Контрольная работа 1 8 2 Контрольная работа 2 8 3 Примеры решения типовых задач контрольных заданий и экзаменационной работы 9
 Скачать 7.25 Mb.
|
|
СОДЕРЖАНИЕ Введение 3 1 Содержание лекционного курса и рекомендуемая литература 4 2 Содержание контрольных работ 8 2.1 Контрольная работа № 1 8 2.2 Контрольная работа № 2 8 3 Примеры решения типовых задач контрольных заданий и экзаменационной работы 9 3.1 Задачи по общим вопросам энергетической электроники 9 3.2 Задачи по расчету непосредственных преобразователей постоянного напряжения (НПН) 10 3.3 Задачи по расчету автономных инверторов 19 3.4 Задачи по средствам реализации транзисторных преобразователей 50 3.5 Задачи по преобразовательным ячейкам со звеном повышенной частоты 85 3.6 Задачи по квазирезонансным преобразователям 107 3.7 Задачи по источникам питания персональных компьютеров 111 3.8 Задачи по преобразователям с многозонной импульсной модуляцией 117 4 Варианты задач для контрольной работы № 2 по энергетической электронике 132 5 Порядок выбора варианта 177 Приложение 1 178 Приложение 2 179 ВведениеЭнергетическая электроника (ЭЭ) входит в цикл дисциплин по силовой схемотехнике. Целью курса является изучение элементной базы, схемотехники функциональных узлов, принципа действия силовых преобразователей, а также основ инженерного расчета ключевых преобразователей, реализующих различные виды импульсно-модуляционного преобразования параметров электрической энергии. Курс базируется на знании следующих дисциплин: теоретические основы электротехники (ТОЭ) или основы теории цепей (ОТЦ), основы преобразовательной техники (ОПТ), электронные компоненты устройств промышленной электроники, электронные цепи и микросхемотехника, теория автоматического управления (ТАУ), методы анализа и расчета электронных схем (МАРЭС). Изучение дисциплины ЭЭ предусматривает выполнение двух контрольных работ, первая — компьютерная, вторая — письменная. Изучение курса ЭЭ заканчивается получением зачета по результатам выполненных контрольных работ и сдачей письменного экзамена. Экзаменационный билет содержит один теоретический вопрос по любой теме из лекционного курса и практическую задачу. В приложении 3 приведен пример экзаменационного билета и ответ на него. 1 Содержание лекционного курса и рекомендуемая литература1.1 Энергетическая электроника — общие положения Поколения технических систем. Сопоставительный анализ технико-экономических показателей (ТЭП) преобразовательных устройств различного исполнения. Понятие о миниатюризации статических преобразователей. Проблемы миниатюризации: энергетические, структурные, конструктивные, организационные. 1.2 Звено повышенной частоты и его свойства Физические основы улучшения ТЭП преобразователей при повышении промежуточной частоты. Понятие об оптимальной частоте. Структуры с бестрансформаторным входом: с сетевым выпрямителем; с сетевым инвертором; на базе высокочастотного трансформатора с вращающимся полем, с «зигзагом» в звене повышенной частоты; с двойной модуляцией. Непосредственные преобразователи постоянного напряжения (НПН) понижающего, повышающего, инвертирующего типов, преобразователи с неполной глубиной модуляции. Автономные инверторы Классификация автономных инверторов. Инверторы с накопительными элементами. Однофазный инвертор напряжения при активной, активно-индуктивной и индуктивной нагрузках. Возврат реактивной мощности. Однофазный инвертор тока. Компенсация реактивной мощности. Понятие угла опережения. Трехфазные инверторы при 180-градусном и 120-градусном управлении. Инверторы с ШИМ. Элементная база построения силовых цепей транзисторных преобразователей Общие сведения о полностью управляемых ключевых элементах. Их области применения. Сопоставление биполярных, полевых и IGBT-транзисторов. Запираемые тиристоры. Время рассасывания, пиковая мощность, область безопасной работы транзистора (ОБР). Частотные свойства диодов. Диоды Шотки. Частотные свойства униполярных и электролитических конденсаторов. Трансформаторы в звене повышенной частоты. «Ручное» и «машинное» проектирование трансформаторов. Понятие об оптимальном проектировании. Транзисторные ключи и переключатели Формирование траектории переключения транзисторов. Ключи с R-C-D цепью и их расчет. Расчет параметров ключей с L-C-D цепью. Форсировка переключения. Защитные цепи ключей на основе диода с накоплением заряда (ДНЗ) и сегнетоэлектрического конденсатора. Повышение быстродействия ключей за счет ограничения степени насыщения. Управление насыщением транзистора. Ключи на составных транзисторах. Ключи с токовым управлением. Ключи с прерыванием эмитерного тока. Самозащищенные ключи. Ключи на параллельных и последовательных транзисторах. Ключи переменного тока. Транзисторные переключатели. Понятие о сквозном токе. Схема с балластным резистором. Схема с балластным дросселем. «Накачка» тока. Схемотехнические средства устранения сквозных токов. Преобразовательные ячейки со звеном повышенной частоты Ячейка с реверсивным регулированием. Принцип управления за счет встречного изменения углов регулирования. Вольтодобавочная ячейка. Понятие о «замагничивании» трансформаторов. Способы устранения замагничивания. Однотактные преобразовательные ячейки. Прямоходовые и обратноходовые преобразователи (ПХП и ОХП). Ячейки с размагничиванием от внешнего источника. Расчет цепи размагничивания. Квазирезонансные преобразователи (КРП). Принцип действия, схемы КРП ПХП и КРП ОХП. Регулирование напряжения Историческая справка. Универсальные структуры с многозонным регулированием. Показатели качества регулирования постоянного и переменного напряжений. Расчет глубины зон. Регулирование при Rн = const, Pн = const. Стабилизация напряжения Расчет диапазона стабилизации. Характеристики регулирующих органов при стабилизации. Симметрирование диапазона. Быстродействующие измерительные органы. Стабилизаторы мгновенного значения напряжения. сПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Кобзев А.В., Коновалов И.Б., Семенов В.Д. Энергетическая электроника: Учебное пособие. В 2-х частях — Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2003. — Ч.1. — 102 с. 2. Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники: Учеб. пособие. — Изд. 2-е, испр. и доп. — Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. — 664 с. 3. Воронин П.А. Силовые полупроводниковые ключи: семейства, характеристики, применение. — М.: Издательский дом Додэка-ХХI, 2001. — 384 с. 4. Чиженко И.М., Руденко В.С., Сенько В.И. Основы преобразовательной техники — М.: Высшая школа, 1980. — 424 с. 5. Моин В.С. Стабилизированные транзисторные преобразователи. — М.: Энергоатомиздат, 1986. — 376 с. 6. Кобзев А.В., Лебедев Ю.М., Михальченко Г.Я., Семенов В.Д. и др. Стабилизаторы переменного напряжения с высокочастотным широтноимпульсным регулированием. — М.: Энергратомиздат, 1986. — 152 с. 7. Кобзев А.В., Михальченко Г.Я., Музыченко Н.М. Модуляционные источники питания РЭА. — Т.: Радио и связь, 1990. — 336 с. 8. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры: Справочник / Г.С. Найвельт, К.Б. Мазель, Ч.И.Хусаинов и др. Под ред. Г.С. Найвельта. — М.: Радио и связь, 1986. — 576 с. 9. Мазель К.Б. Трансформаторы электропитания. — М.: Энергоатомиздат, 1982. — 80 с. 10. Расчет источников электропитания устройств связи: Учеб. пособие для вузов / В.Е. Китаев, А.А. Бокуняев, М.Ф. Колканов; Под редакцией А.А. Бокуняева. — М.: Радио и связь 1993. — 232с.: ил. |