Гаситель комутаційних завад - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника дипломная работа

Технічна характеристика гасителя комутаційних завад. Розробка принципової схеми виробу. Обґрунтування вибору елементної бази та матеріалів, а також розрахунок надійності виробу. Комутаційний симістор як основний елемент, яким керує вся вищеописана схема.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Міністерство освіти і науки України
Черкаського державного технологічного університету
Размещено на http://www.allbest.ru/
Гаситель спотворень при комутації працює по принципу регулятора напруги, в якому ключовий елемент (симістор) стає провідним «за вказівкою» схеми керування, яка забезпечує режим роботи симистора. Структурна схема пристрою зображена на рисунку 3.1. Приведемо детальний опис для окремих вузлів схеми згідно ілюстрованої схеми.
Мережа. до якої підключається гаситель, являється промисловою, зі стандартною змінною напругою 220 В та частотою 50-60 Гц. Від мережі пристрій заживлюється за допомогою стандартного штепселя. Допустимі відхилення в напрузі складають 40 В в сторону зниження напруги і 30 В в сторону підвищення її. Потужність, споживана схемою, визначається потужністю навантаження, що підключається. Виняток становить схема керування, яка споживає не більше 120 мВт. Як видно зі схеми, окрім схеми керування, від мережі заживлений один із електродів симістора. В послідовному з навантаженням підключенні полягає вся комутаційна функція симістора.
Баласт гасить струм із мережі для живлення всієї схеми керування. На виході баластного вузла напруга складає 220-240 В змінної напруги. Але напруга падає до 3-4 В, тому що споживана потужність лише трохи менша, ніж потужність, що видається баластом. Відповідно, падіння напруги на вузлі споживання буде значним. Звичайно, можна було б підключити трансформатор, але оскільки схема керування споживає малу потужність, то заради цього вистачить і силових резисторів. Також застосування трансформатора в даному випадку недоцільне в плані масо-габаритних показників та у фінансово-економічному плані (вартість силового резистора складає приблизно 10% від вартості трансформатора з мінімально допустимими параметрами для схеми.
Мостовий двонапівперіодний випрямляч призначений для випрямлення змінного струму, що надходить із баласту, так як вся схема керування призначена для роботи в постійній напрузі. В даній схемі вибрано мостовий двонапівперіодни й випрямляч саме тому, що він характеризується меншими пульсаціями, ніж однонапівперіодні та двонапівперіодні, має більший коефіцієнт перетворення потужності та стійкіший до короткочасної перенапруги.
Компенсаційний стабілізатор утримує на одному рівні напругу, що надходить на його вхід. На виході отримуємо напругу без істотних спотворень, що необхідно для нормальної роботи тригерів. Спочатку було запропоновано використати параметричний стабілізатор для менших габаритних показників, але потім було виявлено, що від якості стабілізованої напруги залежить чи не вся доцільність застосування гасителя комутаційних завад. Тому для поліпшення параметрів було обрано компенсаційний стабілізатор, щоб досягти максимального ефекту гасіння завад при комутації. Даний вузол стабілізує напругу, що надходить на ключовий вузол.
Ключовий елемент, виконаний на кремнієвому транзисторі, служить для формування імпульсів, які будуть синхронізувати роботу затримки вімкнення транзистора VT2. Він живиться від стабілізованої напруги, що поступає із компенсаційного стабілізатора.
Слідуючим компонентом схеми керування являєтьтся ємнісний фільтр. Помимо виконання своєї основної функції - згладження пульсацій на виході формувача синхроімпульсів, він є накоплювачем заряду для підвищення напруги живлення тригерів та транзисторів. Так як струм, що надходить із баласту, мінімально допустимий для роботи та живлення тригерів, а також наближений до струму утримання у відкритому стані симістора, використано фільтр, що підвищує мале значення струму у схемі.
Тригери затримки призначені для утворення із напівперіодів імпульсної напруги в змінну напругу для відкривання симістора в такт із частотою зміни напрямку струму в мережі. Також даний компонент виконує затримку включення навантаження, внаслідок цього Навантаженя вмикається плавно, без різких стрибків та провалин у значеннях мережевої напруги.
Основним елементом, яким керує вся вищеописана схема керування, є комутаційний симістор. Саме в ньому нарощується потужність впритул до потрібної для нормальної роботи навантаження; саме симістор замикає коло при ввімкненні тумблера.
Тепер можна узагальнити опис роботи всього пристрою за допомогою структурної схеми. Початковим моментом роботи являється переключення тумблера в положення «Включено». Подана напруга розділяється на два потоки - один потік іде на анод симістора, інший - на схему керування. Один вивід від мережі заживлюється безпосередньо на один із контактів навантаження. Інший вивід мережі підключається послідовно через симістор на другий контакт навантаження. Оскільки симістор не проводить струм через свою структуру при відсутності напруги на керуючому електроді, відкриваючий сигнал на даний електрод виробляє схема керування. В залежності від типу керуючого сигнале працює симістор.
Отже, струм, який надійшов на схему керування, занадто великий для керуючого електрода. В такому випадку для зниження струму керування вбудовано баластний вузол, який потрібен для захисту напівпровідникових компонентів у схемі керування (тригери затримки, ключ) від перевантаження. Оскільки тригери працюють із імпульсним струмом, у схему монтується мостовий випрямляч, що випрямляє напругу. Випрямлення є першою фазою перетворення постійної напруги в імпульсну. Далі випрямлена напруга урівновноважується у своєму значенні за допомогою компенсаційного стабілізатора (стабілізується). Стабілізація потрібна для формування рівномірних імпульсів, які далі керуватимуть симістором.
Стабілізована постійна напруга надходить на ключовий вузол, що являється формувачем імпульсів. Ключовий вузол формує сигнали, які набирають потрібну форму, проходячи через фільтр. Тригери затримки блокують вихідний сигнал, що подається на керуючий електрод симістора в початковий момент ввімкнення навантаження. Навантаження вмикається через 1 секунду після ввімкнення споживача. В наступні моменти потужність куруючих імпульсів наростає до того максимального значення, яке може видаватися баластом.
В даному розділі будемо описувати схему електричну принципову, опираючись на структурну схему виробу. Дана схема зображена на рисунку 4.
Сам пристрій має структурну схему симісторного регулятора. Основою його є силовий симістор, який пропускає струм чи не пропускає, в залежності від форми, частоти та амплітуди керуючих сигналів.
Отже, при ввімкненні пристрою з навантаженням в мережу струм починає протікати по основному колі - протікає впритул до одного з електродів симістора, після чого далі не може протікати - поки на керуючий електрод не буде подано керуючий сигнал із амплітудою, здатною утримувати силовий елемент у відкритому стані. В той же час інший потік струму проходить через схему керування, перетворюючись, подається на електрод керування, після чого симістор відкривається, вмикаючи навантаження.
Схема керування являє собою з'єднання необхідних для перетворення сигналу вузлів.
Першим і одним із основних вузлів є баласт, який знижує струм мережі до потрібних значень (Рис. 4.1). Баласт побудований на конденсаторі C1; резистор R1 призначений для гашення стрибка струму при зарядці конденсатора та для розрядки після вимкнення пристрою.; оскільки під час включення в колі конденсатора спостерігається значний стрибок струму, послідовно йому підключено струмообмежуючий конденсаторR2.
Випрямляч мостовий двонапівперіодний (Рис. 4.2) складається з чотирьох напівпровідникових випрямляючих діодів, призначений для випрямлення напруги. Постійний струм потрібен для формування синхроімпульсів і для нормальної роботи мікросхеми. Вузол працює звичайно - після надходження на катод VD1 напруга не проходить до анода і тому буде зворотньою і набуває знаку «-»; пройшовши через VD3, напруга набуває знаку «+», оскільки діод знаходиться у прямому включенні; у такому випадку напруга не буде протікати через VD2 iVD4, набуде негативного знаку і тоді випрямлена напруга протікатиме через навантаження до цих діодів; напруга буде прямою відносно них.
Для отримання рівномірних імпульсів із однаковою амплітудою струм, що надходить на формувач, повинен бути урівноважений, тобто стабілізований. Саме для цього призначений компенсаційний стабілізатор. У даній схемі використаний компенсаційний стабілізатор послідовного типу (послідовний, тому що регулюючий елемент підключено послідовно з опором навантаження), оскільки даний тип має більший коефіцієнт корисної дії у порівнянні з стабілізатором паралельного типу. Стабілізаційний вузол зображений на рис. 4.3. У даній схемі транзистор VT1 виконує роль регулюючого елемента. Транзистор VT2 являється одночасно підсилюючим та порівнюючим елементом. Джерелом опорної напруги, з якою порівнюється вхідна напруга, являється параметричний стабілізатор VD5. Якщо через нестабільність вхідної напруги значення вихідної відхилилося від свого номінального значення, то різність опорної та вихідної напруг змінюється. Ця напруга підсилюється транзистором VT2 і діє на регулюючий транзистор, змінюючи його провідність. Тоді вхідна напруга розподілиться між регулюючим транзистором та опором навантаження таким чином, щоб скомпенсувати втрати на навантаженні.
На транзисторі VT3 (рисунок 4.4) виконанний синхронізатор роботи вузла затримки ввімкнення транзистора VT4, або формувач синхроімпульсів. Конденсатор С2 є розділовим елементом. Він захищає формувач синхроімпульсів від короткого замикання на виході Напруга на виході компенсаційного стабілізатора представляє собоюасимптотально подібну напругу.. Ця напруга призводить до насичення транзистора VT3; при цьому конденсатор С2 заряджається через ключовий транзистор VT3 і резистор R10. На резисторах R6 - R7 виконаний подільник напруги зміщення. При цьому R6 має менший опір для подання на базу ключового транзистора позитивної напруги. Це призведе до відкриття елемента. На вільному виводі розділового конденсатора отримуємо імпульси, наближені за формою до прямокутних, утворені даним формувачем.Керуючий сигнал знімається з колектора транзистора через послідовий струмообмежуючий резистор R12. Поки з вихода тригера DD1.2 не буде подано сигнал, транзистор буде знаходитись у закритому стані.
Вузол затримки сигналу виконаний на двох D-тригерах, послідовно ввімкнених між собою. Імпульсами напруги на резисторі R10 синхронізується робота D-тригерів мікросхеми DD1, але це стає можливим приблизно через 1 секунду після переключення тумблера S1 у положення «ВКЛ». До того часу заряджається конденсатор C3і на вході S (вивід 6) тригера DD1.1 присутня напруга установки тригера у стан логічної «1». Це призведе до блокування не лише тригера DD1.1, але й тригера DD1.2 по входу R (вивід 10).На прямому виході тригера DD1.2 на протязі, як мінімум, заряду конденсатора С3 присутній нульовий потенціал, і транзистор VT4 буде знаходитись в закритому стані.
Як тільки конденсатор С3 зарядиться, потенціал входу SDD1.2 стане близьким до нуля і DD1.2 стане керуватися імпульсами зі входу С (синхронізаційного).Черговим імпульсом на вході С тригер DD1.1 змінить свій
стан на логічний «0» по виходу 1, і в подальшому буде його зберігати. Відповідно, буде розблокований і тригер DD1.2 по входу R. Наступний імпульс з колектора транзистора VT1 переключить тригер DD1.2. Напруга на вході D-тригера DD1.2 весь наступний час зберігається рівною одиничному потенціалу і, не зважаючи на продовження формування імпульсів транзистором VT3, ключовий транзистор VT4 буде відкритий. Нормальна напруга електроживлення мікросхеми DD1забезпечується використанням накопиченого заряду в конденсаторі С4.
На конденсаторі С4 побудований фільтр вхідної напруги (вузол зображений на рисунку 4.6). Даний вузол відфільтровує вхідні спотворення, зберігаючи ці паразитні коливання як накопичений заряд і в разі сильних провалів у напрузі (якщо стабілізатор не стабілізував провал) компенсує втрату. Крім того, даний фільтр виконує роль дискримінатора змінної складової випрямленої напруги. Оскільки конденсатор має реактивний опір, то він буде зменшувати амплітудне значення змінної складової. Також енергією конденсатора живляться тригери, отримуючи при цьому напругу 12 В.
7.4 Використовуючи отримані значення із 7.3, можна визначити інтенсивність відмов усієї системи:
Л с =(л 1 + л 2 + л 3 + … + л n ) * n i ,(7.3)
Де л 1 , л 2 - числове значення інтенсивності відмов групи однотипних елементів, n i - кількість однотипних елементів у кожній групі.
Л с = (0,074 + 0,96 + 1,89 + 0,204 + 0,95 + 1,78 + 0,89 + 0,07 + 0,02 + 0,83) * 10 -6 = 7,3 * 10 -6 .
7.5 При розрахунку надійності проектованого апарата також враховується час, протягом якого проектований пристрій буде працювати без збоїв та виходу з ладу будь-якого елемента. Цей час називається час безвідмовної роботи (Т ср ). В даному проекті також застосуємо цей норматив:
7.6 Визначаємо коефіцієнт впливу зовнішніх чинників на режим роботи однотипних елементів. Змінні коефіцієнта впливу позначимо. Необхідні змінні визначаємо з табл. [ ].
Для електролітичних конденсаторів = 1;
Для металоплівкових конденсаторів = 1;
Для резисторів МЛТ, С2-23, С2-33 та СП3-19 =0,76;
Для пайок та контактних елементів =1.
7.7 Тепер потрібно визначити інтенсивність відмов системи з урахуванням зовнішніх факторів. Для цього використаємо формулу (7.3) і з використанням значень із пункту 7.6 модифікуємо формулу (7.3):
Л с = (л 1 + л 2 + л 3 + … + л n ) * n i * ; (7.6)
Л с = (0,074 + 0,96 + 1,43 + 0,155 + 0,74 + 0,89 + 0,06 + 0,83) * 10 -6 ;
7.8 Тепер визначимо середній час безвідмовної роботи:
Т ср = (7.7) Т ср = = 194590,3 годин.
7.9 Далі в методиці розрахунку потрібно визначити такий параметр, який би визначив, наскільки ймовірною може бути безвідмовна робота на протязі тривалого часу експлуатації. Цей параметр називається ймовірністю безвідмовної роботи (P(t)). Визначимо Р(t) на протязі деякого часового інтервалу:
Де tp -деякий часовий інтервал, год.
P(t) = e -5,139 * 10 -6 * 1000 * 100% = 99,4%
Як бачимо, ймовірність роботи без жодної відмови на протязі 1000 годин складає 99,4%.
7.10 Визначаємо ймовірність безвідмовної роботи апарата з урахуванням зовнішніх факторів. Використовуємо для цього нормативні часові інтервали.
7.11 За умовами методики розрахунку, результати обчислень із пункту 7.10 потрібно зобразити у графічному вигляді.
Отже, результати розрахунку надійності задовольняють технічні вимоги до пристрою.
Розробка конструкцій і технології процесу виготовлення друкованої плати пристрою. Обґрунтування вибору елементної бази, розрахунок структури технологічного процесу. Монтаж і складання проектованого виробу. Програма спектру для розводки друкованих плат. дипломная работа [5,5 M], добавлен 19.11.2015
Система реєстрації даних як високопродуктивний обчислювач з процесором або контролером, накопичувачем інформації й інтерфейсом зв'язку. Розробка функціональної схеми й вибір елементної бази. Аналіз принципової електричної схеми. Економічні розрахунки. дипломная работа [694,4 K], добавлен 20.02.2011
Структурна схема пристрою ультразвукового вимірювача рівня рідини, принцип роботи. Конструкція і розташування деталей. Залежність частоти настройки від опору резистора. Обґрунтування елементної бази. Інтегральні мікросхеми. Розрахунок надійності роботи. курсовая работа [2,1 M], добавлен 05.12.2013
Аналіз схеми електричної принципової та елементної бази напівпровідникового сенсора температури. Вибір характерного блоку схеми для моделювання. Розробка друкованої плати. Розрахунок діаметру монтажних отворів, контактних площадок і ширини провідників. курсовая работа [910,7 K], добавлен 09.06.2013
Розробка, коригування електричної схеми. Обґрунтування вибору елементної бази. Вибір пасивних елементів. Проектування друкованої плати. Вибір матеріалу основи друкованого монтажу і провідникового матеріалу. Вибір електричного приєднання друкованої плати. курсовая работа [3,1 M], добавлен 01.10.2014
Огляд сучасних систем телемеханіки та їх елементної бази. Розробка передавального напівкомплекту кодоімпульсної системи телемеханіки та принципової електричної схеми, розрахунок параметрів аналого-цифрового перетворювача, побудова діаграми роботи. курсовая работа [217,0 K], добавлен 28.09.2011
Розрахунок навантаження від абонентської лінії кожної категорії абонентів. Визначення середньої тривалості та питомого навантаження одного заняття абонентом І-ої категорії. Кількість еквівалентних точок комутації цифрових модуля і комутаційних полів. курсовая работа [468,9 K], добавлен 07.05.2009
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Гаситель комутаційних завад дипломная работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Курсовая работа по теме Индивидуально-типологические особенности и поведение в конфликте
Контрольная работа по теме Учение В.И. Вернадского. Принцип построения дерева ошибок персонала
Анализ Контрольной Работы История
Реферат На Тему Педагогические Принципы Обучения Письму
Сочинение По Русскому Языку Ладыженская
Пособие по теме Кинематика
Реконструкция Системы Электроснабжения Села Диссертация
Курс Лекций На Тему Геометрические Построения На Плоскости
Реферат: Татьяна Репина
Реферат: The Life And Tragedy Of Jack Kerouac
Поколение Эссе
Государственная Финансовая Поддержка Малого Предпринимательства Курсовая
Сочинение Про Творчество Блока
Сочинение Повествование 10 Предложений
Реферат: Требования, предъявляемые к экономической информации
Родина Там Где Эссе
Учет Сомнительной Дебиторской Задолженности Курсовая
Курсовая работа: Россия на мировом рынке инвестиций
Реферат по теме Клінічні прояви психічної норми та патології
My City Сочинение На Английском Языке
Юридична відповідальність в галузі забезпечення екологічної безпеки у плануванні і забудові міст України - Государство и право реферат
Масонство на белорусских землях (конец XVIII – начало XX в.) - История и исторические личности курсовая работа
Организация учета выпуска готовых изделий (работ, услуг) и расчетов с покупателями - Бухгалтерский учет и аудит дипломная работа