библиофонд. Курсовая работа по Электротехнике и электронике Расчет блока питания постоянного тока
![]()
|
ФГБОУ ВПО «Донской государственный технический университет» Заочная форма обучения Курсовая работа по Электротехнике и электронике _ Расчет блока питания постоянного тока. Вариант 79. Содержание задания Для питания нагрузки постоянным напряжением от сети переменного синусоидального тока с напряжением Uс=220В и частотой fс=50Гц используется стабилизированный блок питания постоянного тока, содержащий трансформатор, неуправляемый выпрямитель, сглаживающий фильтр и стабилизатор напряжения: . Выберите микросхему стабилизатора напряжения по данным табл. 2 и схемам включения, приведенным на рис. 2. По результатам выбора определите входное напряжение стабилизатора: UВХ.СТ=UВЫХ.Ф.=U0, и коэффициент пульсаций на входе стабилизатора, равный коэффициенту пульсаций на выходе фильтра: рВХ.СТ=рФ. .Рассчитайте фильтр, сглаживающий пульсации выпрямленного напряжения, и выберите конденсатор по табл. 3 для фильтра, обеспечивающего коэффициент пульсаций рФ=рВХ.СТ. . Выберите схему, обеспечивающую требуемое значение выпрямленного напряжения UВ и коэффициент пульсаций рВЫП=рВЫХ.Ф., и рассчитайте параметры неуправляемого выпрямителя. Подбор выпрямительных диодов произведите по табл.4. . Рассчитайте однофазный трансформатор напряжения и параметры его схемы замещения. Выбор размеров магнитопровода произведите по данным табл.5 или табл.6, а обмоточных проводов - по табл.7. . Выберите предохранитель для включения в цепь первичной обмотки трансформатора по табл.8. . Изобразите принципиальную электрическую схему блока питания, соответствующую заданному варианту. Исходные данные: Напряжение нагрузки Un = 30 В Ток нагрузки In = 0,5 A Коэффециент пульсации, рn = 0,01 Полярность схемы относительно земли: « - ». Расчёт параметров интегрального стабилизатора напряжения Выбираем интегральную схему стабилизатора напряжения по табл. 2[1]. Тип микросхемы: КР142ЕH11 ![]() Расчёт входного напряжения для выбранной схемы стабилизатора Uin. Определяем допустимые значения входного напряжения на входе микросхемы. Минимально допустимое напряжение на входе микросхемы: ![]() ![]() Выбираем входное напряжение стабилизатора как среднее арифметическое его допустимых значений, т.е. ![]() Проверка по мощности, рассеиваемой микросхемой: ![]() ![]() Условие выполняется. Коэффициент пульсации на входе: ![]() ![]() Проверяем достаточность условия: ![]() ![]() ![]() ![]() Т.к. условие не выполняется, находим новое значение рf: ![]() ток на входе стабилизатора: ![]() определяем значения резисторов R1 и R2: + R2 = ![]() ![]() Выбираем ближайшие значения сопротивлений резисторов из ряда Е24: = 10 кОм, R2 = 430 Ом. Расчет параметров неуправляемого выпрямителя и сглаживающего фильтра Выходные параметры выпрямителя: о = 39,25 B;о = 0,52 A; рf = 0,029; Из табл.2[3] выбираем ориентировочные значения Bl и Dl: = 1,1; Dl = 2,2 Из выражений табл.1[3] определяем данные выпрямительных диодов: ![]() ![]() ![]() ![]() По таблице 4 [1] выбираем диодный мост КЦ412Б с параметрами: ![]() ![]() ![]() ![]() Определяем параметры диода и обмоток трансформатора. Сопротивление диода: ![]() Выбираем трансформатор броневой конструкции, т.к. большая мощность не требуется Str < 200 ВТ и, кроме того, не требуется низкий коэффициент пульсации в нагрузке рn < 0,001. Из рис. 2[4] и 3[4] определим ориентировочные значения B и j. = 1.28 Тл; j = 3,2 А/мм2 = 3,2*106 А/м2 Определим активное сопротивление и индуктивность рассеяния обмоток транс-форматора, выбирая большие значения: ![]() ![]() Найдем R: ![]() Найдем φ: ![]() Найдем Al: ![]() Определим значения коэффициентов: = 1.1; Dl = 2,1; Fl = 5,6; H = 550. Рассчитаем параметры диодов и трансформатора по табл.1[3]. ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() По заданному значению коэффициента пульсации рf на выходе фильтра и параметру H определяем требуемую емкость конденсатора фильтра: трансформатор стабилизатор напряжение выпрямитель ![]() Выбираем из табл.3[1] конденсатор из условия: С >= Ссalс ![]() ![]() Условию удовлетворяет конденсатор со следующими параметрами: ![]() ![]() Вычислим новое значение рf: ![]() Вычислим амплитудное значение переменной составляющей U’: ![]() ![]() Т.к. U’ превышает максимально допустимое значение, необходимо подобрать конденсатор большей емкости: ![]() ![]() ![]() ![]() В результате выполненных расчетов определены численные значения величин, необходимых для расчета трансформатора: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Расчет трансформатора 1. Определить конфигурацию и параметры магнитопровода. . Определить количество витков обмоток, а также диаметр и марку их проводов. . Определить параметры схемы замещения и КПД трансформатора. . Определить ток плавления плавкого предохранителя, включенного в цепь первичной обмотки. Исходные данные: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Выбираем ориентировочные значения параметров из рис.2, 3[4]: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Определяем величину QсQо: ![]() Из табл. 6[1] выбираем магнитопровод ШЛ 16x32 с параметрами: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Определяем потери в стали по рис.4 [4]. ![]() ![]() Активная мощность: ![]() Реактивная мощность: ![]() Найдем активную и реактивную составляющую тока холостого хода: ![]() ![]() По результатам расчета выпрямителя определим величину I2`: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Определим ток первичной обмотки: ![]() Площадь поперечного сечения провода 1-й обмотки: ![]() Площадь поперечного сечения провода 2-й обмотки: ![]() Выберем сечение проводов обмоток (табл.7 [1]): . ПЭВ-1 q1 = 0.08553 мм2 ![]() ![]() . ПЭВ-1 q2 = 0.3019 мм2 ![]() ![]() Амплитуда магнитного потока в стали: ![]() Число витков 1-й обмотки: ![]() Число витков 2-й обмотки: ![]() Толщина каркаса: ![]() Межслойная изоляция: ![]() ![]() Толщина межобмоточной изоляции с учетом экранирующей обмотки: ![]() Число витков в 1-ом слое: ![]() Число витков во 2-ом слое: ![]() Число слоев 1-ой обмотки: ![]() ![]() Число слоев 2-ой обмотки: ![]() ![]() Толщина 1-ой обмотки: ![]() Толщина 2-ой обмотки: ![]() Остающееся свободное место в окне сердечника: ![]() ![]() Т.к. обмотки не помещаются на сердечнике выберем сердечник большего размера и повторим расчет. Для нового расчета выбираем магнитопровод ШЛ 25x25 с параметрами: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Новый расчет дает: ![]() Это приемлемое значение. Определим среднюю длину провода каждой обмотки: ![]() ![]() ![]() ![]() Найдем активные сопротивления обмоток: ![]() ![]() Найдем суммарные потери в меди: ![]() Вычислим номинальный КПД трансформатора, пологая, что нагрузка активная: ![]() Общая поверхность охлаждения: ![]() ![]() ![]() Температура перегрева обмоток приблизительно равна: ![]() Прибавив к ней температуру окружающей среды, получим рабочую температуру проводов обмотки. ![]() Эта температура не превышает максимально допустимую (для ПЭВ-1 120оС). Вычислим параметры схемы замещения. Средняя длина витка обмотки: ![]() Расчетный зазор для потоков рассеяния: ![]() Высота обмотки для броневого сердечника: ![]() Активное сопротивление: ![]() ![]() Реактивное сопротивление: ![]() ![]() ![]() По табл. 8[1] выберем предохранитель, включаемый в цепь первичной обмотки трансформатора, с током плавления Iпл = 1 А, т.к. I1 = 0.778 A. Принципиальная электрическая схема блока питания ![]() Литература 1. Ананченко Л.Н., Рогов И.Е. Расчет блока питания постоянного тока. Индивидуальные задания на выполнение расчетно-графической работы по дисциплине «Электротехника, электроника, электропривод». Ростов-на-Дону.: Издательский центр ДГТУ, 1999 г. 2. Расчёт параметров интегрального стабилизатора напряжения. Методические указания к расчетно-графической работе «Расчет блока питания постоянного тока» (часть 1) по дисциплине «Электротехника, электроника и электропривод». Ростов-на -Дону.: Издательский центр ДГТУ, 2000 г. . Расчет параметров неуправляемого выпрямителя и сглаживающего фильтра. Методические указания к расчетно-графической работе «Расчет блока питания постоянного тока» (часть 2) по дисциплине «Электротехника, электроника и электропривод». Ростов-на -Дону.: Издательский центр ДГТУ, 2000 г. . Расчет параметров тороидальных и броневых трансформаторов. Методические указания к расчетно-графической работе «Расчет блока питания постоянного тока» (часть 3) по дисциплине «Электротехника, электроника и электропривод». Ростов-на -Дону.: Издательский центр ДГТУ, 2000 г. 5. Герасимов В.Г. Основы промышленной электроники. М.: Высшая школа, 1996. 6. Китаев В.Е., Бокуняев А.А. Расчет источников электропитания устройств связи. М.: Связь, 1979. . httр://ru.wiкiреdia.оrg/ Размещено на Allbеst.ru |