3.Характеристика источника питания.

Основной характеристикой любого источника питания, как и каждого его каскада, является внешняя характеристика представляющая собой зависимость выходного напряжения от выходного тока.

1 – нормальные условия освещения и температура

2 – нормальная температура, но повышенная освещенность

3 – нормальная освещенность, но ниже температура

Для стабилизатора напряжения внешняя характеристика сливается на рабочем участке в одну линию. Для оценки стабильности выходного напряжения или тока используют коэффициенты нестабильности, причем их определяют для каждого из параметров, вызывающих изменение выходных величин.

Температурный коэффициент .

Иногда используется относительный коэффициент нестабильности по выходному напряжению:

, не путать с коэффициентом стабилизации .

Изменение выходного напряжения вызывается колебаниями тока нагрузки и определяется выходным или внутренним сопротивлением . Если источник обладает линейной внешней характеристикой, то его эквивалентная схема имеет вид:

Рис.11 Эквивалентная схема ИП.

Если внешние характеристика источника нелинейная, то выходное сопротивление в каждой точке имеет различные значения. В этом случае отдаваемая источником мощность находится графически. Находится точка пересечения графических зависимостей и .

Произведя несколько последовательных построений для разных , находим максимальную мощность и соответствующую ей оптимальное сопротивление.

Зависимость выходного напряжения от тока источника приводит также к связи между несколькими потребителями подключенными к одному источнику. Для борьбы с этим явлением применяют стабилизаторы напряжения с очень малым выходным сопротивлением или предусматривают фильтры-развязки.

Простейший фильтр – это конденсатор, подключенный к выходным клеммам.

Для переменных составляющих тока нагрузки сопротивление источника определяется сопротивлением конденсатора и следовательно может иметь малые значение при любой . В отличие от стабилизатора напряжения у которого очень мало, стабилизатор тока должен поддерживать ненулевой ток и поэтому его выходное сопротивление должно быть очень большим, а внешняя характеристика на рабочем участке получается почти вертикальной. Стабилизаторы тока однако встречаются гораздо реже. Самым общими и наиболее часто встречающимися показателями качества источника питания являются его удельные массовые и объемные характеристики.

При питании устройств, создающих пиковую нагрузку более важны удельные мощностные характеристики: ; – Вт; G – масса в кг; V – обьём дм³ .

При работе на постоянную нагрузку в течении данного времени важнее хорошие удельные энергетические характеристики:

; ; - Вт∙ч;

Влияние нагрузки источника питания на его удельные характеристики хорошо видно из зависимости энергетических показателей от мощностных.

Для HK-10 (никель-кадмиевые)

Дроссели и трансформаторы

1. Назначение, классификация дросселей и трансформаторов.

Дросселем называется статический электромагнитный аппарат, используемый в электрических цепях в качестве индуктивного сопротивления.В зависимости от назначения дроссели можно подразделять на:

• дроссели переменного тока – катушка индуктивности;

• регулирующие дроссели – МУ;

• сглаживающие дроссели – фильтры;

Дроссели переменного тока находят применение в цепях переменного тока в качестве балластных и токоограничивающих сопротивлений.(например при включении двигателя, а также при получении различных ВАХ электрических цепей.

Регулируемый дроссель представляет собой регулируемое индуктивное сопротивление, изменяющееся за счет изменения постоянного тока намагничивания магнитопроводящей сети включенной в сеть переменного тока, а также в качестве усилителя и модулятора.

Статический дроссель применяют для уменьшения пульсации выпрямленного напряжения.

Статический электромагнитный аппарат преобразующий переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения называется трансформатором. Работа трансформатора основана на электромагнитном взаимодействии двух или нескольких контуров на обмотках. При подаче напряжения на первичной обмотке и подключая к зажимам вторичной обмотки нагрузки из одной цепи в другую будет передаваться электрическая энергия без наличия электрической связи между ними.

Для улучшения магнитной связи между обмотками помещают магнитный сердечник.

Силовые трансформаторы ЭПУ условно классифицируют по следующим признакам:

• по мощности:

  1. малой мощности P<100 Вт

  2. средней мощности P=100 – 1000 Вт

  3. большой мощности P>1000 Вт

• по числу фаз рабочего тока:

  1. однофазные

  2. трехфазные

• по частоте тока:

  1. промышленные (50Гц)

  2. повышенной частоты (100 – 2000Гц)

     • По режиму работы:

1. согласующие (широкополосные)

2. импульсные (пропускают импульсы одной полярности)

3. сверхширокополосные (ТДЛ)

   • По напряжению:

     1. низкого напряжения (до 500 В.)

     2. высокого напряжения (свыше 500 В.)

        • По конструкции магнитопроводов:

          1. броневые

          2. стержневые

          3. тороидальные

             • По специфическим свойствам:

               1. влагоустойчивые

               2. виброустойчивые

               3. и др.

РИСУНОК

У броневых трансформаторов обмотка выполняется на одной катушке. Отличаются эти конструкции в основном углом сердечника и катушки. Сердечник лучше охлаждается у броневых, но важнее охлаждение обмоток, так как много изолированный материал. Охлаждение обмотки лучше у стержневых, но броневые несколько проще в изготовлении.

Достоинство тороидальных:

• низкое магнитное сопротивление

• почти полное отсутствие потока рассеивания

• нечувствительны к внешним магнитным полям

Для уменьшения потерь на вихревые токи, сердечники выполняются из отдельных пластин, изолированные слоем лака или слоем окалины.

Применяют следующие марки электротехнических сталей, отличающихся степенью легированности и способом прокатки. Э41, Э42, Э43, Э310, Э320, Э330 при толщине стальных листов или ленты 0,5 и 0,35мм. При повышении частоты (400Гц. и выше) – Э44, Э45, … Э340-Э360 с толщиной пластин или ленты 0,2;0,15;0,1;0,08;0,02 мм.

Обозначение марок сталей читается следующим образом:

Э – электротехническая сталь; первая цифра обозначает степень легирования (3 – повышеннолегированная, 4 – высоколегированная); вторые цифры указывают электромагнитные свойства стали; Например 1,2,3 удельные потери стали при частоте 50Гц соответственно нормальные, низкие, пониженные, 4 – нормальные при Гц; 5 и 6 - нормальная и повышенная магнитная проницаемость в слабом поле (до 0,1А/см), 7 и 8 – соответственно в полях от 0,1А/см до 1А/см, 0 – указывает на то, что сталь холоднопитанная; буква А, стоящая после цифр показывает, что удельные потери особенно низкие.

Потери в стали , где p – удельные потери [Вт/кг]; G – масса стали [кг].

Сердечник трансформатора изготовлен из высоколегированных горячекатаных и повышеннолегированных холоднокатаных сталей. Холоднокатаная сталь отличается от горячекатаной

меньшими удельными потерями, а также большой магнитной проницаемостью в случае намагничивания по направлению проката. Поэтому можно повышать значение магнитной индукции, что уменьшит поперечное сечение магнитопровода и размеры трансформатора.

Обмотки трансформатора обычно имеют цилиндрическую форму и выполняются из провода кругового сечения при малых токах и прямоугольного сечения при высоких значениях тока. Ближе к сердечнику расположена обмотка низких напряжений, т.к. её легче изолировать от него. После сборки магнитопровода, его стягивают. Стяжные планки, болты, шпильки и т.д. изолированы от тела магнитопровода электрическим картоном или бумагой для того, чтобы предотвратить возможные появления короткого замыкания витков вокруг сердечника и его частей.

Образование короткого замыкания витков приводит к значительным потерям.