• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

ОДНОФАЗНІ ТА БАГАТОФАЗНІ ВИПРЯМЛЯЧІ

ВСТУП

НАВЧАЛЬНИЙ ПОСІБНИК

ЕЛЕКТРОННИЙ

НАВЧАЛЬНИЙ ПОСІБНИК

ЕЛЕКТРОННИЙ

З ДИСЦИПЛІНИ

“ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНІ ПРИСТРОЇ”

Одеса ОНПУ 2007

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ

УНІВЕРСИТЕТ

ІНСТИТУТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ

ТА ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙ

КАФЕДРА РАДІОТЕХНІЧНИХ ПРИСТРОЇВ

Є.О. Чемес

З ДИСЦИПЛІНИ

“ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНІ ПРИСТРОЇ”

Затверджено

на засіданні кафедри РТП

Протокол № 5

“ 20” грудня 2006 р.

Одеса ОНПУ 2007

УДК 621.311.6:621.396.6 (075.8)

Електронний навчальний посібник з дисципліни “Електротехнічні пристрої”, рівень підготовки – бакалавр, спеціаліст, магістр, напрямки 6.0907, 7.0907, 8.0907 – “Радіотехніка”, Є.О.Чемес. – Одеса: ОНПУ, 2007. – 145 с.

Електротехнічні пристрої ділять на елементи та вузли, які безпосередньо входять до складу радіотехнічного обладнання (трансформатори, електричні машини, комутаційне обладнання, давачі інформації, елементи контролю, сигналізації, захисту, джерела вторинного живлення) та пристрої, які забезпечують можливість надійного функціонування радіотехнічних систем і пристроїв (автономні електромеханічні, гальванічні, теплові, світлові джерела первинного живлення, електричне мережне обладнання).

Відповідно до навчальної програми в електронному навчальному посібнику викладено теорію електротехнічних пристроїв, принципи їх будови, проведено аналіз процесів, які протікають в пристроях, розглядаються особливості елементної бази та основи проектування. Розглянуто особливості взаємного впливу та сумісності радіотехнічних та електротехнічних пристроїв. Приділяється увага перспективним напрямкам розвитку електротехнічних пристроїв - використання електронних вузлів замість електромеханічних, високочастотному перетворенню енергії, мініатюризації вузлів.

Навчальні матеріали супроводжуються запитаннями для самостійного тестового контролю знань. Наявність глосарія та гіперпосилань значно полегшує роботу з навчальними матеріалами і сприяє більш швидкому і глибокому засвоєнню матеріалів дисципліни. Електронний навчальний посібник відповідає програмам вищої освіти України і може бути використаний студентами, які навчаються за професійними спрямуваннями “Комп'ютерні науки”, "Комп'ютеризовані системи, автоматика і управління", “Комп'ютерна інженерія”.

Дисципліна "Електротехнічні пристрої" є однією з профілюючих для сту­дентів спеціальності "Радіотехніка". Її мета полягає у вивчені i засвоєні теоретичних основ та принципів побудови електротехнічних пристроїв, які входять до складу радіотехнічних систем та комплексів, вивчення особливостей їх проектування та використання у радіоелектронній апаратурі.

Електротехнічними пристроями називають пристрої, які призначені для виробництва та перетворення електричної енергії, а також виконання в електричних ланцюгах функцій керування, контролю, сигналізації, комутації, захисту. Їх дія базується на використанні електричних та магнітних явищ.

Безпосередньо електротехнічні пристрої не пов'язані з формуванням, випромінюванням, прийомом, перетворенням радіосигналів, з обробкою великих об'ємів інформації; вони є допоміжними ланками і забезпечують надійне функціонування радіотехнічних пристроїв та систем. Радіотехнічна та радіоелектронна промисловість виділилася з електротехнічних галузей.

Склад, класифікацію та взаємний зв'язок електротехнічних пристроїв умовно ві­дображає рисунок 0.1. До них відносять [1, ..., 6]:

– первинні джерела змінного та постійного струму, які є перетворювачами механічної, теплової, хімічної, сонячної, атомної енергії у електричну, та кінцеве мережне обладнання (рисунок 0.1, а);

– системи вторинного електричного живлення; до їх складу входять джерела та блоки вторинного живлення, блоки та функціональні вузли комутації, керування контролю захисту. Функціональними вузлами систем вторинного живлення є малопотужні трансформатори, дроселі, випрямлячі, фільтри, стабілізатори, інвертори, перетворювачі (рисунок 0.1, а). Вони безпосередньо входять до складу радіотехнічних пристроїв. Джерела вторинного живлення, перетворювачі електричної енергії, комутаційні елементи можуть складати 40...60 % (а в окремих випадках до 80 %) маси та об'єму радіотехнічних пристроїв [3, 4]. За величиною вихідної потужності прийнята така класифікація джерел вторинного живлення: малопотужні (до 100 Вт); середньої потужності (100...1000 Вт); великої потужності (більше 1 кВт). За робочою напругою їх класифікують так: низьковольтні (до 100 В); середні напруги (100...1000 В); високовольтні ( більше 1000 В);

– деякі електричні машини (двигуни, генератори, потужні трансформатори, реактори, дроселі, стабілізатори змінного струму, магнітні та електромашинні підсилювачі, інформаційні електричні мікромашини) (рисунок 0.1, б);

– елементи комутації, сигналізації та аварійного захисту електричних ланцюгів (електромагнітні реле, автоматичні вимикачі, контактори, пускачі, командоапарати) (рисунок 0.1, в).

Для забезпечення ефективної і надійної роботи систем, де використовують електротехнічні пристрої, потрібно розглядати їх функціонування сумісно з радіотехнічними системами, вивчати їх взаємодію та взаємний вплив. Яскравим прикладом, коли необхідно враховувати взаємний вплив електротехнічних та радіотехнічних пристроїв, є їх електромагнітна сумісність. Потрібно враховувати також те, що електротехнічні пристрої можуть змінювати і спотворювати форму змінної напруги живлення.

У більшості випадків на шляху до кінцевого приймача електрична енергія піддається декільком перетворенням. Перетворювачі мають коефіцієнти корисної дії (ККД) від 15 до 90...98 %, і втрати електроенергії в них можуть бути визначальними для пристрою у цілому. Потрібно враховувати також той факт, що електротехнічні пристрої є складовими частинами приладів масового користування – це телевізійні приймачі і радіоприймачі, комп'ютери, стільникові телефони, електронні годинники, і зменшення втрат електроенергії, зменшення габаритів і маси цих приладів завжди буде актуальним і пов'язаним зі значним економічним і навіть соціальним ефектами не тільки в одній країні, а і всьому світі.

Рисунок 0.1 – Складові електротехнічних пристроїв

Розвиток електротехнічних пристроїв йде по шляху ускладнення їх функцій, збільшення числа операцій, які вони виконують.

Перспективними напрямками розвитку електротехнічних пристроїв є заміна механічних комутаційних пристроїв електронними на основі транзисторів і тиристорів, використання високочастотного перетворення електричної енергії, забезпечення електромагнітної сумісності електротехнічних пристроїв з радіоелектронною апаратурою, покращання коефіцієнта корисної дії та масогабаритних показників [2-5].

Наведені фактори вказують на важливість навчальної дисципліни "Електротехнічні пристрої", не дивлячись на ніби її вторинну (допоміжну) роль в основних системах. Думка про вторинність таких пристроїв викорінюється збільшенням коефіцієнта корисної дії, потужності, яка приходиться на одиницю об'єму джерела живлення, частоти, на якій працюють перетворювачі енергії, використанням самої сучасної елементної бази.

Основними задачами дисципліни "Електротехнічні пристрої" є:

– вивчення характеристик та показників первинних джерел живлення радіоелектронної апаратури різного призначення; фізичних процесів, які протікають у функціональних частинах сучасних джерел вторинного електроживлення радіоелектронної апаратури;

– вивчення принципів функціонування, будови, характеристик джерел вторинного електроживлення різної потужності;

– вивчення основних характеристик та особливостей використання електричних машин та комутаційних пристроїв у радіотехнічній апаратурі та системах;

– придбання навичок у виборі та проектуванні джерел вторинного електроживлення (трансформаторів, випрямлячів, стабілізаторів, інверторів, перетворювачів) з використанням прогресивних технологій та сучасної елементної бази;

– придбання навичок моделювання, дослідження та випробування джерел первинного та вторинного електроживлення.

1.1 Функціональна схема пристрою випрямлення

Радіотехнічні пристрої у більшості випадків живлять постійним струмом. Первинні промислові джерела живлення виробляють змінну напругу стандартного значення та частоти. Перетворення змінної напруги у постійну виконують за допомогою пристроїв вторинного живлення – випрямлячів. Випрямляч – це електротехнічний пристрій, призначений для перетворення одно- або багатофазної змінної напруги у постійну напругу з потрібними значеннями струму та коефіцієнта пульсацій.

Структурна схема випрямляча наведена на рисунку 1.1. До його складу входять трансформатор Тр, діодна група (безпосередньо випрямляч В) та фільтр для згладжування пульсацій (згладжуючий фільтр) Ф [4]. Випрямляч може бути керованим, для цього до його складу уводять пристрій керування ПК.

Рисунок 1.1 – Схема випрямляча

Призначення окремих елементів випрямляча.

Трансформатор необхідний для зміни величини напруги вхідного джерела та для гальванічної розв’язки мережі з навантаженням.

Випрямляюча діодна група являє собою пристрій, який перетворює змінний струм у пульсуючий. Він може виконувати також функції регулятора напруги.

Згладжуючий фільтр – це пристрій, який призначений для зменшення амплітуди змінної складової у випрямленій напрузі, іншими словами – пристрій для згладжування пульсацій випрямленої напруги.

Випрямлячі класифікують: за типом вентилів (керовані, некеровані), вентилі можуть бути напівпровідниковими, електронними, іонними; за величиною напруги та потужності; за схемою випрямлення – однофазні та багатофазні, однотактні та двотактні, з множенням напруги.

Читайте також:

1. Випрямлячі - помножувачі напруги
2. Електронні випрямлячі
3. Однофазні електричні кола змінного струму.
4. Основні характеристики випрямлячів
5. Пульсації напруги випрямлячів
6. ТЕМА 2. Випрямлячі напруги змінного струму
7. ТЕМА 6. Керовані випрямлячі

Переглядів: 1102