора ВТ152:
· Максимально допустимый ток через тиристор
А;· Обратное напряжение
В;· Минимальное управляющее напряжение
В;· Рассеиваемая мощность
Вт.2.8 Электрический расчет электронагревателей
Задачей электрического расчета нагревателя является определение материала и основных размеров нагревателя - сечение, длины.
Расчет ведется на одну фазоветвь и одну ветвь в фазе, если есть еще параллельные ветви.
Исходные данные для расчета:
1) мощность нагревателя на фазоветвь Р=2000 Вт;
2) напряжение на нагревателе U=220 В;
3) температура, до которой нужно нагреть изделие Тн =170
.По температуре нагрева выбирается материал нагревателя. Рабочая температура нагревателя должна быть больше температуры изделия и меньше максимально допустимой температуры для материала данного нагревателя.
По исходным данным диапазон регулирования температуры составляет 90-170
. Для данных температур выбираем материал нагревателя – сортовая сталь (прокат). Характеристики материала нагревателя:· максимальная рабочая температура 400-500
;· плотность 7860 кг/м3 при 20
;· удельное электрическое сопротивление 10∙10-8
Ом∙м при 0 ;· теплоемкость 0,481∙10-3 Дж/(кг∙
);· теплопроводность 45-55 Вт/(м∙
);· температурный коэффициент сопротивления 9∙10-3 К-1.
Расчетные формулы для определения основных размеров нагревателя получаются совместным решением двух уравнений, одно из которых отражает условие теплообмена, а другое дает связь между электрическими параметрами.
Но
, 
,Тогда
Откуда
Из первого уравнения следует
,где P- мощность нагревателя на фазоветви, кВт;
U- напряжение на нагревателе, В;
R- сопротивление нагревателя, Ом;
- удельное сопротивление материала нагревателя в горячем состоянии, Ом 
м;l- длина нагревателя, м.
S- сечение нагревателя, м2;
- периметр нагревателя, м;Fн- площадка поверхности нагревателя, м2;
Wдоп- удельная поверхностная мощность реального нагревателя, Вт/м2;
d- диаметр проволочного нагревателя, м.
Приравниваем полученные выражения
Для нагревателя круглого сечения
и 
Подставляя значение периметра и сечение в полученное равенство, выведем формулу для диаметра:
Откуда диаметр проволоки:
м; 
Ом∙м;Удельная поверхностная мощность реального нагревателя или значение
зависят от конструкции нагревателя, условий его размещения на стенках печи, материала нагреваемого изделия, а также от относительных тепловых потерь.Выбираем проволочный зигзагообразный свободно подвешенный нагреватель, нагреваемый материал - алюминий.
Для него
=0,68;Удельная поверхностная мощность реального нагревателя определяется формулой:
Вт/м2;где
- удельная поверхностная мощность идеального нагревателя. Теоретически это вариант, когда тепловые потери отсутствуют и вся мощность от нагревателя передается изделию.Величину удельной поверхностной мощности идеального нагревателя
, полагая его абсолютно черным, определяемой по графикам зависимости (рис.2) от температуры изделия 
и рабочей температуры нагревателя Тн. 
Вт/см2=0,01∙104 Вт/м2;Полученные значения округляются до ближайших значений по стандарту.
Выбираем диаметр проволочного нагревателя равным 6 мм.
м2;Длина проволоки на фазоветвь:
м;ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Цель бакалаврской работы успешно выполнена. Спроектирован электрический аппарат на базе микропроцессора, способный измерять и регулировать температуру в заданном диапазоне температур.
При выполнении бакалаврской работы мною были закреплены навыки работы с технической, справочной и методической литературой, действующими отраслевыми и государственными стандартами, получен опыт разработки конструкторской документации.