Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники
(ТУСУР)
Кафедра Промышленной электроники (ПрЭ)
Утверждаю:
Зав. кафедрой ПрЭ
_________ Михальченко С.Г.
___.__________ 2015 г.
ЗАДАНИЕ
на курсовое проектирование по дисциплине:
“Энергетической электроники”
студентке
группа факультет ЗиВФ
1 Тема проекта: Преобразователь напряжения на основе полумостового инвертора.
2 Исходные данные к проекту.
2.1 Признаки построения силовой части проектируемого объекта:
1) характер Uвх – от АБ;
2) Тип входного преобразователя – бестрансформаторный;
4)
тип АБ – НКГЦ;
5) характер Uвых – постоянное;
6) характер нагрузки – активная;
7) схема силового инвертора – полумостовая;
8) Примечание: Защита от КЗ нагрузки;
9) Напряжение входа – переменное 220 В+10 -15%;
10)Частота сети –50 Гц;
Технические параметры проектируемого объекта:
1) Напряжение на нагрузке – постоянное 48 В;
2) ∆UAБ- Определяет тип АБ;
3) =UВЫХ= 60В;;
3) Точность стабилизации 2%;
4) Коэффициент пульсаций не более Кп= 2%;
5) Iнmin= 0,1А;
6) Iнmax= 2А;
7) Тип- двухтактная схема;
8) Гальваническая развязка с сетью
9)Тип АБ-НКГЦ
10) Отключить по окончанию заряда АБ
3 Содержание пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов):
1. Разработка силовой части схемы.
2. Разработка схемы управления.
3. Расчет силовой части схемы.
4. Расчет системы управления.
Перечень графического материала:
1. Схема электрическая принципиальная.
5 Дата выдачи задания: 20.10.2015 г.
Руководитель: доцент кафедры ПрЭ, канд. техн. наук
________________________ Коновалов Б.И.
Задание принял к исполнению 20.10.2015 г. _________________ Гиберт А.А.
Содержание
Оглавление
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ 5
(ТУСУР) 5
Кафедра Промышленной электроники (ПрЭ) 5
5
Утверждаю: 5
Зав. кафедрой ПрЭ 5
5
ЗАДАНИЕ 5
ВВЕДЕНИЕ. 8
В конструкции большинства современных мощных инверторов предусмотрена возможность плавного или ступенчатого изменения частоты выходного напряжения, что делает их практически незаменимыми в качестве источников питания различных электроустановок, предусматривающих регулирование режимов работы путем изменения частотных характеристик питания. Сфера применения мощных преобразователей частоты довольно обширна. Их можно повсеместно встретить на электротранспорте, где они применяются для питания асинхронных электродвигателей, в металлургии, станкостроении и многих других отраслях промышленности. 8
2. ОПИСАНИЕ И ПРИНЦИП РАБОТЫ СХЕМЫ. 9
Список используемой литературы 36
Наименование 37
Кол. 37
Примечание 37
Наименование 37
Кол. 37
Примечание 37
Приложение А. Схема электрическая принципиальная
Приложение Б. Перечень элементов
ВВЕДЕНИЕ.
В конструкции большинства современных мощных инверторов предусмотрена возможность плавного или ступенчатого изменения частоты выходного напряжения, что делает их практически незаменимыми в качестве источников питания различных электроустановок, предусматривающих регулирование режимов работы путем изменения частотных характеристик питания. Сфера применения мощных преобразователей частоты довольно обширна. Их можно повсеместно встретить на электротранспорте, где они применяются для питания асинхронных электродвигателей, в металлургии, станкостроении и многих других отраслях промышленности.
В данном курсовом проекте был разработан преобразователь напряжения. Преобразователь имеет гальваническую развязку.
Кроме расчета и выбора элементов силовой части была разработана схема электрическая принципиальная устройства управления преобразователем напряжения на современной элементной базе. Стабилизация выходного напряжения осуществляется широтно-импульсным методом. В курсовой работе даны поясняющие временные диаграммы.
В большинстве случаев питание радиоэлектронной аппаратуры РЭА осуществляется от промышленной сети переменного тока с частотой 50 Гц. Напряжение такой сети регламентируется на уровне380/220Вс допустимыми отклонениями плюс 10% минус 15%. В некоторых странах используют сеть переменного тока с частотой60 Гц. В автономных объектах дизель-генераторы вырабатывают напряжение переменного тока частоты400Гцс отклонениями от номинального напряжения в пределах плюс 13% минус 25%.В реальных сетях случаются провалы напряжения до нуля, т.е. отключения сети как на короткие промежутки времени (сравнимые с периодом переменного напряжения), так и на сравнительно длительные (секунды, минуты).
Большой диапазон изменения входного напряжения при значительном разбросе требуемых установок выходного напряжения может сказаться на выборе структуры проектируемого устройства, а наличие провалов питания требует использования промежуточных накопителей энергии, в связи с чем может встать вопрос о необходимости применения систем гарантированного электропитания (СГЭП).
В некоторых случаях источником питания может служить сеть постоянного тока. [1].
Широкое применение в современной радиоэлектронной аппаратуре получили вторичные источники электропитания с импульсным регулированием. Это объясняется, в первую очередь, их высокими энергетическими и объемно-массовыми показателями. Они строятся в основном на базе однотактных и двухтактных преобразователей напряжения. Транзисторы в преобразователях работают в режиме переключения: это и объясняет высокие энергетические показатели источников с импульсным регулированием.
Применение современной элементной базы позволяет осуществлять преобразование энергии на частотах до нескольких сотен килогерц, а в ряде случаев и выше.
Работа устройств на повышенных частотах позволяет уменьшить объем и массу электромагнитных элементов и емкость конденсаторов, и тем самым повысить удельные объемно-массовые показатели.
В импульсных источниках применяются следующие способы регулирования: широтно-импульсный (ШИМ), при котором период коммутации постоянен, а время нахождения транзистора в области насыщения (отсечки) изменяется; частотно-импульсный (ЧИМ), при котором период коммутации не постоянен, а время нахождения транзистора в области насыщения (отсечки) постоянно. В данном курсовом проекте применен широтно-импульсный способ регулирования.