1.11 Требования к оформлению графической части проекта

1.11.1 Графический материал может выполняться [19, 27]:

• неавтоматизированным методом — карандашом, пастой, чернилами или тушью;

• автоматизированным методом — с применением графических и печатающих устройств вывода ЭВМ;

• цвет изображений — черный на белом фоне.

1.11.2 Схемы и чертежи следует выполнять на форматах, установленных ГОСТ 2.301.

Оформление электрических схем должно соответствовать требованиям стандартов ЕСКД. Пример выполнения схемы электрической принципиальной и перечня элементов приведены в Приложении.

Обозначение документов на разрабатываемое изделие должно включать в себя в указанной ниже последовательности:

• индекс факультета;

• двухбуквенную аббревиатуру (курсовой проект — КП);

• шестизначную децимальную характеристику разрабатываемого изделия по классификатору;

• порядковый номер (в пределах трех цифр);

• шифр документа по ГОСТ 2.102-68.

2 Основные положения проектирования

Рассмотрим основные положения проектирования на конкретном примере.

Требуется разработать систему гарантированного электропитания (СГЭП) со следующими параметрами:

а) основные:

1) напряжение питающей сети — 220 В (с отклонениями +10 %, –15 %);

2) частота питающей сети — 50 Гц;

3) выходное напряжение — 220 В (с отклонениями 5 %);

4) номинальное значение тока нагрузки — 3 А;

5) частота выходного напряжения — 50 Гц;

6) максимальная длительность аварийных режимов сети — 10 мин;

7) минимальные интервалы между аварийными режимами —5 час;

8) тип используемых аккумуляторов — FG (кислотные);

Б) дополнительные:

1) обеспечить гальваническую развязку нагрузки от сети;

2) нагрузка активно-индуктивная (угол сдвига тока относительно напряжения равен 30°).

Существенные отклонения параметров напряжения питающей сети от допустимых по влиянию на работу потребителей подразделяются на две группы: влекущие потерю информации и приводящие к выходу из строя оборудования.

Основными задачами СГЭП является обеспечение непрерывной подачи электропитания потребителю и защита его от пагубных воздействий, ведущих к потере информации и повреждению аппаратуры.

Различают три основных класса СГЭП [12].

Класс 1. Система с постоянно работающим инвертором в нормальном режиме от выпрямленной сети переменного тока, а в аварийном — от аккумуляторной батареи (АБ). Такие СГЭП называют «on-line». На рис. 2.1 приведен вариант функциональной схемы СГЭП с постоянно работающим инвертором.

Рисунок 2.1 — Функциональная схема силовой части СГЭП (on-line)

Такие системы относятся к устройствам двойного преобразования, в которых с помощью инвертора выпрямленное сетевое напряжение вновь преобразуется в переменное. Преимущество таких систем заключается в постоянстве частоты и величины выходного напряжения, не зависящих от колебаний частоты и напряжения питающей сети. К достоинствам можно отнести и практически нулевое время переключения с основного на резервный источник питания.

Основной ее недостаток — более низкий коэффициент полезного действия по сравнению с «on-line» — системой, что приводит к повышенным расходам при эксплуатации, так как силовой инвертор работает постоянно.

Класс 2. Источники резервированного питания «off-line» рис. 2.2, работающие в нормальном режиме от сети при выключенном инверторе, включающемся в работу при отклонениях напряжения сети за допустимые пределы или полном его отсутствии.

Рисунок 2.2 — Функциональная схема силовой части СГЭП (off-line)

Класс 3. Гибридные схемы, в которых обычные системы «off-line» дополняются устройствами, ограничивающими импульсные перенапряжения и просадку питающей сети переменного тока.

Если основным требованиям технического задания удовлетворяет любая из приведенных выше систем, то при проектировании СГЭП необходимо воспользоваться дополнительными требованиями. К ним могут относиться массогабаритные показатели, время переключения с основного источника на резервный, наличие сервисных устройств — диагностика состояния, световая и звуковая индикация, гальваническая развязка нагрузки от сети, возможность активной коррекции коэффициента мощности, высокая надежность и низкая цена, электробезопасность обслуживающего персонала.

С учетом анализа дополнительных требований (обеспечить гальваническую развязку нагрузки от сети) остановим выбор на системе «on-line», функциональная схема которой приведена на рис. 2.3, так как наличие трансформатора на выходе силового инвертора выполняет заданное условие.

Рисунок 2.3 — Функциональная схема СГЭП (on-line)

Функциональная схема такой системы приведена на рис. 2.3 и содержит следующие блоки:

В — сетевой выпрямитель;

Ф — низкочастотный сглаживающий фильтр;

И — инвертор (регулирующий орган);

Тр — силовой трансформатор;

Н — блок нагрузок;

УКС — устройство контроля питающей сети;

БПСН — блок питания собственных нужд;

ЗУ — зарядное устройство;

АБ — аккумуляторная батарея;

РУ — разрядное устройство;

УМ — усилитель мощности;

СУ — схема управления;

БЗ — блок защиты;

БОС — блок обратной связи.