Задание на курсовую работу 2 3 (стр. 1 из 2)

Реферат.

Курсовая работа содержит 11 листов, 1 рисунок, 1 схему, использовано 3 источника литературы.

Перечень ключевых слов: диод, выпрямленный ток, напряжение, транзистор, конденсатор, резистор.

Цель работы: получение и закрепление материала.

Область применения: учебные цели.

Эффективность: повышения качества знаний.

Содержание.

Стр.

1. Задание на курсовую работу 2

2. Реферат 3

3. Введение 5

4. Расчетная часть 6

5. Заключение 11

6. Список использованной литературы 12

Введение.

Производство и распределение электрической энергии в основном осуществляется на переменном токе. Для преобразования переменного тока в постоянный в настоящее время почти исключительно применяются полупроводниковые преобразователи электрической энергии – выпрямители.

Значительный прогресс в преобразовательной технике связан с созданием силовых полупроводниковых вентилей. Высокие электрические параметры, малые габариты и масса, простота конструкции и обслуживания, высокая эксплуатационная надежностьполупроводниковых вентилей позволяет широко использовать их в схемах преобразования переменного тока в постоянный.

Расчетная часть.

Рассчитаем силовой трансформатор. Силовой трансформатор должен иметь всего две обмотки – сетевую и повышающую.

Найдем мощность, снимаемую с повышенной обмотки. С учетом потерь на вентилях и сглаживающем фильтре напряжение, снимаемое с вторичной обмотки трансформатора, должно примерно на 20% превышать значение выпрямленного напряжения. Поэтому:

P_II = 1,2 U₀ * I₀=1,2 * 700 * 20 = 16,8 кВт.

Принимаем К.П.Д. силового трансформатора η=70%, находим

мощность, потребляемую выпрямителем от сети:

P =

= = 24 Ва.

Определяем площадь сечения сердечника трансформатора:

S = √P = √24 = 4,9 см².

Размеры Ш-образных пластин сердечника:

a = 0,9 √S = 0,9 √4,9 = 2 см.

c = 1,1√S= 1,1√4,9 = 2,4 см.

Предварительно выбираем сердечник типа Ш = 20 × 24.

Для трансформатора SN = 60, откуда

N =

= = 12,2 витка / в.

Находим число витков каждой обмотки трансформатора:

W₁ = 127 * N = 127 * 12,2 = 1613 витков;

W₂ = 93 * N = 93 * 12,2 = 1135 витков.

Напряжение на каждой половине повышающей обмотки трансформатора:

U

= U = 1,2 U₀ = 1,2 * 700 = 840 В,

следовательно,

W

= W = 720 * 12,2 = 3660 витков.

Ток в обмотке W₁ при подключении к сети 220 В

I

= = ≈ 0,11 А.

Диаметр провода обмоток (без изоляции) равен: для сетевой обмотки

W₁ на 220 В:

d₁ = 0,8

= 0,27 мм,

для повышающей обмотки:

d₂ = 0,8

= 0,8 = 0,11 мм.

Выберем тип вентилей. Обратное напряжение на вентиль для однофазной мостовой схемы с нагрузкой емкостного характера составляет:

U_обр = 1,5 * 1,2 U₀ = 1,5 * 1,2 * 700 = 1260 В.

Среднее значение тока вентиля для данной схемы состовляет:

I_ср= 0,5 * I₀ = 0,5 * 0,02 = 0,01 А.

Т.к. нет диодов, допускающих заданое обратное напряжение, то используем последовательное включение диодов, в каждое плечо моста последовательно два диода типа Д217 с параметрами:

U_{обр доп} = 1600 В ≥ 1260 В;

I_{ср доп} = 0,05А > 0,01А.

Расчитаем сглаживающий фильтр. Определяем емкость конденсатора на входе фильтра, обеспечивающего пульсацию выпрямленого тока не более 10 %. Для мостовой схемы:

С_ф1 =

= = 0,7 мкФ.

По каталогу выбираем стандартный электролитический конденсатор типа КЭГ – 2, емкостью 5 мкФ на 1000 В, в количестве 2 штук и ставим их последовательно. Уточняем коэффициент пульсации на входе транзисторного фильтра:

К_{п. вх} =

% = = 1,71%.

Расчитаем элементы схемы транзисторного фильтра. Транзистор, работающий в схеме сглаживающего фильтра, должен иметь максимальный ток коллектора I_{к. макс. доп} ≥ 2 I₀.

Для рассчитываемой схемы можно использовать, например, транзистор типа П4А:

I_{к.макс. доп.}= 5А ≥ 2I₀ = 2 * 0,02А = 0,04А.

Параметры транзистора типа П203:

В=5; α=0,95; U_{к. э. макс. доп.} = 35 В; I_к0 < 0,4 мА.

Величина сопротивления R₁ обычно составляет 80-100 Ом. По таблице выберем резистор с сопротивлением R₁=100 Ом. Мощность, рассеиваемая резистором R₁:

P_R1= I²₀ * R₁= (0,02)² * 100 = 0,04 Вт.

В качестве сопротивления R₁ может быть использован резистор типа МТ-0,125.

Емкость С₂ находим по формуле:

C₂ = 0,5

= 0,5 = 50 мкФ.

Принимаем C₂ = 50 мкф, причем рабочее напряжение конденсатора С₂:

U_раб.= 1,5 * I₀* R₁=1,5 * 0,02 * 100 = 3 В.

Под наши данные подходит малогабаритный электролитический конденсатор типа ЭТО-1, 50 мкФ на 15 В.

Сопротивление нагрузки R_н можно определить:

R_н =

= = 35000 ом.

Сопротивление коллекторного p–n - перехода принимаем равным r ≈ 10⁴ ом.

Напряжение на участке коллектор-эммитер может быть найдено по формуле:

U_{к. э.}=(0,3 - 0,7) U_{к. э. макс. доп.},

но не должно превышать 16-20 В. Для нашего примера можно принять

U_{к. э}=17,5 В.

R₂ ≈

;

R₂ ≈

≈ 522 ком.

Учитывая, что через резистор R₂=100 Ом проходит незначительный ток базы транзистора, мощность, рассеиваемая резистором R₂, может быть минимальной. В качестве сопротивления R₂ выберем резистор типа МЛТ -0,25. По таблице выбираем резистор с сопротивлением R₂ = 560 ком.

Коэффициент сглаживания транзисторного фильтра определим по формуле:

q ≈

.

Конденсатор C_Ф3 на выходе транзисторного фильтра обычно имеет

такие же параметры, что и конденсатор на входе, т.е. C_Ф3=5 мкФ с рабочим напряжением 1000 В.

q ≈

≈ 173.

Коэффициент пульсации на выходе фильтра составит:

К_{п. вых.} =

= = 0,01 %.

Значение коэффициента пульсации на выходе фильтра не превышает заданного (0,01% < 0,1%).

Определим падение напряжения постоянного тока на фильтре:

ΔU_Ф = I₀ * R_Ф.

Где R_ф – сопротивление фильтра постоянному току

R_ф = R₁ +

.

Следовательно,

∆U_ф = 0,02 (100 +

) =20 В.

Составим принципиальную схему рассчитаного выпрямителя с фильтром: