Режим работы при наезде на концевой выключатель

При наезде пушечной установки на концевой выключатель на метке DOWN_LEFT (UP_RIGHT) на выходе DD образуется логический «ноль», закрывающий транзистор VT11 (VT25). Далее через ранее рассчитанную схему значение SW1_CPU (SW3_CPU) не будет иметь никакого значения, так как выходной сигнал микросхемы DD3 утянется высоким уровнем от источника +5V. Поэтому на вход драйвера СТК DD4 (DD11) приходит низкий логический уровень, который принудительно открывает соответствующие транзисторные ключи в верхнем плече. При условии, что на микросхему DD11 (DD4) приходил низкий входной логический сигнал, то будут одновременно открыты все СТК верхнего плеча. В это же время,  транзисторы нижнего плеча будет заперт приходящим логическим «нулем» на базы транзистора VT16 (VT36). Таким образом режим работы полного моста, который отображен на Рисунке 54 и Рисунке 55, перейдет в режим, показанный на Рисунке 56. Данный режим называется режимом динамического торможения ДПТ.

Рисунок 56. Направление тока при режиме динамического торможения ДПТ при наезде на концевой выключатель

Таким образом двигатель начнет тормозиться, а на блоке рекуперации будет гаситься энергия, запасенная двигателем в ходе его работы.

Одновременно с этим закрытый транзистор VT10 (VT30) открывает транзистор VT9 (VT29), который опрокидывает D-триггер и муфта отключается, дополнительно помогая ДПТ тормозить, а также, поле полной остановки вала двигателя, зафиксировать пушечную установку в неподвижном положении. Логика схемы управления муфтой была описана ранее в данной расчетно-пояснительной записке.

Для того, чтобы съехать с концевого выключателя необходимо инвертировать сигналы управления процессора SWx_CPU. Таким образом ДПТ будет стремиться съехать с концевого выключателя. При инвертировании сигналов с процессора на метку LEFT1 (RIGHT1), через открытый транзистор VT40 (VT19) транзистор, управляющей схемой управления муфтой VT9 (VT29), закроется, что позволит включить муфту процессором в ручном режиме. Также метка LEFT2 (RIGHT2) блокирует возможное включение противоположного нижнего плеча, чтобы избежать протекания сквозных токов через СТК.

Пошаговая схема при наезде на концевой выключатель и последующего съезда с него показана на Рисунке 57.

Рисунок 57. Направление тока в режиме срабатывания концевого выключателя 

На Рисунке 5 а) показан обход тока до наезда на концевой выключатель. б) показывает включение режима динамического торможения ДПТ при наезде на концевой выключатель и путь протекания тока в данном случе. в) демонстрирует направление тока в полном мосте при съезде с концевого выключателя – реверсивный режим работы ДПТ.

Ручное включение муфты

Также у оператора есть возможность включать/выключать электромагнитную муфту в ручном режиме. Это необходимо при бездействии пушечной установки, а также при нахождении боевой машины на вертолетной площадке, так как без фиксации пушечной установки в необходимом положении есть вероятность ее повредить при посадке.

Микроконтроллер посылает сигнал напрямую к D-триггеру и в соответствии с Таблицей 9 есть возможность принудительно отключить (соединить) электромагнитную муфту.

 

Разработка печатной платы

Следующий шаг конструкторской части ВКРБ – это проектирование печатной платы усилителя мощности. Разработка принципиальной схемы и разведенной печатной платы производилась в системе автоматизированного проектирования Altium Designer.

Ввиду того, что принципиальная электрическая схема содержит множество сигнальных шин, шин питания совместно с земляными проводами, а также силовых линий, невозможно обойтись двухслойной платой. Поэтому печатная плата была разведена в восьми слоях. В Таблице 18 приводится описание каждого из слоев.

Таблица 18. Слои печатной платы

Номер слоя и название	Назначение
1. Верхний слой (Top layer)	Располагаются основные микросхемы и силовые модули усилителя
2. Второй слой (Mid-layer 1)	Напряжение +27V от аккумуляторной шины, +5V с ВИП, конец обмотки якоря MOTOR2, вспомогательные сигнальные линии.
3. Третий слой (Internal Plane 1)	Напряжение +27V от аккумуляторной шины, +5V с ВИП и конец обмотки якоря MOTOR2
4. Четвертый слой (Internal Plane 2)	Земля аккумуляторной шины, конец обмотки якоря MOTOR1
5. Пятый слой (Internal Plane 3)	Напряжение якоря двигателя с источника напряжения, земля с ВИП U1, U2, U3, шина рекуперации.
6. Шестой слой (Internal Plane 4)	Земля источника напряжения питания якоря двигателя. Выход напряжений с ВИП +15V_DW, +15_V1, +15_V3 и питание обмоток муфты
7. Седьмой слой (Mid-layer 2)	Земли с ВИП U1, U2, U3, шина рекуперации, источник напряжения питания якоря двигателя, сигнальные линии управления муфтой и т.д
8. Нижний слой (Bottom layer)	Блок рекуперации (резисторы), большинство конденсаторов и резисторов, сигнальные линии управления и т.д.

 

Разводка печатной платы по слоям отображена на Плакате 3, а чертеж печатной платы на Плакате 4.

Сигнальные линии разводились проводниками шириной дорожки равной 0.305 мм (12mil). Толщина дорожки для данных линий не принципиальна, так как по ней не текут токи большого номинала – их основная задача связывать компоненты и передавать напряжение (для логических элементов).

Шины питания с ВИП, с источника напряжения, земельные шины и т.д. разводились с помощью полигонов – больших металлизированных участков платы. Полигоны позволяют удобно коммутировать цепи, рассчитанные на большие значения токов, так как площадь покрытия гораздо больше, чем у сигнальных линий.

Также предусмотрено посадочное место под разъем СНП260-135РП1, с которого выходят сигналы с микроконтроллера, подключаются обмотки двигателя и обмотки муфты. Предусмотрены отверстия для крепления усилителя мощности к поверхностям, а также посадочные места для разъемов, через которые подключаются обмотки муфты к усилителю мощности.

Толщина многослойной печатной платы высчитывается по следующей формуле:

; (71)

Где  – толщина слоя МПП,  – толщина прокладки. С учетом того, что толщина одного слоя 0,4мм, а толщина прокладки 0,38мм, тогда толщина МПП составляет около 3мм. Толщину слоя фольги выбираем максимальной возможной (для МПП это 35мкм), так как по слоям полигонов в средней части платы могут протекать значительные токи, соответственно необходима большая площадь поперечного сечения проводника для избегания перегрева слоев. Используя калькулятор, представленный фирмой по производству печатных плат «Резонит», получаем следующее распределение по слоям (Рисунок 57.1).

Рисунок 57.1. Распределение слоев МПП

 

Препрег – композиционный материал, представляет собой лист волокнистых материалов, пропитанный полимерами.