Методичні вказівки до виконання практичних робіт з предметів «Джерела електроживлення» «Джерела живлення реа» для студентів вищих навчальних закладів першого рівня icon

Методичні вказівки до виконання практичних робіт з предметів «Джерела електроживлення» «Джерела живлення реа» для студентів вищих навчальних закладів першого рівня



НазваниеМетодичні вказівки до виконання практичних робіт з предметів «Джерела електроживлення» «Джерела живлення реа» для студентів вищих навчальних закладів першого рівня
Дата конвертации06.12.2012
Размер155.63 Kb.
ТипМетодичні вказівки
скачать >>>

Міністерство освіти і науки України

Смілянський радіотехнікум Черкаського державного технологічного університету


Методичні вказівки до виконання практичних робіт

з предметів

«Джерела електроживлення»

«Джерела живлення РЕА»

для студентів вищих навчальних закладів першого рівня акредитації з спеціальностей: 5.090805 та 5.090704

“Конструювання, виробництво і технічне обслуговування виробів електронної техніки”

“Конструювання, виробництво та технічне обслуговування радіотехнічних пристроїв”


^ Розробив: викладач

Захарченко В.І.


м. Сміла – 2008


Виконання практичних робіт сприяє засвоєнню студентами основних тем предмету, а також забезпечує можливість ефективного проведення електричних розрахунків окремих вузлів вторинних джерел живлення в курсових та дипломних проектах на старших курсах.

Практичні роботи виконуються студентами у відповідності з номером варіанту, який відповідає порядковому номеру студента в класному журналі. Перед виконанням роботи слід уважно ознайомитись з відповідним теоретичним матеріалом та типовими прикладами розрахунків наведеними в рекомендованій літературі.

Практичні роботи оформлюються на бланках для текстових матеріалів (формат А4). Текстова частина має бути написана від руки чорнилами, кульковою ручкою чорного або синього кольору. Графічна - охайно накреслена з допомогою креслярських інструментів з дотриманням стандартів на умовні графічні позначення елементів електричних схем. Рекомендується для виконання графічної частини використання графічних редакторів електричних схем. Виконувати розрахунки з точністю до другого знаку після коми та використовувати системні одиниці вимірювання електричних та магнітних величин. У разі виконання практичної роботи у вигляді машинописного тексту чи комп’ютерного набору слід використовувати шрифт «Times New Roman» розміром 14 з інтервалом між рядками 1,5.


Тема. Розрахунок мережного випрямляча та згладжувального фільтру.


  1. Обгрунтування вибору схеми випрямляча

На вибір схеми випрямляча впливають наступні фактори:

  • Коефіцієнт пульсацій випрямленої напруги на навантаженні.

  • Величина випрямленої напруги навантаження.

  • Потужність навантаження.

  • Характер навантаження (активний, ємнісний, індуктивний, змішаний).


Враховуючи жорсткі технічні вимоги до величини допустимого коефіцієнту пульсацій випрямленої напруги на навантаженні (КПН =0,1…2% ), однофазні однонапівперіодні випрямлячі для живлення побутової РЕА не застосовуються.

При значеннях випрямленої напруги навантаження UОН < 300 В та струмові навантаження IОН > 1А рекомендується застосовувати двофазну двонапівперіодну схему випрямлення з виводом середньої точки вторинної обмотки трансформатора. Причому навантаженням такого випрямляча повинен бути згладжувальний фільтр, що починається з індуктивності дроселя ( реакція навантаження індуктивна ).

При струмах навантаження IОН < 1А рекомендується застосовувати однофазну мостову, що спрощує конструкцію трансформатора, полегшує його вибір. Причому навантаженням такого випрямляча повинен бути згладжувальний фільтр, що починається з ємності конденсатора ( реакція навантаження ємнісна ).


  1. Визначення основних параметрів діодів випрямляча


У відповідності до вибраної схеми випрямляча та враховуючи реакцію навантаження, розраховують по табл. 12.3 та 12.4 [1] основні електричні параметри напівпровідникових діодів:

I пр.ср. – середнє значення прямого струму через діод;

U обр.и.п. – імпульсне значення зворотної напруги, що повторюється;

I пр.и.п – імпульсне значення прямого струму через діод, що повторюється;

а потім, вибирають по додатку 3 [1] тип діода за умови виконання таких нерівностей:

I пр.ср.max.> I пр.ср.

U обр.и.max.> U обр.и.п.

Записують також U пр.ср. – середнє значення прямої напруги на діоді та перевіряють на відповідність завданню інтервал робочих температур - ∆TО .


  1. ^ Електричний розрахунок випрямляча

    1. Ємнісна реакція навантаження

Активний опір обмоток трансформатора приведений до вторинної обмотки:




де - коефіцієнт, що залежить від схеми випрямлення по табл. 12.3;

В – амплітудне значення магнітної індукції в осерді трансформатора, згідно рекомендацій для трансформаторів потужність яких не перевищує 1000 Вт при

частоті – індукція становить 

частоті – індукція становить 

 число стержнів магнітопроводу трансформатора на яких розміщується обмотки;

для магнітопроводів типу ШЛ та ОЛ (рис.12.1[1])  ; для магнітопроводів типу ПЛ  з обмотками на обох стержнях.


Диференційний опір діодів:



Активний опір фази випрямляча

для двофазної двонапівперіодної схеми випрямляча:



для однофазної мостової схеми випрямляча:



Індуктивність розсіювання обмоток трансформатора, приведена до вторинної обмотки становить:



де  - коефіцієнт, що залежить від схеми випрямлення по табл. 12.3;

одержане значення  слід зменшити у 2 рази, якщо ;

Кут зсуву фаз між напругою та струмом у вторинній обмотці трансформатора




Допоміжний розрахунковий коефіцієнт:




де  – коефіцієнт, що показує у скільки разів частота пульсацій випрямленої напруги  більша за частоту мережі живлення; для зазначених схем .

По допоміжному розрахунковому коефіцієнту А визначаємо за графіками рис.12.3 -12.6

допоміжні коефіцієнти B, D, F, H.

Уточнене значення прямого імпульсного струму через діод:




Якщо виконується умова  , то діоди вибрано вірно, в іншому разі слід взяти діоди з більшим значенням .

Уточнене значення імпульсної зворотньої напруги, що діє на діоди


 - для однофазної мостової схеми випрямлення;


- для двофазної двонапівперіодної з середньою точкою трансформатора;

Якщо виконується умова  , то діоди вибрано вірно, в іншому разі слід взяти діоди з більшим значенням  .

Ємність вхідного конденсатора фільтра:




де - коефіцієнт пульсацій на вході фільтру, згідно рекомендацій повинен лежати в межах 5…15% з міркувань найкращих масогабаритних показників згладжувального фільтру.

Одержане значення ємності конденсатора  слід перевірити по стандартному, використовуючи додаток 4. В разі невідповідності - приймається найближче більше стандартне значення ємності конденсатора.


    1. Індуктивна реакція навантаження

Активний опір обмоток трансформатора приведений до вторинної обмотки:




де - коефіцієнт, що залежить від схеми випрямлення по табл. 12.3;


Падіння напруги в обмотці трансформатора:





Відносне падіння напруги на дроселі згладжувального фільтру визначається по графіку 12.8:




де - номінальна потужність навантаження.


Падіння напруги на дроселі згладжувального фільтру визначається по графіку:





Випрямлена напруга на виході випрямляча в режимі холостого ходу:




де - пряме падіння напруги на діодах;

- кількість послідовно з’єднаних діодів (як правило  ).


Уточнене значення зворотньої імпульсної напруги, що діє на діоди в непровідний період


 - для двофазної двонапівперіодної схеми випрямлення з середньою точкою трансформатора;

 - для однофазної мостової схеми випрямлення.


Якщо виконується умова U обр.и.max.> U обр.и.п. , то діоди вибрані вірно, в іншому разі слід взяти діоди з більшим значенням U обр.и.max.


  1. Електричний розрахунок згладжувального фільтру

    1. Ємнісна реакція навантаження

Згладжувальний фільтр починається з конденсатора, а далі застосовується LC-ланка. Такий фільтр є дволанцюговим П-подібним (рис.12.7).

Коефіцієнт згладжування фільтру:



Якщо q>>25, то слід застосувати багатоланцюгові LC-фільтри, в іншому разі (q<25) використовують лише одноланцюговий LC-фільтр. З метою уніфікації елементів фільтру ємність другого конденсатора фільтру С1 приймають рівною ємності конденсатора фільтру С0, по додатку 4 вибирають стандартну ємність конденсатора С за умови

С0=С1≤С

Добуток індуктивності фільтру на його ємність:

при f=50Гц

 [ГнмкФ]

при f=400Гц

 [ГнмкФ]

Індуктивність дроселя:

 [Гн]

по додатку 5 вибираємо уніфікований дросель за умови, що номінальна індуктивність його , а струм підмагнічування .

Резонансна частота згладжувального фільтру:




Перевірка на відсутність резонансних явищ, що можуть виникати на елементах згладжувального фільтру проводиться за умови:




    1. Індуктивна реакція навантаження

З метою одержання найкращих масогабаритних показників згладжувальний фільтр, що починається з індуктивності, доцільно визначити мінімальну індуктивність дроселя:



Вибираємо по додатку 5 стандартний дросель за умови, що його номінальна індуктивність , а струм підмагнічування .

Коефіцієнт згладжування фільтру:



-коефіцієнт пульсацій на вході згладжувального фільтру.

Добуток індуктивності фільтру на його ємність:

при f=50Гц

 [ГнмкФ]

при f=400Гц

 [ГнмкФ]

Ємність конденсатора фільтру:

 [мкФ]

Вибираємо по додатку 4 стандартну ємність конденсатора з врахуванням його робочої напруги

Резонансна частота згладжувального фільтру:




Перевірка на відсутність резонансних явищ, що можуть виникати на елементах згладжувального фільтру проводиться за умови:




Тема. ^ Розрахунок трансформатора


  1. Обґрунтування вибору типу магнітопроводу.

Вибір типу магнітопроводу трансформатора проводять попередньо визначивши сумарну потужність вторинних обмоток :


де  ; ; ; 

Якщо одержане значення сумарної потужності вторинних обмоток ,  , при , то доцільно застосувати магнітопровід броньового типу стрічковий або з окремих пластин тому що вони прості за конструкцією і є більш технологічнішими.

Якщо одержане значення сумарної потужності вторинних обмоток , при , а також  , при  , доцільно застосувати магнітопровід стержньового типу стрічковий.

Якщо одержане значення сумарної потужності вторинних обмоток , при , то доцільно застосувати магнітопровід тороїдального типу стрічковий. Вони мають мінімальні поля розсіювання магнітного потоку та мінімальний об’єм, але менш технологічні за стержневі та броневі магнітопроводи.

Марка сталі магнітопроводу визначається по табл.12.1а; рекомендовані значення густини струму – J А/, амплітуда магнітної індукції в осерді – В Тл, орієнтовне значення к.к.д. – η, коефіцієнт заповнення залізом перерізу осердя -  , коефіцієнт заповнення вікна осердя осердя мідним ізольованим провідником обмоток-  (табл.12.1б) слід враховувати при розрахунку основного параметра трансформатора: добуток площі поперечного перерізу осердя магнітопроводу на площу вікна в якому розміщується обмотка:




По додатку 1 вибираємо стандартний магнітопровід за умови , вказуючи його тип, позначення та основні геометричні розміри згідно з рис.12.1.

  1. Розрахунок числа витків в обмотках однофазного силового трансформатора.

При роботі трансформатора під навантаженням на опорах його обмоток відбувається падіння напруги, яке слід враховувати при визначенні числа витків в його обмотках.

Число витків первинної обмотки:



де - відносне падіння напруги в первинній обмотці трансформатора згідно рекомендацій табл.12.2 ;

 – площа поперечного перерізу осердя стандартного магнітопроводу.

Число витків другої обмотки:



де - відносне падіння напруги у вторинних обмотках трансформатора згідно рекомендацій табл.12.2 ;

Число витків третьої обмотки :



де - відносне падіння напруги у вторинних обмотках трансформатора згідно рекомендацій табл.12.2 ;

  1. Вибір діаметру та марки провідників обмоток.

Сила струму в первинній обмотці трансформатора:



де - коефіцієнт потужності трансформатора згідно рекомендацій

 0,9…0,95 при ;

 0,8…0,9 при .

Площа поперечного перерізу провідників обмоток трансформатора:



По розрахованим перерізам провідників із додатку 2 вибираємо стандартний переріз за умови; ; та марку провідника. Рекомендується застосування мідних ізольованих провідників наступних марок:

ПЭЛ або ПЭВ-1 при струмах в обмотці до 5 А та напрузі до 500 В;

ПЭЛБО або ПБД при струмах в обмотці більше 5 А та напрузі до 500 В.

При напрузі більше 500 В доцільно застосувати марку ПЭВ-2.


Тема. ^ Розрахунок параметричного стабілізатора постійної напруги


Найпростіші однокаскадні параметричні стабілізатори постійної напруги (рис.1) складаються із джерела вхідної напруги -  , баластного резистора –R1, кремнієвого стабілітрона  термокомпенсуючого діода – .


  1. Розрахунок параметрів та вибір типу стабілітрона VD1.

Широка номенклатура кремнієвих стабілітронів дозволяє виконувати стабілізатори з вихідною напругою -  від одиниць вольт до сотень вольт. Основою для вибору типу стабілітрона є значення вихідної напруги -  та струму параметричного стабілізатора:




де - номінальний струм навантаження в А.

По додатку 6 вибираємо стабілітрон (стабістор) за умови 

диференціальний опір стабілітрона в Ом; при виборі типу стабілітронів з близькими по значенню напругами стабілізації  перевагу слід віддавати стабілітрону з меншим значенням ;

 - температурний коефіцієнт напруги (ТКН) в мВ/ 0С.

Температурна нестабільність вихідної напруги:



де  - вихідна напруга параметричного стабілізатора в, мВ; одержане значення температурної нестабільність вихідної напруги не повинно перевищувати заданого за завданням значення в іншому разі слід вибрати стабілітрон з меншим значенням 

 робочий інтервал температури у 0 С.


  1. Розрахунок напруги та струму на вході стабілізатора.

Вхідна напруга стабілізатора:




Вхідний струм стабілізатора:




  1. Розрахунок параметрів та вибір типу баластного резистора R1.

Падіння напруги на баластному резисторі:



Опір баластного резистора:



Розсіювана потужність на баластному резисторі:



Приймаємо стандартний опір баластного резистора за умови ; 


  1. Розрахунок коефіцієнту пульсацій вхідної напруги стабілізатора.

Тепловий диференціальний опір стабілітрона:



де  0С/мВт – тепловий опір більшості стабілітронів.

Загальний диференціальний опір стабілітрона:



ефективна робота параметричного стабілізатора постійної напруги можлива лише за умови, якщо .

Коефіцієнт стабілізації параметричного стабілізатора постійної напруги:



Розрахункова нестабільність вихідної напруги:




якщо виконується умова , то розрахунок проведено вірно в іншому разі слід застосувати схему двокаскадного стабілізатора.

Коефіцієнту пульсацій вхідної напруги стабілізатора:



де коефіцієнт згладжування пульсацій параметричного стабілізатора; це означає, що стабілізатори (подібно до згладжувальних фільтрів) здатні зменшувати пульсації вихідної напруги за рахунок своїх стабілізуючих властивостей.


  1. Розрахунок коефіцієнта корисної дії стабілізатора.

Коефіцієнт корисної дії параметричного стабілізатора постійної напруги не перевищує 30% внаслідок значних втрат потужності на баластному резисторі R1 і визначається за формулою:




Тема. ^ Розрахунок компенсаційного стабілізатора напруги


Компенсаційні стабілізатори постійної напруги з послідовним включенням регулюючого елементу (рис.1) збираються як на дискретних напівпровідникових приладах так і в інтегральному виконанні (рис.8.9 [1]). В основі принципу дії таких стабілізаторів покладено порівняння фактичної величини вихідної напруги -  з її заданою величиною - і в залежності від величини та знаку розбіжності між ними автоматично здійснюється коректуючи дія на регулюючий елемент – транзистор VT1, спрямована на компенсацію цієї розбіжності.



  1. Розрахунок параметрів та вибір типу регулюючого транзистора.

При виборі типу регулюючого транзистора слід визначити максимальну напругу, що діє в схемі на його електродах колектор-емітер:


де  – максимальне значення напруги на вході стабілізатора.

Максимальна потужність, що розсіюється на колекторі транзистора VT1:



По додатку 7 вибираємо транзистор відповідної структури за умови:

; ; 

записуємо його марку і основні електричні параметри.

Максимальне значення струму бази транзистора VT1:



Згідно рекомендацій це значення стуму бази не повинно перевищувати  в іншому разі слід вибрати транзистор з більшим значенням коефіцієнта підсилення по струму  , або застосувати складальний транзистор.


  1. Розрахунок параметрів та вибір типу опорного стабілітрона.

В ролі опорного слід застосовувати такі стабілітрони, які мають найменше значення  температурного коефіцієнту напруги та  диференціального опору.

Напруга стабілізації стабілітрона повинна відповідати умові:

3) В


По додатку 6 вибираємо стабілітрон VD2 у якого  , записуємо його марку та основні електричні параметри.


  1. Розрахунок параметрів та вибір типу підсилювального транзистора.

Вибір підсилювального транзистора VT2 слід починати з розрахунку максимальної напруги, що діє в схемі на його електродах колектор-емітер:


Згідно рекомендацій для ефективної роботи стабілізатора струм колектора підсилювального транзистора повинен лежати в межах .

По додатку 7 вибираємо транзистор відповідної структури у якого , записуємо його марку та основні електричні параметри.

Опір баластного резистора:




де номінальне значення струму стабілітрона VD2




Допустима розсіювана потужність на баластному резисторі:



По додатку 8 вибираємо тип баластного резистора та записуємо його основні електричні параметри.

Опір резистора в колі колектора підсилювального транзистора:




Допустима розсіювана потужність на резисторі :



По додатку 8 вибираємо тип резистора  та записуємо його основні електричні параметри.


  1. Розрахунок опорів резисторів подільника напруги.

Визначення величини опорів резисторів подільника напруги проводиться на підставі рівнянь записаних для наступних умов:

  • при крайньому нижньому положенні рухомого контакту резистора  вихідна напруга максимальна і визначається:



  • при крайньому верхньому положенні рухомого контакту резистора  вихідна напруга мінімальна і визначається:





 струм подільника напруги згідно рекомендацій становить:



тоді



  1. Розрахунок коефіцієнту стабілізації напруги.




де

 - опір колекторного переходу регулюючого транзистора VT1 за даними додатку 7;

 - опір емітера підсилюючого транзистора VT2;

 - опір бази підсилюючого транзистора VT2.

Якщо розраховане значення  , то розрахунок проведено вірно, в іншому разі слід застосувати в колі регулюючого транзистора додаткового транзистора, який утворює з транзистором VT1 схему складального транзистора. Це забезпечить збільшення коефіцієнту стабілізації напруги.


Література





  1. Грумбина А.М. Электрические машины и источники питания радиоэлектронных устройств. М.: Энергоатомиздат, 1990.



Прикладне програмне забезпечення:


  1. Electronics workbench V5.12.



Похожие:

Методичні вказівки до виконання практичних робіт з предметів «Джерела електроживлення» «Джерела живлення реа» для студентів вищих навчальних закладів першого рівня iconМетодичні вказівки до виконання практичних робіт для студентів 1У курсу
Методичні вказівки до виконання практичних робіт студентів 4 курсу гідрометеорологічного інституту при вивченні дисципліни «Агрометеорологічні...
Методичні вказівки до виконання практичних робіт з предметів «Джерела електроживлення» «Джерела живлення реа» для студентів вищих навчальних закладів першого рівня iconМетодичні вказівки до засвоєння практичних навичок з епідеміології для лікарів, лікарів-інтернів, студентів старших курсів вищих медичних закладів освіти ІІІ-ІV рівнів акредитації
Методичні вказівки до засвоєння практичних навичок з епідеміології / Укладачі: М. Д. Чемич, Н.І. Ільїна, Г. С. Зайцева, В. В. Захлєбаєва....
Методичні вказівки до виконання практичних робіт з предметів «Джерела електроживлення» «Джерела живлення реа» для студентів вищих навчальних закладів першого рівня iconМетодичні вказівки до практичних занять призначені для самостійної роботи студентів і сприяють кращому засвоєнню знань-умінь при вивченні модулю: "Загальна фізіотерапія" (для студентів 4 курсу медичних факультетів)
Методичні вказівки до практичних занять з загальної фізіотерапії (для студентів 4 курсу медичних факультетів)/За ред. В. М. Сокрута....
Методичні вказівки до виконання практичних робіт з предметів «Джерела електроживлення» «Джерела живлення реа» для студентів вищих навчальних закладів першого рівня iconМетодичні вказівки до практичних занять призначені для самостійної роботи студентів і сприяють кращому засвоєнню знань-умінь при вивченні модулю: "Фізична реабілітація" (для студентів 4 курсу медичних факультетів)
Методичні вказівки до практичних занять з фізичної реабілітації (для студентів 4 курсу медичних факультетів)/За ред. В. М. Сокрута....
Методичні вказівки до виконання практичних робіт з предметів «Джерела електроживлення» «Джерела живлення реа» для студентів вищих навчальних закладів першого рівня iconНаказ №263 Про виконання навчальних програм, календарно-тематичних планів, графіків тематичних, практичних, лабораторних та контрольних робіт з навчальних предметів учителями 1-11 класів знз міста в 2012-2013 навчальному році
Чернігівської міської ради в квітні 2013 року було проведено комплексну перевірку виконання навчальних програм, календарно-тематичних...
Методичні вказівки до виконання практичних робіт з предметів «Джерела електроживлення» «Джерела живлення реа» для студентів вищих навчальних закладів першого рівня iconМетодичні вказівки "Фізична реабілітація І спортивна медицина" (для студентів 3 курсу стоматологічного факультету)
Методичні вказівки до практичних занять з фізичної реабілітації та спортивної медицини (для студентів 3 курсу стоматологічного факультету)/За...
Методичні вказівки до виконання практичних робіт з предметів «Джерела електроживлення» «Джерела живлення реа» для студентів вищих навчальних закладів першого рівня iconМетодичні вказівки до роботи з комп'ютерними програмами обрахунку даних лабораторних робіт з механіки та вимірювального циклу для студентів першого курсу радіофізичного факультету
Методичні вказівки до роботи з комп’ютерними програмами обрахунку даних лабораторних робіт з механіки та вимірювального циклу для...
Методичні вказівки до виконання практичних робіт з предметів «Джерела електроживлення» «Джерела живлення реа» для студентів вищих навчальних закладів першого рівня iconМетодичні рекомендації до виконання та захисту дипломних робіт освітньо-кваліфікаційного рівня бакалавр для студентів спеціальностей
Методичні рекомендації до виконання та захисту дипломних робіт освітньо-кваліфікаційного рівня бакалавр для студентів економічних...
Методичні вказівки до виконання практичних робіт з предметів «Джерела електроживлення» «Джерела живлення реа» для студентів вищих навчальних закладів першого рівня iconМетодичні вказівки та вказівки до контрольних робіт для студентів іздн

Методичні вказівки до виконання практичних робіт з предметів «Джерела електроживлення» «Джерела живлення реа» для студентів вищих навчальних закладів першого рівня iconНавчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів
Рекомендовано Міністерством освіта І науки України як навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів (лист Ne 4/18-г-1111...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©gua.convdocs.org 2000-2015
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов