Магнитные полупроводники Схема мостового выпрямителя с фильтром Расчет однофазного трансформатора LC-генератор с обратной связью Расчёт электрических фильтров


Электроника примеры расчетов курсовых заданий

Расчет однофазного трансформатора с учетом частоты напряжения сети

В основу расчета положен геометрический фактор Гф − это произведение площади окна сердечника Qo, на площадь сечения сердечника (стержня) - Qc, т. e. Qo·Qc. Исходными данными являются первичное и вторичное напряжения (U1; U2) и мощность вторичной обмотки (Р2).

1. Определение расчетного геометрического фактора:

Гфрасч. = (Qо·Qc)расч. = Р2 · 102/(2 η f·σ·δ·Bm) см4,

где Р2 = РН – мощность, потребляемая нагрузкой трансформатора; η – КПД трансформатора из табл.7.1; f - частота, Гц; σ = 0,3 - коэффициент заполнения окна медью; δ - плотность тока в обмотке (δ = 1...5 А/мм2. При f = 50 Гц δ берут из табл.7.1. Чем выше частота тока, тем меньше плотность тока. Для импульсных токов с большой скважностью δ = 1 А/мм2 и менее); Вm - максимальное значение индукции в сердечнике (для трансформаторной стали Вm из табл.7.1).

2. По величине Гфрасч. из табл.П.1 (Приложение 1) путём перемножения Qо на Qc подбирается сердечник трансформатора, таким образом, чтобы:

Гфреальное ≥ Гфрасчет.

Из марки выбранного сердечника выписываются величины «y1» и «у», которые проверяют на соотношение:

у1/ у = 1...2

3. Расчет числа витков обмоток:

w1 = U1104/(4,44 f QсBm)

w2 = U2104/(4,44 f QсBm)

4. Выбор проводов обмоток.

4.1. Расчёт тока обмоток:

I1 = P1/U1; I2 = P2/U2

4.2. Расчёт сечения проводов обмоток:

Sпр.1 = I1/δ;  Sпр.2 = I2/δ,

где δ − плотность тока, выбранная в пункте 1.

4.3. Расчёт диаметра проводов обмоток:

.

Из стандартного ряда выбирают провод с ближайшим диаметром (табл.П.2, Приложение 2), ориентируясь в сторону увеличения и выписывают расшифровку марки провода и его паспортные данные.

5. Проверка заполняемости окна сердечника медью.

(w1 S'пр1 + w2 S'пр2 + ...)/0,3 ≤ Qореальное,

где  w1; w2 - числа витков и S'np1 ≥ Sпр.1, S'np2 ≥ Sпр.2 - площади сечения проводов первичной и вторичной обмоток. Выбирают по стандартному ряду (табл.П.2, Приложение 2) в соответствии с выбранными диаметрами.

Если это условие выполняется, то данный сердечник можно использовать для трансформатора.

8. СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ

Броневой сердечник составляют из двух стержневых, размеры которых представлены в Приложении 1, Таблица П.1.

Приложение 1

Таблица П.1

Магнитопроводы типа ПЛ (П-образный, ленточный)

РАСЧЕТ КОМПЕНСАЦИОННОГО СТАБИЛИЗАТОРА ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Рис.3.1. Схема компенсационного стабилизатора напряжения

Схема рис. 3.1 содержит три основных элемента: регулирующий элемент на транзисторах VТ1 и VТ2, усилительный (усилитель постоянного тока) транзисторе VТ3 источник опорного напряжения стабилит­ронах. Собственно регулирующим элементом является транзистор VТ1, а VТ2 согласующим между большим выходным сопротивлением усилителя тока малым входным сопротив­лением регулирующего транзистора VТ1.

Достоинством транзисторных стабилизаторов является возможность получения большого тока нагрузки и регулировки выходного напряже­ния, а также малое выходное сопротивление. Выходное напряжение ре­гулируется путем изменения сопротивления резистора R7.

Исходными данными для расчета стабилизатора являются:

Uвых - выходное напряжение, В;

ΔUвых - пределы регулирования выходного напряжения, В;

Iн - ток нагрузки, А;

ΔUвх/Uвх - допустимое относительное изменение входного напряжения;

Кст - коэффициент стабилизации.

Расчет.

Дано: Uвых = 8 В; ΔUвых = 5 Iн = 4 А; ΔUвх/Uвх = 0,4.

3.1. ВЫБОР ТИПА РЕГУЛИРУЮЩЕГО ТРАНЗИСТОРА И ЕГО РЕЖИМА

Минимальное входное напряжение

Uвх.мин = Uвых + ΔUвых UКЭмин = 8 5 2 = 15 В,

где UКЭмин - минимальное напряжение между эмиттером и коллектором транзистора VТ1, при котором его работа не заходит в область насыщения. Для мощных транзисторов, которые используются качестве регулирующих элементов, эта величина равна (1 ÷ 3) В.

С учетом допустимых изменений входного напряжения определяют его номинальное Uвх и максимальное Uвх.макс значения.

Uвх = Uвх.мин /(1 - ΔUвх / Uвх) = 15 / (1 – 0,4) = 25 В,

Uвх.макс = Uвх (1 + ΔUвх / Uвх) = 25(1 0,4) = 35 В.

Находят максимальное напряжение UКЭ1макс и максимальную мощность, рассеиваемую на регулирующем транзисторе:

UКЭ1макс = Uвх.макс - Uвых. = 35 – 8 = 27 В;

PК1макс =UКЭ1макс Iн = 27 · 4 = 108 Вт.

По этим двум величинам из справочника выбирают подходящий транзистор, для которого выписывают PКмакс, IКмакс, h21, UКЭмакс.

Выбираем транзистор p-n-p КТ818ВМ с PКмакс = 100 Вт; IКмакс = 20 А; UКЭмакс = 60 В; h21 = 20.

3.2. ВЫБОР ТИПА СОГЛАСУЮЩЕГО ТРАНЗИСТОРА И ЕГО РЕЖИМА

Коллекторный ток транзистора VT2

IК2 ≈ IЭ2 = IБ1 + IR4 = Iн/h21,1 2 = 202 мА = 0,2 А,

где IR4 - дополнительный ток, протекающий через резистор R4. Для маломощных транзисторов, используемых в качестве согласующего элемента, ток выбирают пределах 1…2 мА.

Определяют максимальные значения напряжения UКЭ2 и мощности PК2 согласующего транзистора:

UКЭ2макс ≈ UКЭ1макс = 27 В;

PК2 = IК2UКЭ2макс = 0,2 · 27 = 5,45 Вт.

Согласующий транзистор выбирают по двум параметрам UКЭ2макс и PК2, при этом должно соблюдаться неравенство IКмакс > IК2.

Выбираем в качестве VT2 транзистор p-n-p КТ814Г c PКмакс = 10 Вт; IКмакс = 1,5 А; UКЭмакс = 80 В; h21 = 30.

Сопротивление резистора

R4 = Uвых/IR4 = 8 / 2 = 4 Ом.

Система схемотехнического моделирования Electronics Workbench предназначена для моделирования и анализа электрических схем.

Параметры  стабилитронов

Определяем составляющие системы контурных уравнений

Разрываем шестую ветвь и произвольно задаем положительное направление токов в остальных ветвях, положительное направление напряжения холостого хода

Задана эквивалентная схема цепи синусоидального тока


Курсовая работа по электронике