Некеровані і керовані випрямлячі

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

МІНІСТЕРСТВО КУЛЬТУРИ І КІНЕМАТОГРАФІЇ

Федеральне державне освітній заклад

Вищої професійної освіти

САНКТ-Петербурзький університет КІНО І ТЕЛЕБАЧЕННЯ

Кафедра технічної електроніки

Курсовий проект на тему

«Некеровані і керовані випрямлячі»

Виконала студентка 711 ​​гр.:

Плантенер Є.В.

Санкт-Петербург

2009р.

Технічне завдання

31 варіант

Середнє значення випрямленого напруги: U о = 35 В:

Середнє значення випрямленого струму: I о = 2.5 А;

Чинне значення напруги на навантаженні: Е2 = 240 В

Чинне значення струму вторинної обмотки: I 2 = 2 А

Частота живильної мережі: ƒ з = 60 гц

Порогове напруга вентилів: U пір = 1.1 В

Диференціальний опір вентилів: r д = 0.09 Ом

Коефіцієнт форми кривої: Кф = 1.57 У

N = 15; K = 16;

Реферат

У даному курсовому проекті мною були здійснені:

1. Розрахунок некерованого випрямляча з активним навантаженням

2. Розрахунок некерованого випрямляча з ємнісним фільтром

3. Розрахунок керованого випрямляча з фільтром і відгалужувальні діодом

4. Підбір трансформатора для двофазної однотактовой схеми випрямлення

5. Розробка електричної схеми та друкованої плати

Введення

Випрямлячі - це джерела вторинного електроживлення, реалізують статичний метод перетворення енергії змінного струму в енергію постійного струму.

Схема будь-якого випрямляча містить 3 основних елементи:

1) Силовий трансформатор - пристрій для зниження або підвищення напруги живильної мережі і гальванічної розв'язки мережі з апаратурою.

2) Випрямний елемент (вентиль), що має однобічну провідність - для перетворення перемінної напруги в пульсуюче.

3) Фільтр - для згладжування пульсуючого напруги.

Випрямлячі можуть бути класифіковані по ряду ознак:

1) за схемою випрямлення - однополуперіодні, двухполуперіодний, мостові, з подвоєнням (множенням) напруги, багатофазні й ін

2) за типом випрямного елемента - лампові (кенотрони), напівпровідникові, газотрони та ін

3) за величиною випрямленої напруги - низької напруги і високого.

4) за призначенням-для харчування анодних ланцюгів, ланцюгів сіток, що екранують, ланцюгів керуючих сіток, колекторних ланцюгів транзисторів, для зарядки акумуляторів і ін

Основні характеристики випрямлячів:

1. Номінальна напруга постійного струму - середнє значення випрямленої напруги, заданий технічними вимогами. Визначається значенням напруги, необхідним для живляться випрямлячем пристроїв.

2. Номінальний випрямлений струм I0 - середнє значення випрямленого струму, тобто його постійна складова, задана технічними вимогами. Визначається результуючим струмом усіх ланцюгів що живляться випрямлячем.

3. Напруга мережі Uсеті - напруга мережі змінного струму, що живить випрямляч. Стандартне значення цієї напруги для побутової мережі -220 вольтів з відхиленнями, що допускаються не більше 10%.

4. Пульсація - перемінна складового напруги токи на виході випрямляча. Це якісний показник випрямляча.

5. Частота пульсацій - частота найбільше різко вираженої гармонійний складової чи напруги струму на виході випрямляча. Для найпростішої однополуперіодної схеми випрямляча частота пульсацій дорівнює частоті живильної мережі. Двухполуперіодний, мостові схеми і схеми подвоєння напруги дають пульсації, частота яких дорівнює подвоєній частоті живильної мережі. Багатофазні схеми випрямлення мають частоту пульсацій, що залежить від схеми випрямляча і числа фаз.

6. Коефіцієнт пульсацій - відношення амплітуди найбільше різко вираженої гармонійний складової чи напруги струму на виході випрямляча до середнього значення чи напруги струму. Розрізняють коефіцієнт пульсацій на вході фільтра (p0%) і коефіцієнт пульсацій на виході фільтра (p%). Допустимі значення коефіцієнта пульсацій на виході фільтра визначаються характером навантаження.

7. Коефіцієнт фільтрації (коефіцієнт згладжування) - відношення коефіцієнта пульсацій на вході фільтра до коефіцієнта пульсацій на виході фільтра k з = p0 / p. Для багатоланкових фільтрів коефіцієнт фільтрації дорівнює добутку коефіцієнтів фільтрації окремих ланок.

8. Коливання (нестабільність) напруги на виході випрямляча-зміна напруги постійного струму щодо номінального. При відсутності стабілізаторів напруги визначаються відхиленнями напруги мережі.

Розрахункова частина

Розрахунок ідеального некерованого випрямляча з активним навантаженням

E 2 / Uo = 40 / 35 = 1.14;

I 2 / I 0 = 2/2.5 = 0.8;

Ккд анодному ланцюзі:

ήa = R н / (rT + p * rg * V + R н) = 1;

Амплітуда ЕРС вторинної обмотки трансформатора:

E 2 m = √ 2 * E 2 = 56.5 В;

Частота пульсації на виході випрямляча:

ƒ п (1) = ƒ з * m 2 * p = 120 Гц;

Опір навантаження:

R н = Uo / Io = 14 Ом;

Коефіцієнт пульсації:

k п (1) = 0.66

Середнє значення струму діода:

I ср VD = I 0 / m 2 = 1.25 А;

Ефективне значення прямого струму діода:

I еф VD = I ср VD * k ф = 1.96 А;

Амплітудне значення струму:

Im = E 2 m / R н = 4 А;

Параметри діода:

U про max = 3.14 * U 0 / ήa = 109.9 В;

I ср VD / Io = 0.5

Коефіцієнт трансформації

Ku = E 2 / U 1 = 40 / 220 = 0.182

Зовнішня характеристика випрямляча

U 0 = E 0 - I 0 * Zn

Зовнішня характеристика випрямляча з індуктивним фільтром з урахуванням активних r п і індуктивних Ls втрат:

U0 = m2 / π * E2msin (π/m2) - I0 (r п + (p * m2/2π) * ω * Ls);

Висновок:

Для даної двофазної однотактной схеми випрямлення двофазного мережевого харчування необхідні діоди із середнім значення прямого струму

I ср VD = 1.25А, бажано, щоб діод витримував прямий струм не менше

2 А, так як ефективний значення прямого струму I еф VD = 1,96 (А). Також необхідно, щоб діод здатний був витримати зворотне напруга

U про max = 100 (В), але рекомендується узяти запас у два рази, тобто U про max = 200 (В), для стабільної роботи діода. Для даної схеми також необхідний понижуючий трансформатор, з коефіцієнтом трансформації Ku = 0.182.

Розрахунок некерованого випрямляча з ємнісним фільтром.

Еквівалентна схема випрямляча з фільтром

Опір ємнісного фільтра:

xc = R 0 / N 0.0933;

Ємність конденсатора в ємнісному фільтрі:

C 0 = 1 / (2 * π * ƒ c * m 2 * p * xc) = +1422 мкФ;

Повний опір активних втрат:

r п = r тр + p * rgVD = R н / k = 0.8 Ом;

Кут відсічки:

θ = 36.5 ˚;

Розрахунок параметрів випрямляча з кутом відсічення θ:

A (θ) = r п * π / (m 2 * p * R н) = 0.10;

B (θ) = 1 / (√ 2 * cos θ) = 0.88;

D (θ) = I дійств / I ср = 2.45;

H (θ) = C 0 * r п * ƒ * k п (1) = 8700;

F (θ) = I амплі / I ср = 7.51;

Ефективне значення прямого струму діода:

I еф VD = I ср VD * D (θ) = 3.06 A;

Коефіцієнт пульсації випрямленої напруги по основній гармоніці:

k п (1) = H (θ) / r п * ƒ c * C 0 = 0.13;

Діючі значення фазних ЕРС E 2 в вентильної обмотці ПТ:

E 2 = B (θ) * U 0 = 17.6 В;

Амплітудне значення фазних ЕРС в вентильної обмотці ПТ:

E 2 m = √ 2 * E 2 = 24.8 B;

Діючі значення струму в обмотці вентильної ПТ:

I2 = √ p * D (θ) * I ср VD = 3.06 A;

Амплітудне значення струму в обмотці вентильної ПТ:

I2m = F (θ) * I ср VD = 9.38 A;

Коефіцієнт трансформації ПТ дорівнює:

kU = E 2 / U 1 = 0.182;

Висновок:

Після додавання в схему некерованого випрямляча C-фільтра деякі параметри випрямляча змінилися:

- Значення I еф VD збільшилася з 1.96А до 3.06А;

-Значення k п (1) зменшилося з 0.66 до 0.13, отже, фільтр працює нормально;

-Діючі значення E 2 зменшилися з 40 В до 17.6 В;

-Амплітудне значення E 2 m зменшилася з 56.5 до 24.8 У В;

-Діючі значення I 2 збільшилося з 2 А до 3.06 А;

-Амплітудне значення I 2 m збільшилося з 4 А до 9.38 А;

Середній струм у вентильної обмотці залишився незмінним, I ср VD = 1.25 А.

Розрахунок керованого випрямляча з фільтром і відгалужувальні діодом.

Еквівалентна схема випрямляча з фільтром і відгалужувальні діодом.

am = Ucmax / UcN = 1.05;

an = Ucmin / UcN = 0.8;

Ucmax = 231 B;

Ucmin = 176 B;

Проектування друкованої плати

Якщо порівнювати три представлених в даному курсовому проекті випрямляча, то кращим є некерований випрямляч з ємнісним фільтром. Значення коефіцієнта пульсацій значення k п (1) значно зменшилося з 0.66 до 0.13. Так як даний показник відноситься до базових електричним показником якості, то вибір обгрунтований. Хоча для повної оцінки роботи будь-якого випрямляча необхідно крім базових електричних показників розрахувати ще і базові енергетичні показники якості, але в рамках цієї роботи вони не розглядалися.

Після аналізу розрахунків і вибору найкращого типу випрямляча перейдемо до проектування його друкованої плати. Так як електрична схема була спроектована в розрахунковій частині, то необхідно тепер підібрати реальні елементи її на основі розрахункових даних. Для даної схеми випрямлення нам знадобиться: двофазний трансформатор (перетворення напруги); конденсатор постійної ємності (зменшує пульсацій); постійний резистор (активне навантаження); діод (перетворює змінну напругу в пульсуюче однополярне). Маркування даних елементів наведена в специфікації.

Креслення друкованої плати випрямляча з розташування елементів (вид зверху)

Креслення друкованої плати випрямляча (вид знизу)

Список літератури

1. Векслер Г.С., Пилинський В.В., «Електроживильні пристрої електроакустичної і кінотехнічні апаратури». - К.: Обчислюємо. шк. Головне вид-во, 1986.

2. Корчагіна Л.Г., Федоров О.П., Яковлєва Л.П. «Випрямні пристрої». Методичні вказівки з дисципліни «Електроживильні пристрої для студентів заочного та вечірнього відділень спеціальності

201400. »-СПбГУКіТ, 2004 р., - 4 уч.ізд.л.

3. Корчагіна Л.Г., Федоров О.П., Яковлєва Л.П. «Електроживильні пристрої: Методичні вказівки з виконання лабораторних робіт.

Частина 1. Випрямлячі. »- СПбГУКіТ, 2002 - уч.ізд.л.

4. Корчагіна Л.Г., Федоров О.П., Яковлєва Л.П. «Електроживильні пристрої: Методичні вказівки з виконання лабораторних робіт. Частина II. Стабілізатори. »- СПбГУКіТ, 2003 - уч.ізд ..

5. В.Я. Брускін «Номограми для радіоаматорів» МРБ 1972 рік.

6.Б.Богдановіч, Е. Ваксер «Короткий радіотехнічний довідник» Білорусь 1968 рік.

Формат

Зона

Поз.

Позначення

Найменування

Кількість

Прим.











ПТ1

Траснформатор

1













ТСМ-0.63 380 / 1935

ТУ16-93ВІЕЛ671132.001














Діоди













VD1

КД-2999Б 100В 20А

1





VD2

КД-2999Б 100В 20А

1













Резистори













R1

MF-200 * 1.0 - 15.0 Ом


1













Конденсатор













С1

EHP-3300 - 4700 мкФ

1
































































КТЕ.000001.ЕЗ








Змін.

Лист

докум.

Підпис.

Дата


Розробив

Плантенер Є.В.



Некерований

випрямляч

Схема електрична

принципова

Літер.

Лист

Листів

Перевірив

Осіпков Ю.П.




У










СПбГУКіТ ФАОТ

Група 711

Н.контр.






Утв.







Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Комунікації, зв'язок, цифрові прилади і радіоелектроніка | Курсова
60.6кб. | скачати


Схожі роботи:
Системи керовані потоком даних Мова Dataflow Graph Language
Випрямлячі з множенням напруги Багатофазні схеми випрямлячів
Електропостачання корпусу промислового підприємства містить компресори та зварювальні випрямлячі
Явище перекриття фаз Випрямлячі однофазної ланцюга змінного струму
© Усі права захищені
написати до нас