3. Методические указания и рекомендации по выполнению контрольной работы

Самостоятельная работа студентов по выполнению контрольной работы осуществляется в четыре этапа.

Первый этап - ознакомление с данным учебно-методическим пособием (далее кратко именуемым — “Пособие”).

Второй этап — самостоятельное изучение основ рекомендуемой в Пособии методики расчёта полупроводниковых выпрямителей, на базе которых создаются источники вторичного электропитания АТ постоянными токами.

На данном втором этапе работы над заданием студентам рекомендуется отработать следующие вопросы.

1. Уяснить по подразделу 1.4 Пособия различия в понятиях “Источник вторичного электропитания постоянным током” - “ИВЭ-выпрямитель” и просто “Выпрямитель”. Любой выпрямитель есть лишь основное функциональное звено такого источника. Источник же вторичного электропитания (ИВЭ) - это более сложное многофункциональное устройство.

2. Выбрать из общих таблиц 1.1...1.3 для своего варианта исходные данные и обосновать принимаемую систему первичного электропитания источника согласно рекомендациям подраздела 1.7 (если она не указана в задании).

3. Разработать (выбрать) структурную и функциональную схемы выпрямителя, используя рекомендации подразделов 1.4 и 1.5 данного Пособия.

4. Четко уяснить основные этапы расчёта полупроводникового выпрямителя (подраздел 1.6 Пособия).

5. С учетом рекомендаций подраздела 1.7 и своих исходных данных обосновать выбор схемы выпрямления, а также - подход к выбору типа вентилей.

6. Ознакомиться с порядком расчёта трансформатора и подходом к выбору типа магнитопровода (подраздел 1.8 Пособия). Уяснить физический смысл активного сопротивления трансформатора и индуктивности рассеяния его обмоток.

7. Из рассмотрения подраздела 1.9 уяснить, что, во-первых, сглаживающие фильтры в источниках вторичного электропитания ЭПУ практически всегда обязательны и, во-вторых, включение конденсатора на входе фильтра приводит к активно-емкостному режиму работы выпрямителя. Последнее требует при расчёте выпрямителя учитывать эффект “отсечки тока” в вентилях.

8. Из подраздела 1.10 студенты должны уяснить, что завершающим этапом электромагнитного расчёта выпрямителя является расчёт нагрузочной характеристики выпрямителя и его КПД. Нагрузочная характеристика позво­ляет оценить работоспособность выпрямителя в широком диапазоне нагрузок, а КПД - его энергетические показатели.

Третий этап - электромагнитный расчет выпрямителя. Для общей ориентации студентов в Пособии приведены два примера расчета выпрямителя – при активно-индуктивной и при активно-емкостной нагрузках, а подразделы

1.7... 1.10 и Приложение содержат все необходимые сведения по методике, формулы и справочные данные, требующиеся при расчетах.

Четвертый этап - оформление контрольного отчёта. Отчёт должен быть оформлен в соответствии с требованиями ГОСТ ЕСКД.

3. Выпрямитель в составе источника вторичного

электропитания РЭС постоянным током

Структура источника. Наличие в любом ЭПУ источника вторичного электропитания постоянного тока обусловлено тем, что современные устройства АТ построены в основном на микросхемах и устройствах полупроводниковой и интегральной микроэлектроники, требующих нескольких уровней постоянных напряжений для обеспечения их функционирования.

Госстандартом любой ИВЭ определяется как устройство, преобразующее поступающее на ЭПУ напряжение и ток до оговоренных в технической документации номиналов, показателей стабильности и надежности.

ИВЭ, осуществляющий функцию выпрямления поступающего на ЭПУ переменного напряжения есть электропреобразователь этого напряжения в постоянное напряжение. Такой источник вторичного электропитания будем называть ИВЭ - выпрямителем. Структурная схема стабилизирующего ИВЭ - выпрямителя представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Структурная схема стабилизирующего источника постоянного напряжения (ИВЭ - выпрямителя)

Собственно выпрямитель является основным функциональным узлом ИВЭ (выделено на схеме штрих-пунктиром). Обычно простейший выпрямитель содержит: блок вентилей БВ, собранный по той или иной типовой схеме выпрямления; трансформатор Т, осуществляющий согласование напряжения на входе блока БВ с напряжением питающей сети; сглаживающий электрический фильтр Ф, обеспечивающий уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения до приемлемого для приемника ЭПУ уровня.

Структура источника (ИВЭ - выпрямителя), как правило, существенно сложнее структуры собственно выпрямителя за счёт включения в неё многих элементов и узлов, осуществляющих, например, стабилизацию выходною напряжения (стабилизатор СН), коммутацию цепей ИВЭ (коммутатор К), вспомогательные функции защиты, управления, контроля и т.п. (вспомогательное устройство ВспУ) и др.

В контрольной работе предусмотрено изучение и практическое освоение методики расчёта именно основного функционального узла источника - его полупроводникового выпрямителя. Более полную структуру ИВЭ- выпрямителя студенты могут, по желанию, творчески доработать самостоятельно и кратко описать в пояснительной записке.

Классификация ИВЭ - выпрямителей ЭПУ. К источникам вторичного электропитания ЭПУ, и в том числе к ИВЭ - выпрямителям предъявляются жесткие и многочисленные требования по надежности, малым пульсациям, стабильности выходного напряжения, КПД, минимизации и оптимизации конструкций по массе и габаритам, обеспечению заданного температурного режима, удобствам эксплуатации и безопасности для обслуживающего персонала и т.д.

Из многих существующих классификаций ИВЭ выделим одну из основных, осуществляемую по следующим характеристикам:

1. По выходной мощности: микромощные Вт; малой мощности Вт; средней мощности Вт; повышен­ной мощности ; большой мощности Вт.

2. По номинальному значению выходного напряжения : низкое В; повышенное В; высокое > 1000 В.

3. По допустимому отклонению от номинала выходного напряжения: низкой точности ( ); средней точности ( ); высокой точности ( ); прецизионные ( ).

4. По уровню пульсаций (переменной составляющей выпрямленного напряжения), определяемых коэффициентом пульсации : малый уровень ( ); средний уровень ( большой уровень ( ).

В контрольной работе предлагается рассчитать ИВЭ-выпрямители в основном малой, средней и повышенной мощностей при низком и повышенном напряжениях и пульсациях всех уровней, что объясняется различными требованиями к ним аппаратуры конкретных ЭПУ (см. таблицу 1.5).