Изучение схем источников вторичного электропитания (ИВЭП)
по дисциплине «Основы электромонтажных работ»
выполнил студент Козлов Виталий Михайлович группа ПС-704
(ФИО, подпись, дата)
факультет _____________ _ Транспортные и энергетические системы
отчет принял ________________ Рыжова Е. Л.
(дата, подпись)
к защите ___________________________________________________________________________
(дата, подпись)
защищено __________________________________________________________________________
(дата, подпись)
Великие Луки 2017
Оглавление
1.Цель работы: 3
2.Основные задачи ИВЭП. 3
3.Требования к ИВЭП. 3
4.Классификация ИВЭП. 4
5.Основные параметры. 5
6.Выбор ИВЭП. 5
7.Функциональная схема ИВЭП. 5
Вывод: 7
1.Цель работы:
Изучить стандартные схемы ИВЭП, и их отдельные элементы.
ИВЭП -это преобразователь электроэнергии (постоянного напряжения – от нескольких вт, прямое напряжения до сотен вт),получающие энергию от первичных источников: сеть переменного тока, или аккумулятор.
Основные задачи ИВЭП.
1.Преоброзование напряжения – повышение или понижение напряжения до значения необходимого для питания устройств.
2.Преоброзование напряжения в постоянное для питания низковольтных и слабо точных цепей.
3.Обеспечение передачи мощности с наименьшими потерями, и соблюдением заданных параметров на выходе.
4.Стабилизция напряжения на выходе в допустимых приделах в зависимости от влияния дестабилизирующих факторов.
5.Защита устройств от КАЗ превышения напряжения.
6.Контроль параметров на ходе и выходе.
7.Регулировка параметров.
8.Управления устройствами.
Требования к ИВЭП.
1.Требования к надежности.
2.Эксплупатационные требования
· Надежность при влиянии внешних факторов, низкий уровень помех, малые потери мощьности.
3. Конструктивное – технологические требования.
· Выбор элементарной базы, допустимые массы объем, виброустойчивость и влагозащищенность.
Классификация ИВЭП.
1.По типу использования:
· Бесперебойные (резервированные блоки непрерывного питания) –обеспечивают стабилизированное выходное напряжение, но не имеет встроенного аккумулятора, предназначен для устройств не имеющих своего источника питания
· Резервный блок питания – обеспечивает питание при отсутствии сетевого источника (220 Вт), и имеющий аккумулятор, предназначен для устройств имеющих свой преобразователь.
ИВЭП бесперебойные могут использоваться как резервные, но не наоборот.
2. По схема-техническим решениям:
А) Высокочастотные импульсивные со стабилизатором
Достоинства:
· Высокий КПД
· Малые габариты
· Широкий диапазон напряжения
Недостатки:
· Высокий уровень помех
· Средний уровень надёжности
Б) Трансформаторные с шим-стабилизатором:
Достоинства:
· Высокий КПД
· Невысокая стоимость
Недостатки:
· Высокочастотные помехи
В) Трансформаторные с линейным стабилизатором
Достоинства:
· Высокая надёжность
· Устойчивость к влияющим факторам
· Низкий уровень помех
· Хорошая ремонтно пригодность
Недостатки:
· Большая масса и габариты
· Постоянный рост стоимости
Основные параметры.
1. Напряжение питания сети
2. Величина входного номинального тока
3. Емкость аккумулятора
Выбор ИВЭП.
1. Внимательное изучение паспорта
2. Применение ИВЭП одного производителя
3. Применение ИВЭП к отечественным электросетям
4. Применение ИВЭП к защитной глубокой разрядке
Функциональная схема ИВЭП.
1. По роду тока входного и выходного напряжения
2. По виду регулирующих элементов:
· Ламповые
· Полупроводниковые
· Магнитные
· Магнитно-полупроводниковое
3. По номинальному напряжению:
· Низкого (до 100 Вт)
· Среднего (от 100 – 1000 Вт)
· Высокого (от 1000 Вт)
4. По допустимому отклонению входного напряжения
· Низкой точности (больше 5%)
· Средней точности (от 1% до 5%)
· Высокой точности (от 0,1 % до 1%)
· Наивысшей точности (прецизионной 0,1%)
5. По выходной мощности:
· Микро- мощные (до 1Ват)
· Маломощные (от 1 до 10 Ват)
· Средней мощности (от 10 до 100 Ват)
· Повышенной мощности (от 100 до 1000 Ват)
· Большой мощности (свыше 1000 Ват)
ИВЭП - совокупность устройств с разными функциональными характеристиками и рядом признаков(назначение, входные и выходные параметры, элементарная база) и вспомогающих различных видов преобразования энергии (регулировка, инвентирование, стабилизация, защита, усиление)
Вес и габариты ИВЭП определяют размерами трансформатора и сглаживающего фильтра, уменьшение которых позволяет работать ИВЭП на более высоких частотах.
Функциональная схема ИВЭП состоит из (рис.1):
Рис. 1 Структурная схема ИВЭП, получающего энергию от сети переменного тока
· Трансформатор - преобразует напряжение переменного тока одного значения в одно или несколько других значений, применяется как самостоятельный узел, также является частью другого узла.
· Выпрямитель (В) - преобразует переменное напряжение в пульсирующие с помощью___элементов.
· Сглаживающий фильтр (Сф) – устройство для уменьшения пульсации выпрямленного напряжения на выходы выпрямителя или защита от помех.
· Стабилизатор напряжения (СН) - поддерживает напряжения неизменным в заданном пределе.
· Регулятор напряжения (РН) – изменяет напряжение на нагрузке в задних пределах.
· Инвентор - преобразует постоянное напряжение в переменное.
Трансформатор (рис.2) - состоит из ферромагнитного сердечника, на котором расположены две катушки,(обмотки) с числом витков. Первичная обмотка подключается к сети, а вторичную-к нагрузке. При протекании через обмотки тока, в сердечнике возникает переменный магнитный поток, который индуцирует в обмотках ЭДС, пропорциональный количеству витков в катушках. Таким образом, изменение количества витков в обмотках можно повышать или понижать велечину выхода напряжения.
Рис.2 Простейший пример трансформаторного электромагнитного преобразования энергии
Выпрямитель - состоит из силового трансформатора и выпрямительного элемента (диод (вентель)), обладающий ВАХ, и сглаживающего фильтра. Выпрямители классифицируются по числу фаз напряжения (однофазные, переходные) и способу соединения вентиля и нагрузки (однополупериодичные, двухполупериодичные, мостовые).
Основные характеристики выпрямителей:
· Выпрямленное напряжение (до фильтра)
· После фильтра
· Прямые и обратные токи и напряжение
· Расчетная мощность
· Коэффициент пульсации
Однополупериодные выпрямители в маломощных устройствах, где не требуется высокая степень сглаживания пульсаций, имеют большие коэффициенты пульсации, один вентиль (рис.3)
Рис.3Однополупериодный выпрямитель
+ простота схемы
- низкий КПД
-большое обратное напряжение
Двухполупериодные выпрямители применяются в устройствах средней мощности, имеют 2 вентиля, q нити (0,67%)(рис.4)
Рис. 4 показана схема двухполупериодного выпрямителя с выводом от средней точки вторичной обмотки трансформатора
+большие токи при малых пульсациях
-большое ограниченное напряжение
Мостовой выпрямитель применяется при малых и средних мощностях; вторичная обмотка трансформатора подключается к одной диагонали моста, ко второй-нагрузка (рис.5)
Рис.5 Мостовой выпрямитель
+Большой КПД
-Относительно высокая стоимость
Сглаживающие фильтры для уменьшения пульсации состоят из одного или нескольких Г-образных звеньев, включающих R, С или L, С элементов. Основным параметром является коэффициент сглаживающая пульсация и величина выпрямленного тока.
Стабилизатор напряжения (рис.6) обеспечивает неизменным напряжение на выходе
.
Рис. 6.Схема параметрического стабилизатора напряжения на кремниевом стабилитроне