- •654400 Телекоммуникации по специальностям
- •Содержание
- •Введение
- •Проект 2
- •1.Содержание и порядок выполнения
- •Часть 1. Особенности организации эпу электронной атс
- •Часть 2. Расчет параметров эпу и выбор оборудования
- •Часть 3. Расчет источника вторичного электропитания
- •Материалы, предъявляемые преподавателю к контрольным срокам
Введение
Настоящее учебное пособие предлагается в помощь студентам специальности "Сети связи и системы коммутации", выполняющим курсовую работу по электропитанию устройств связи, а также студентам других специальностей, обучающихся по направлению "Телекоммуникации".
В процессе курсового проектирования каждый студент должен выполнить следующую работу:
Изучить принципы построения ЭПУ АТС [1,3,4,6], выбрать схему ЭПУ.
Изучить принципы действия и назначение основного оборудования: выпрямительного устройства [3,6], аккумуляторов [1,3,6], вольтодобавочного конвертора [4], полупроводниковых импульсных преобразователей постоянного напряжения (ППН) [2,3,5,7,8] и др.
Рассчитать необходимые параметры и выбрать типовое оборудование ЭПУ.
Оценить мощности, потребляемые оборудованием ЭПУ.
Выбрать шинную проводку для аккумуляторной.
Рассчитать нестандартное оборудование (например, импульсный ППН для питания аппаратуры АТС).
Сделать заключение о результатах работы, привести список используемой литературы.
Методическое пособие содержит варианты заданий на курсовое проектирование, которые могут быть изменены по указанию преподавателя. Пособие имеет основную часть, где содержатся указания к выполнению курсовой работы и методика расчета основных параметров ЭПУ, расчета силового канала преобразователя постоянного напряжения (ППН), а также приводится информация об интегральных микросхемах управления, применяемых в современных импульсных преобразователях. В Приложении приводятся справочные данные, необходимые при выборе оборудования ЭПУ. В конце пособия представлен список сокращений и обозначений, встречающихся в тексте, а также список литературы, с которой следует ознакомиться в процессе выполнения курсовой работы.
Список обозначений
Iчнн |
Ток часа наибольшей нагрузки |
Iа.з |
Ток автозала |
Iкиа |
Ток контрольно-измерительной аппаратуры |
Iкросса |
Ток кросса |
Iсву |
Ток сигнально-вызывных устройств |
Iлац |
Ток линейного автоцеха (ЛАЦ) |
Nкв |
Количество рабочих вольтодобавочных конверторов |
N'кв |
Общее количество КВ |
Iхх кв |
Ток потребления конверторов в режиме холостого хода конвертора (буферный режим ЭПУ) |
Iкв |
Ток потребления конверторов в режиме аварийного разряда батареи |
Iвх max |
Максимальный входной ток КВ |
Iву |
Ток нагрузки выпрямительных устройств |
N'ву |
Общее количество ВУ с учетом резервных |
Nву |
Количество выпрямительных устройств |
Iвут |
Номинальный ток ВУТ |
tраз |
Время разряда аккумуляторной батареи |
Iраз |
ток разряда аккумуляторной батареи |
Iап |
суммарный ток аварийных потребителей, питаемых непосредственно от аккумуляторной батареи |
Iао |
ток аварийного освещения |
Qр |
расчетная емкость аккумуляторной батареи |
Qном |
номинальная емкость аккумуляторной батареи |
Nак |
число аккумуляторов в батарее |
Nак доп |
допустимое число аккумуляторов в батарее |
nак |
индексовый номер аккумулятора |
Uпmin |
минимально допустимое напряжение питания аппаратуры АТС |
U |
падение напряжения в ТРС (токораспределительной сети) |
Uкр |
конечное напряжение разряда одного аккумулятора (напряжение конца разряда) |
Umпул |
действующее значение напряжения пульсаций |
Uпmax |
максимально допустимое напряжение питания аппаратуры |
Uкз |
напряжением конца заряда одного аккумулятора |
Uн ак |
номинального напряжения одного аккумулятора |
Uвых АБ |
напряжение на выходе аккумуляторной батареи |
Iз |
ток послеаварийного заряда |
Iк.з. |
ток контрольного заряда |
Pбуф |
активная мощность, потребляемая выпрямителями с шин щита переменного тока в буферном режиме от электрической сети или АДЭС |
ву |
КПД выпрямительного устройства |
Iву |
расчетный ток нагрузки выпрямительного устройства |
Pз |
активная мощность от электрической сети или АДЭС на послеаварийный заряд (для резервного ВУТ) |
nгр |
число групп в батарее |
Pк.з. |
активная мощность, потребляемая на контрольный заряд аккумуляторных батарей |
Pосв |
мощность, потребляемая светильниками рабочего освещения |
Sст |
площадь, занимаемая станцией |
Sэпу |
площадь, занимаемая ЭПУ |
Pтех |
суммарная активная расчётная мощность от электросети на технологию |
Pдэс |
суммарная расчётная мощность, потребляемая от АДЭС |
Qбуф |
реактивная мощность, потребляемая ЭПУ в буферном режиме |
Sтр |
полная мощность, потребляемая ЭПУ в буферном режиме, равная мощности силовой трансформаторной подстанции |
Qк |
реактивная мощность компенсирующих конденсаторов |
Ск |
емкость компенсирующих конденсаторов |
Uс |
линейное напряжение сети |
fс |
частота напряжения сети |
Wпотр |
потребляемая электрическая энергия за год |
l1 |
cуммарная длина проводки в аккумуляторной |
l2 |
длина плюсовой шины ВУ |
l3 |
длина шины над ВУ |
Hвут |
ширина одного выпрямителя |
Hкв |
ширина одного конвертора |
lпер1 |
длина перемычки |
lпер2 |
длина перемычки |
Uбат доп |
допустимое падение напряжения на батарейной проводке |
Uб.к.р |
напряжение на батарее в конце разряда |
Uкв.мин |
минимально допустимое напряжение на входе КВ |
U0 |
падение напряжения на всех аппаратах, включенных в батарейную проводку |
Sб.п.доп |
допустимая площадь сечения батарейной проводки |
|
коэффициент сопротивления материала проводки |
Sфак |
фактическое сечение батарейной проводки |
Uфак |
фактическое падение напряжения в проводке |
l |
суммарная длина батарейной проводки |
Umin фак |
минимальное фактическое напряжение на шинах нагрузки |
Uкв max |
максимальное напряжение на выходе конвертора в конце разряда батареи |
Umin |
минимально допустимое напряжение на шинах нагрузки |
Pн |
мощность нагрузки преобразователя |
U1м min |
минимальное амплитудное значение напряжения на первичной обмотке трансформатора (или полуообмотке - для ДСПН) |
Uк-э н |
напряжение коллектор-эмиттер силового транзистора в режиме насыщения |
Uвх мин, Uвхном Uвхмак |
минимальное, номинальное, максимальное входное напряжение ППН |
U2м min |
минимальное амплитудное значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора |
Uдр |
падение напряжения на дросселе |
Rдр |
сопротивление обмотки дросселя |
Uд |
падение напряжения на выпрямительных диодах |
Kтр |
коэффициент трансформации |
U2м max |
максимальное амплитудное напряжение на вторичной обмотке трансформатора |
U1м max |
максимальное амплитудное напряжение на первичной обмотке трансформатора |
U1эф |
эффективное значение напряжения на первичной обмотке трансформатора |
U2эф |
эффективное значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора |
I2эф |
эффективное значение тока во вторичной обмотке трансформатора |
I1эф |
эффективное значение тока в первичной обмотке трансформатора |
I2 |
амплитудное значение тока вторичной обмотки трансформатора |
Pгаб |
габаритная мощность трансформатора |
ΔВ |
диапазон изменения магнитной индукции в сердечнике трансформатора за время рабочего импульса |
f |
частота работы преобразователя |
тр |
КПД трансформатора |
j |
плотность тока в обмотках трансформатора |
kс |
коэфф-т, учитывающий эффективное заполнение площади поперечного сечения сердечника магнитопровода ферромагнетиком |
kм |
коэффициент, учитывающего степень заполнения окна сердечника медью обмоток |
D |
внешний диаметр сердечника трансформатора |
d |
внутренний диаметр сердечника трансформатора |
b |
высота сердечника трансформатора |
Sст |
площадь поперечного сечения магнитопровода |
Sо |
площадь окна магнитопровода |
tu max |
максимальная длительность импульса напряжения на обмотках трансформатора |
W1 |
число витков первичной обмотки силового трансформатора |
W2 |
число витков вторичной обмотки силового трансформатора |
D1м |
диаметр медных проводников для первичной обмотки |
D2м |
диаметр медных проводников для вторичной обмотки |
NN1 |
число параллельных проводов в первичной обмотке трансформатора |
NN2 |
число параллельных проводов во вторичной обмотке трансформатора |
SΣ |
суммарная площадь поперечного сечения , занимаемая в окне сердечника первичной и вторичной обмотками |
S1Σ |
площадь поперечного сечения, занимаемая первичной обмоткой |
S2Σ |
площадь поперечного сечения, занимаемая вторичной обмоткой |
S1из |
площадь поперечного сечения провода первичной обмотки с учётом изоляции |
S1из |
площадь поперечного сечения провода вторичной обмотки с учётом изоляции |
ко |
коэффициент заполнения окна сердечника обмотками |
l1н |
длина провода, необходимая для намотки первичной обмотки |
l2н |
длина провода, необходимая для намотки вторичной обмотки |
lср в |
средняя длина витка при намотке |
R1 |
aктивное сопротивление постоянному току первичной обмотоки |
R2 |
активное сопротивление постоянному току вторичной обмотоки |
lср н |
средняя длина намоточного слоя |
|
толщина изоляционного каркаса сердечника |
Dвн |
допустимый (остаточный) диаметр внутреннего отверстия катушки (трансформатора) |
ω1сл |
число витков в одном слое первичной обмотки трансформатора |
|
коэффициент укладки обмотки трансформатора |
ω2сл |
число витков в одном слое вторичной обмотки трансформатора |
D1из |
диаметр провода с изоляцией первичной обмотки |
D2из |
диаметр провода с изоляцией вторичной обмотки |
N1 |
число слоёв первичной обмотки трансформатора |
H1 |
толщина первичной обмотки трансформатора |
H2 |
толщина вторичной обмотки трансформатора |
1 |
толщина межслойной изоляции при намотке первичной обмотки трансформатора |
2 |
толщина межслойной изоляции при намотке вторичной обмотки трансформатора |
Hобм |
внутренняя толщина всех обмоток трансформатора |
св |
толщина изоляции сердечника по внутренней стороне трансформатора |
из |
толщина наружной изоляции трансформатора |
Dо |
действительный диаметр окна катушки трансформ. |
P1м |
потери мощности в меди первичной обмотке трансформатора |
P2м |
потери мощности в меди вторичной обмотке трансформатора |
Pм |
суммарные потери в меди в обеих обмотках трансформатора с учетом изменения сопротивления при увеличении температуры |
Тдоп |
максим. допуст. температура материала сердечника |
Pуд |
удельные потери в магнитопроводе трансформатора |
Т |
температура сердечника трансформатора |
Pст |
потери в сердечнике трансформатора на его перемагничивание |
|
масса сердечника трансформатора |
PΣ |
суммарные потери мощности в трансформаторе |
Sохл |
площадь поверхности охлаждения трансформатора |
τ |
температура перегрева трансформатора |
αм |
коэффициент теплоотдачи трансформатора |
ω |
круговая частота пульсаций тока (напряжения) |
Сн |
емкость выходного конденсатора |
Проект 1
№ вар |
Параметры ЭПУ |
Параметры ППН |
||||||
Iчнн А |
L1 м |
L2 м |
Тип схемы |
Uн В |
Iн А |
fк кГц |
Кпул % |
|
1 |
300 |
3 |
5 |
ОПНП |
5 |
2 |
20 |
2 |
2 |
300 |
3 |
5 |
ОПНО |
5 |
2 |
50 |
2 |
3 |
350 |
3,5 |
6 |
ОПНП |
9 |
3 |
20 |
2 |
4 |
350 |
3,5 |
6 |
ОПНО |
12 |
3 |
20 |
2 |
5 |
350 |
4 |
7 |
ОПНП |
9 |
3 |
100 |
2 |
6 |
350 |
4 |
7 |
ОПНО |
9 |
3 |
100 |
2 |
7 |
400 |
5 |
7 |
ОПНП |
5 |
3 |
30 |
2 |
8 |
400 |
5 |
8 |
ОПНО |
24 |
3 |
30 |
2 |
9 |
450 |
5 |
8 |
ОПНП |
9 |
0.5 |
200 |
2 |
10 |
450 |
6 |
9 |
ОПНО |
9 |
5 |
50 |
2 |
11 |
450 |
6 |
9 |
ОПНП |
12 |
1 |
50 |
2 |
12 |
450 |
6 |
9 |
ОПНО |
12 |
5 |
50 |
2 |
13 |
500 |
7 |
10 |
ОПНП |
12 |
5 |
20 |
2 |
14 |
500 |
7 |
10 |
ОПНО |
12 |
5 |
100 |
2 |
15 |
500 |
7 |
10 |
ДПН |
24 |
2 |
30 |
2 |
16 |
520 |
8 |
10 |
ДПН |
24 |
1 |
25 |
0.2 |
17 |
520 |
8 |
10 |
ДПН |
24 |
1 |
25 |
2 |
18 |
550 |
8 |
10 |
ДПН |
5 |
1 |
35 |
2 |
19 |
550 |
8 |
10 |
ДПН |
9 |
1 |
35 |
2 |
20 |
550 |
8,5 |
12 |
ДПН |
12 |
0.5 |
50 |
2 |
21 |
550 |
8,5 |
12 |
ДПН |
12 |
5 |
50 |
2 |
22 |
600 |
10 |
15 |
ДПН |
12 |
10 |
20 |
2 |
23 |
630 |
10 |
15 |
ДПН |
24 |
5 |
25 |
0.1 |
24 |
630 |
10 |
17 |
ДПН |
24 |
5 |
25 |
2 |
25 |
650 |
12 |
17 |
ДПН |
24 |
15 |
50 |
2 |
26 |
650 |
12 |
18 |
ДПН |
24 |
15 |
20 |
2 |
Примечание
1.Во всех вариантах: тип АТС - электронная, номинальное напряжение на шинах постоянного тока - (600,5)В.
2. При проектировании предусмотреть наличие помещения аккумуляторной и выбирать аккумуляторы с жидким электролитом.
3.Конструктивный расчет трансформатора ППН (преобразователя постоянного напряжения) производится на ЭВМ.
4.Типы схем импульсных преобразователей напряжения с широтно-импульсной модуляцией следующие: ОПНП, ОПНО - однотактный преобразователь напряжения с прямым и обратным включением диода, ДПН - двухтактный преобразователь напряжения со средней точкой трансформатора.