курсовая. Шишлаков Курсовой ПРИМЕР. Курсовая работа защищена с оценкой руководитель шишлаков В. Ф. Пояснительная записка
![]()
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ КАФЕДРА 32 КУРСОВАЯ РАБОТА ЗАЩИЩЕНА С ОЦЕНКОЙ
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ: Проектирование электронных усилительных устройств систем автоматического управления.
Санкт-Петербург 2010 СОДЕРЖАНИЕ
![]() Проектируемый усилитель предназначен для работы в составе системы автоматического управления. При этом его функции заключаются в выполнении операции суммирования сигнала входного датчика, сигналов главной и корректирующей обратных связей системы управления и усиления сигнала рассогласования по величине и мощности. Исходными данными для проектирования усилителя являются: 1) параметры и характеристики нагрузки: активное сопротивление Rн = 5 Ом ток нагрузки Iн = 2 А 2) Данные источников входных сигналов: Rc1 = 0,1 Ом Rc2 = 0,1 Ом Rc3 = 0,1 Ом 3) Показатели качества усилителя: Коэффициенты передачи по входам: 1 - 50 2 - 50 3 - 5 Входные сопротивления: Rвх1 = 50 кОм Rвх2 = 10 кОм Rвх3 = 20 кОм 4) Схема включения транзисторов в выходном каскаде: ОК, ОК 5) Индуктивность нагрузки (Lн, Гн) отсутствует. Максимально возможное напряжение (ЭДС): 30 В Частотный диапазон входных сигналов: от 0 до 10000 Гц Погрешность реализации коэффициента усиления: 0,1 Время безотказной работы: 5000 ч. При конструировании должны быть обеспечены возможно меньшие массогабаритные показатели; усилитель монтируется на плате; соединения с источниками питания, входными сигналами, нагрузкой и т.д. осуществляются с помощью разъёма. ![]() РАБОТАЮЩЕГО В КЛАССЕ В 2.1 Выбор транзисторов мощного каскада усиления Выбираем универсальные, низкочастотные и мощные транзисторы (биполярные) ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Таким образом, из справочных данных выбираем транзисторы КТ816А и КТ817А, удовлетворяющие условиям, паспортные данные транзисторов приведены в таблице 1 Таблица 1 Паспортные данные транзистора
![]() Рассмотрим расчёт площади радиатора в виде плоской пластины и числа параллельно включенных транзисторов для следующих исходных данных: Pкmax = 6 Вт транзисторы марки КТ816А (КТ817А) Т˚п.доп = 150 ˚С Кт = 0,0015 Вт/см²· град Rкт = 0,5 ˚С/Вт Rкс = 95 ˚С/Вт Т˚с.в. = 60 ˚С Rпк = 5 ˚С/Вт Кз = 0,8 Определяем область допустимых значений: ![]() ![]() т.е. 10>N>1. Результаты расчётов QтN(N) и Qг(N) в виде графиков показаны на рис.2.1, из которого следует, что Nopt ![]() ![]() ![]() Рис. 2.1 Требующееся значение теплового сопротивления для рассматриваемого типа транзисторов: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Однако теплоотвод в виде пластины при необходимости рассеивания больших мощностей оказывается неприемлемым из-за существенных массогабаритных показателей. Поэтому для улучшения конструктивных свойств теплоотвода удобно увеличивать его поверхность за счет ребер. Наиболее простым в изготовлении является теплоотвод, устройство которого показано на рис. 2.2 ![]() Применение теплоотвода в форме куба с профрезерованными ребрами позволяет существенно уменьшить размеры основания радиатора. В этом случае площадь основания теплоотвода будет ![]() Проведём расчёт конструкции ребристого теплоотвода для следующих исходных данных: мощные транзисторы марки КТ816А (КТ817А), которые имеют площадь основания (габа- ритная площадь): ![]() рассеиваемая транзистором мощность: ![]() тепловое сопротивление между корпусом транзистора и теплоотводом: ![]() тепловое сопротивление переход-корпус ![]() допустимая температура перехода ![]() число параллельно включённых транзисторов: ![]() площадь основания плоского радиатора QтN=77,016 см² была определена в предыдущем примере. Из рекомендаций, приведённых выше, принимаем площадь основания ребристого радиатора ![]() Возможны два инженерных решения по конструированию радиатора: - размещение нескольких (в рассматриваемом случае двух) параллельно включаемых транзисторов на одном радиаторе; ![]() 2.2.1 Расчёт конструкции теплоотвода для размещения двух транзисторов Рассмотрим оба варианта, чтобы были понятны их достоинства и недостатки. В начале проведём расчёт конструкции теплоотвода для размещения двух транзисторов. 1. Определяем тепловой коэффициент проектируемого радиатора: ![]() 2. В качестве исходного материала выбираем алюминий, имеющий теплопроводность ![]() 3. Исходя из площади основания теплоотвода ![]() ![]() ![]() ![]() 4. Поскольку транзисторы марки КТ816А (КТ817А) имеют основание в виде прямоугольника, то для проведения дальнейших расчётов находим радиус эквивалентной окружности: ![]() Затем определяем коэффициенты: ![]() ![]() где ![]() ![]() 5. По полученным значениям ![]() ![]() ![]() 6. Затем находим значение коэффициента теплоотдачи поверхности радиатора ![]() 7. После определения находим значение коэффициента ![]() ![]() 8. По известным ![]() ![]() ![]() 9. Далее определяем величину перегрева радиатора ![]() ![]() 10. Полученные в предыдущих пунктах расчёта значения величин ![]() ![]() ![]() и максимальную температуру теплоотвода ![]() 11. Используя значение ![]() ![]() 12. Затем вычисляем коэффициенты ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 13. Далее определяем суммарный коэффициент ![]() ![]() а затем эффективный коэффициент теплоотдачи ребристой поверхности радиатора ![]() 14. По найденному значению ![]() ![]() ![]() Определим число рёбер ![]() ![]() ![]() ![]() 15. В заключение расчёта конструкции радиатора определим высоту рёбер ![]() |