Курсовая_ЭУ_РЭС(Источник вторичного электропитания)

Санкт-Петербургский

государственный университет

«ЛЭТИ»

кафедра РЭС

Курсовой проект

на тему

Расчет источника вторичного электропитания

с двумя выводами

Выполнил:

Группа: 3104

Факультет: РТ

Санкт-Петербург - 2015

Исходные данные
Входное напряжение	Канал 1			Канал 2
	Напря-жение	Ток	Пульсации	Напря-жение	Ток	Пульсации
220 В (±10% ), 50 Гц	10 В	0,8 А	1%	-5 В	0,05 А	1%

Расчет выпрямителя и фильтра.

1. Канал 1

При малых мощностях целесообразно использовать однофазную двухтактную схему выпрямления

В

Рисунок 1

качестве вентилей возьмем полупроводниковые диоды 1N4001, обладающие следующими характеристиками согласно документации:

• Максимальный ток прямого смещения

• Максимальное обратное напряжение

Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения выберем фильтр. Так как номинальный ток небольшой (), можно ограничится простым емкостным фильтром.

Рисунок 2

При этом емкость конденсатора должна удовлетворять условию где m – число фаз, - частота сети, - номинальное сопротивление нагрузки. Тогда

• m=1

• = 50 Гц

• 

Следовательно из стандартного ряда Е6 возьмем конденсатор емкостью 2200 мкФ.

2. Канал 2

В качестве маломощного выпрямителя возьмем так же как и в 1-м канале однофазную двухтактную схему выпрямления (рис. 1)

Вентилями возьмем полупроводниковые диоды 1N4148, обладающие следующими характеристиками согласно документации:

• Максимальный ток прямого смещения

• Максимальное обратное напряжение

Выберем конденсатор для емкостного фильтра (рис. 2)

• 

из стандартного ряда Е6 возьмем конденсатор емкостью 220 мкФ.

Расчет трансформатора

Д

Рисунок 3.Броневой сердечник

ля трансформатора выберем сердечник типа ШЛ (рис. 3), как рекомендованный для работы на частотах до 400 Гц. Магнитопровод изготавливается из ленточной стали марки 3411, толщиной 0,35 мм.

Дальнейший расчет параметров трансформатора произведем в программном пакете TRANSFORM. Сначала вычислим напряжение холостого хода вторичных обмоток трансформатора:

1. Канал 1

• Постоянное напряжение на нагрузке , чему, учитывая характер фильтра, должна быть равна амплитуда выпрямленного напряжения без фильтра.

• К этому значению необходимо прибавить падение напряжения на вентилях, чтобы получить необходимое амплитудное значение напряжения на выходе вторичной обмотки. Падение напряжения равно , тогда амплитуда на обмотке равна

• Значит действующее значение напряжения холостого хода вторичной обмотки 1-го канала равно

2. Канал 2

• Аналогично каналу 1, при постоянном напряжении , и , рассчитаем действующее значение напряжения равное

В программу введем рассчитанные выше значения . При этом мощность трансформатора составляет 7.010 ВА. Вберем ориентировочный КПД=0,65 по графику рис. 4

Рисунок 4

Плотность тока в обмотках возьмем , руководствуясь графиком рис. 5.

К

Рисунок 5

оэффициент заполнения сердечника сталью выберем по графику рис. 6., где 1- броневой магнитопровод.

К

Рисунок 6

Рисунок 7

оэффициент заполнения окна медью выберем по графику рис. 7

По предложенному программой графику (рис. 8) выберем максимальное значение индукции стали

Рисунок 8

По произведению площади окна на сечение стержня равному выберем типоразмер магнитопровода из стандартной номенклатуры 12×16, тогда относительный ток холостого хода равен , что соответствует условию . Диаметры намоточного провода возьмем следующие:

• Первичная обмотка

• Вторичная обмотка, канал 1

• Вторичная обмотка канал 2

Финальные выходные данные программы, описывающие трансформатор приведены далее.

ЛЭТИ им.В.И.Ульянова[Ленина].

Кафедра радиоэлектронных средств (РЭС).

Курсовой расчет по дисц.

"электропреобразующие устройства РЭС ".

Выполнил:

Исходные Данные:

1. Частота сети [гц] 50.000

2. Температура среды [град.c] 25.000

3. Напряжение сети 220.000 [В] 10.000 [%] -10.000 [%]

4. Общее число обмоток 3

5. Параметры обмоток

Обмотка 1

напряж. [В] 220.000 тok [А] 0.054

Обмотка 2

напряж. [В] 8.480 тok [А] 0.800

Обмотка 3

напряж. [В] 4.520 тok [А] 0.050

Параметры Трансформатора

1. Марка стали 3411

2. Типоразмер магнитопровода 1 12.000 x 16.000

3. Выходная мощность [Вт] 7.010

3.1 Потери в меди [Вт] 2.253

3.2 Потери в стали [Вт] 0.274

4. Максимальная индукция в стали [Тл] 1.600

5. Напряженность магнитного поля [А/м] 1000.000

6. Удельные потери в стали [Вт/кг] 2.106

7. Масса трансформатора [кг] 0.130

8. Габариты трансформатора [мм] 36.000 x 34.334 x 42.000

9. Отн. вел-на тока холостого хода 0.358

10.Толщина листа (ленты) [мм] 0.350

11.Толщина каркаса [мм] 1.000

12.Зазор обмотка-магнитопровод [мм] 2.833

13. Параметры обмоток

Обмотка 1

витков-2744.000; слоев-18.000; витк./слой - 162.000

межсл. напряж [В] 25.000 межсл. изоляц [мм] 0.100

межобм. изоляц. [мм] 0.100

активное сопротивление [Ом] 403.691

Обмотка 2

витков-159.000; слоев- 4.000; витк./слой - 49.000

межсл. напряж [В] 4.000 межсл. изоляц [мм] 0.100

межобм. изоляц. [мм] 0.100

активное сопротивление [Ом] 1.602

индуктивность рассеяния, приведенная к первичной обмотке [Гн] 0.05064509

Обмотка 3

витков- 85.000; слоев- 1.000; витк./слой - 180.000

межсл. напряж [В] 6.000 межсл. изоляц [мм] 0.100

межобм. изоляц. [мм] 0.100

активное сопротивление [Ом] 12.128

индуктивность рассеяния, приведенная к первичной обмотке [Гн] 0.01583409

Контрольные параметры

Параметр исходный конечный

1. Коэф. полезного действия 0.650 0.735

2. cos(fi) 0.900 0.633

3. Температура обмоток 70.000 64.977

4. Коэф. заполн. ст. сердечн. 0.950 0.940

5. Коэф. заполн. окна 0.200 0.156

6. Произв.пл.ст * пл.окна 5.629 6.912

Обмотка 1

1.Пл. тока [А/мм**2] 5.000 4.816

2.Диам. провода [мм] 0.118 0.120

3.Отн. падение напряж. 20.000 9.995

Обмотка 2

1.Пл. тока [А/мм**2] 5.000 5.261

2.Диам. провода [мм] 0.452 0.440

3.Отн. падение напряж. 20.000 15.112

Обмотка 3

1.Пл. тока [А/мм**2] 5.000 5.261

2.Диам. провода [мм] 0.113 0.110

3.Отн. падение напряж. 20.000 13.416