Реферат по предмету "Коммуникации и связь"


Спроектировать двенадцатипульсный составной управляемый выпрямитель с параллельным включением ве

--PAGE_BREAK--1. Расчет схемы управляемого выпрямителя 1.1 Выбор схемы и расчет основных параметров выпрямителя


В соответствии с заданием принимаем схему двенадцатипульсного составного управляемого выпрямителя с параллельным включением вентилей.


Рис.1.1 — Двенадцатипульсный составной управляемый выпрямитель с параллельным включением вентилей
В начале расчет проводим в неуправляемом режиме, т.е. при . В связи с тем, что напряжение сети может колебаться в пределах , определим величины выпрямленных напряжений на нагрузке:





где выпрямленное напряжение на нагрузке при нормальном напряжении сети;

 выпрямленное напряжение при повышенном напряжении сети.

Из прил.2 определяем:

— максимальное обратное напряжение на тиристорах;

— среднее значение тока тиристора.

Определяем активное сопротивление фазы трансформатора:
,
где

 — коэффициент, зависящий от схемы выпрямления

B— магнитная индукция в магнитопроводе

S— число стержней магнитопровода для трансформаторов

Определяем индуктивность рассеяния обмоток трансформатора:
,
где .

Определяем напряжение холостого хода с учетом сопротивления фазы трансформатора  и падения напряжения на дросселе :



где — число пульсаций в кривой выпрямленного напряжения за период сети.

— падение напряжения на тиристорах;

— падение напряжения на дросселях; .

Напряжение на вторичных обмотках трансформатора .

Действительный ток вторичной обмотки .

Коэффициент трансформации для обмоток «треугольник-треугольник»  коэффициент трансформации для обмоток «треугольник-звезда»  тогда действительный ток первичной обмотки трансформатора

Действительное значение тока тиристора

Типовая мощность трансформатора:

Определяем угол коммутации:
.
Определяем минимально допустимую индуктивность дросселя фильтра:




.
Внутреннее сопротивление выпрямителя:
.
КПД выпрямителя:

— коэффициент полезного действия трансформатора;

— потери мощности на выпрямительных диодах;

N— число тиристоров в схеме.
    продолжение
--PAGE_BREAK--1.2 Основные параметры выпрямителя в управляемом режиме


Определяем максимальный и минимальный углы регулирования:

Минимальное напряжение на нагрузке



В управляемом режиме работы выпрямителя находим:

Минимальный и максимальный углы проводимости тиристоров:

Ток в тиристоре

Максимальное обратное напряжение


1.3 Выбор элементов управляемого выпрямителя


Тиристоры выбираем по : тиристор Т242-80-8 и типовой охладитель М-6А.


1.4 Расчет регулировочной характеристики управляемого выпрямителя


Общая расчетная формула для всего семейства нагрузочных характеристик:





Рис.1.2 — Регулировочная характеристика выпрямителя
1.4 Выбор защиты тиристоров от перегрузок по току и напряжению


Для защиты тиристоров от перегрузок используем быстродействующие плавкие предохранители. Достаточно поставить два предохранителя в первичной обмотке для обеспечения защиты.

Ток плавкой вставки:

Выбираем плавкую вставку ПНБ-5-380/100.

Для ослабления перенапряжений используем -цепочки, которые включаются параллельно тиристору. Такая цепочка совместно с индуктивностями цепи коммутации образует последовательный колебательный контур. Конденсатор ограничивает перенапряжения, а резистор — ток разряда этого конденсатора при отпирании и предотвращает колебания в последовательном контуре. Параметры цепочек определим по следующим соотношениям:


Величина напряжения на конденсаторе ток разряда контура

Мощность рассеяния на резисторе

По справочнику выбираем конденсаторы C2 — КСЛ-310 пФ, резисторы R2 — ПЭВ-100-620±10%.


Рис.1.3 — Схема управляемого выпрямителя с защитой



2. Проектирование СИФУ 2.1 Расчет параметров пусковых импульсов


Определяем требуемую длительность импульса управления , исходя из знания угла коммутации , определенного при расчете силовых схем:



2.2 Расчет цепи управления тиристорами


Для тиристоров Т242-80-8 определяем токи и напряжения управления:

Цепи управления тиристорами питаются от импульсного усилителя через оптрон и ограничивающие сопротивление и шунтирующий диод:


Рис.2.1 — Цепь управления тиристором
По значению  выбираем оптрон ТО125-12,5 с параметрами:


Определяем параметры элементов, входящих в цепь управления:

По току  выбираем шунтирующий диод типа КД202А.

По значениям  и  выбираем резистор типа МЛТ-1-11Ом±5%.

Внутреннее сопротивление управляющего перехода тиристора



    продолжение
--PAGE_BREAK--2.3 Расчет выходного каскада СИФУ


Нагрузкой выходного каскада на транзисторе VT2 является ток управления оптотиристора (рисунок 2.2). Следовательно, в режиме насыщения через транзистор VT2 должен протекать ток коллектора  не менее тока управления  оптотиристора.

В связи с этим принимаем . Так как СИФУ питается двухполярным напряжением, то выходной каскад подключен на напряжение
.
Учитывая, что имеем:
.


По напряжению  и току  выбираем транзистор VT2 типа КТ611А с параметрами , , , .


Рисунок 2.2 — Выходной каскад СИФУ
Определяем величину ограничивающего сопротивления резистора R13:

где — падение напряжения на открытом транзисторе,

— падение напряжения на светодиоде оптотиристора.

Определяем мощность рассеивания на резисторе :

Принимаем резистор  типа МЛТ-2-240Ом±10%.

Определим ток базы транзистора VT2:



Определяем ток коллектора  транзистора VT1:

Вычисляем мощность рассеяния на транзисторе VT1:
.
По току  , напряжению  и мощности рассеивания  выбираем транзистор VT1 типа КТ301Б с параметрами:

Определим минимальный ток базы транзистора VT1:



2.4 Расчет входного каскада СИФУ


Входной каскад СИФУ выполняет две функции: функцию синхронизации и функцию генератора прямоугольных импульсов. Функция синхронизации импульсов управления и анодного напряжения оптотиристора в управляемом выпрямителе осуществляется путём подключения входного трансформатора TV1 и силового трансформатора к одной и той же фазе напряжения сети. В исходной схеме прямоугольные двухполярные импульсы образуются на стабилитронах VD1, VD2 (рисунок 2.3).


 



Рисунок 2.3 — Схема образования прямоугольных двухполярных импульсов.
Для получения импульсов, близких к прямоугольным, на стабилитронах VD1 и VD2 должно выполняться условие:.

Принимаем:

Выбираем из справочника стабилитроны VD7, VD8 типа КС133А с

параметрами:,

а также принимаем к установке трансформатор со следующими параметрами:
.
Определяем величину сопротивления ограничительного резистора R7:

Находим мощность рассеивания на резисторе R7:



Принимаем резистор R7 типа МЛТ-1-270Ом ±5%.
2.5 Расчет генератора треугольных импульсов
Генераторы треугольных импульсов (рисунок 2.4) реализуются на базе генератора прямоугольных импульсов и интегратора. Параметры импульсов:

амплитуда:

частота:

Определим длительность входных импульсов:
.
Определим ток нагрузки входного каскада  и входной ток интегратора из того условия, что:

По справочнику выбираем операционный усилитель DA1 типа К153УД5 с параметрами:



При подаче на вход интегратора постоянного напряжения на его выходе

получаем линейно изменяющееся напряжение:





где .

Принимаем: тогда:
.
Исходя из того, что значение очень мало, принимаем:

резисторы R8, R9типа МЛТ-0,125-100кОм ±10% ,

конденсатор С7 типа К73-5-0,1мкФ ±5%.

Величина выходного напряжения на выходе интегратора составит:
,
где — входное напряжение ограничителя.

 



Рисунок 2.4 – Генератор треугольных импульсов



    продолжение
--PAGE_BREAK--2.6 Расчет разделительной цепи Разделительная цепь С8, R10 (рисунок 2.5) выполняет две функции: разделяет постоянные составляющие напряжений и уменьшает дрейф операционных усилителей.
Постоянная времени разделительной цепи равна:

и выбирается исходя из условия минимального искажения выходного сигнала:
.
Величина сопротивления резистора R10 по условиям разряда конденсатора не должна быть меньше величины сопротивления резистора R8.

Принимаем: постоянную времени разделительной цепи , а величину сопротивления резистора R10=R8=100(кОм). Тогда величина емкости конденсатора С8 составит:
.
Выбираем конденсатор С8 типа К73-5-1мкФ±10%.

Резисторы R10 типа МЛТ-1-100кОм±10%.




 



Рисунок 2.5 — Разделительная цепь


2.7 Расчет схемы сравнения


В качестве схемы сравнения напряжения питания Uп и напряжения регулирования Uр (оно же напряжение управления Uу) используем нелинейный режим работы операционного усилителя. Передаточная характеристика операционного усилителя содержит участок положительного и отрицательного насыщения в зависимости от величин входных напряжений на входах: Uвх1, Uвх2. Поскольку коэффициент усиления КUоу очень велик, то напряжение переключения (Uвх1 — Uвх2) весьма мало. Выходное напряжение операционного усилителя при ½Uвх1 — Uвх2 ½> Uпер зависит от того, какое из входных напряжений больше, т.е. операционный усилитель является схемой сравнения напряжений (рисунок 2.6).

Учитывая, что:

напряжение регулирования Up = UВХ1 = ± 3,3(В),

амплитуда треугольного напряжения Uп = UВХ2 = ± 3,3(В),

максимальный ток нагрузки IН=IБ1=0,0008(А),

минимальное выходное напряжение Uн min = UБЭ1 = 3(В),

принимаем в качестве схемы сравнения операционный усилитель DA2 типа К153УД5 у которого:
Uвых.max=10(B), Iвых.мах=5(мА), Rвых.оу=150(Ом); Коу=125*10 3.




 



Рисунок 2.6 — Схема сравнения СИФУ
Определим напряжение переключения операционного усилителя:

Величина сопротивления резистора R*определяется из соотношений:

R*>Rвых.оу=150(Ом);

Принимаем резистор R*типа МЛТ-0,125-2,4кОм±10%.

Величины сопротивлений резисторов R11=R12 определим из следующих условий:



Принимаем резисторы R11, R12 типа МЛТ-0,5-2,7мОм±10%

Величину сопротивления резистора R13 (делителя напряжения) определим, если примем, что ток делителя напряжения Iд=(5…10)Iвх.оу.



Исходя из этого, принимаем резистор R13 типа СП-0,15-2,4(мОм)±20%.
2.8 Расчет схемы подавления помех
В данной схеме (рисунок.2.7) резисторы R14, и R15являются разрядными и в тоже время выполняют роль делителя напряжения Еп. Обычно ток делителя принимаютв 10 раз меньше тока потребления, т.е. 10 Iд = Iпотр.

 



Рисунок 2.7– Схема подавления помех
Ток потребления СИФУ составит:

Ток делителя через резисторы R14и R15составит:



Величина резистора R14определяется из условий:

Принимаем резисторы R14и R15типа МЛТ-0,5-1600Ом±5%.

Ёмкость конденсатора определим по следующей формуле:

Тогда:

Из справочника принимаем конденсаторы С9 и С10 типа К73-5-0,3мкФ±5% .




3. Расчёт источника питания
3.1Выбор схемыирасчет основных параметров источника питания
Для выбора схемы источника питания рассчитаем суммарный ток нагрузки:
,
где — ток нагрузки,

— общий ток потребления СИФУ (в схеме их 12 штук, подключённых параллельно к стабилизатору).

Зная ток нагрузки  и напряжение нагрузки  примем в качестве схемы стабилизатора схему параметрического стабилизатора напряжения (рисунок 3.1) .

 



Рисунок 3.1 – Схема источника питания
По справочнику по известному току нагрузки выбираем 2 стабилитрона Д815В со следующими параметрами:
  


Следует отметить, что в схеме стабилитроны VD7 и VD8 ставятся последовательно для обеспечении стабилизации нужного напряжения и в сумме дают необходимое напряжение (одного не хватает).

Рассчитаем параметрический стабилизатор исходя из следующего из условия: .

Воспользуемся следующей формулой:

где — выходное напряжение,

— минимальный ток стабилитрона,

— максимальный ток стабилитрона,

— балансное сопротивление;
— сопротивление нагрузки;



— входное напряжение.

Определяем  и  из уравнений приведенных выше учитывая то, что напряжение сети может колебаться в пределах +0,05 U1...-0,15 U1:

Решив данную систему уравнений, получим:
 




Таким образом, минимальное и максимальное напряжения принимают следующие значения:



Для выбранных  и  определим минимальный и максимальный токи стабилизации:
 
Определяем мощность рассеяния на резисторе RБ:




По справочнику выбираем:

Резистор RБтипа ПЭВ-18-27Ом±10%.

конденсатор С11 типаК50-6-100 мкФ±5%.

конденсатор С12 типа К50-6-1000 мкФ±5%.
3.2 Расчёт однофазного мостового выпрямителя и трансформатора
Найдём величину выпрямленного напряжения:

Определим анодный ток на диодах:



Определим максимальное обратное напряжение на диодах:

Необходимо учесть, что из-за использования фильтра максимальное обратное напряжение на диодах примет удвоенное значение:

По справочнику выбираем диоды VD11-VD14 типа КД226В с параметрами:
 
Определим основные параметры силового трансформатора:

-напряжение на вторичной обмотке:

-ток на вторичной обмотке:

-типовая мощность трансформатора:

-коэффициент трансформации трансформатора:





-ток первичной обмотки трансформатора:




    продолжение
--PAGE_BREAK--


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.