150597 (Потужне інверторне джерело живлення)

Міністерство освіти і науки України

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

«ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»

Факультет xxxx Кафедра

Спеціальність xxxxx “Системи управління та автоматика ”

До захисту допускаю

Завідувач кафедри

xxxxxxx

(ініціали та прізвище)

(підпис, дата)

ДИПЛОМНИЙ ПРОЕКТ

освітньо-кваліфікаційного рівня бакалавр

Тема роботи Потужне джерело живлення

затверджена наказом по НТУ «ХПІ» від “ xxx ” xxxxx 2008 р. № xxxxx

Шифр роботи xxxxxx

(група, номер теми за наказом)

Виконавець

(прізвище, ім’я та по-батькові)

Керівник ст. викл.

(посада, прізвище, ім’я та по-батькові)

Харків 2008

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ХПІ”

Факультет xxx Кафедра ”

Спеціальність xxxxxxx "Системи управління і автоматики"

ЗАТВЕРДЖУЮ

Завідувач кафедри

xxxxxxxxxx

(підпис) (ініціали і прізвище)

З А В Д А Н Н Я

на виконання дипломного проекту

освітньо-кваліфікаційного рівня бакалавр

студента

1 Тема проекту Потужне джерело живлення

2 Зміст завдання: розробка електричної принципової схеми, вибір та обґрунтування елементної бази, розрахунок вихідного трансформатору та теплоотводу.

3 Вихідні дані для виконання проекту: напруга живлення 380 В 50 Гц, споживана потужність не більше 17 кВт, диапазон регулювання вихідної напруги 0-400 В, давпазон регулювання вихідного тока 0-40 А, захист від зникнення фази від перевищення напруги та току, температура навколишнього середовища – 20ºС +50 ºС, відносна вологість не більше 95%, атмосферний тиск 760 мм.рт.ст.

4 Скласти звіт і виконати потрібні документи (конструкторські, технологічні, програмні, плакати) відповідно до плану дипломного проекту.

План виконання дипломного проекту

Керівник проекту _______________

(підпис) (ініціали і прізвище)

Студент-дипломник _____________

(підпис) (ініціали і прізвище)

„___” _____________ 20 08 р.

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка к дипломному проекту содержит: стр. 67, рис.8 , источников 39, приложений 1 .

Цель данного проекта – разработка мощного источника питания.

Прибор может быть использован в трехфазных сварочных полуавтоматах и аппаратах механизированной сварки плавящимся электродом, а также электрогальванике, для заряда аккумуляторных батарей и в других случаях, когда требуется мощный источник стабилизированного тока или напряжения, обладающий высокими показателями стабилизации и КПД.

В разрабатываемом устройстве применен управляемый мостовой выпрямитель, управляемый преобразователь и мощный выходной трансформатор, что дает возможность организовать двойное преобразование переменного напряжения в постоянное. В разрабатываемом устройстве установлено три схемы защиты – защита от исчезновения фазы, от превышения напряжения и тока.

Ключевые слова: МОСТОВОЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ, УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ, ТРАНЗИСТОР, ТРАНСФОРМАТОР,КОНТРОЛЛЕР.

РЕФЕРАТ

Записка пояснення до дипломного проекту містить: стор. 67, рис.8 , джерел 39, додатків 1.

Мета даного проекту – розробка потужного джерела живлення.

Прилад може бути використаний в трифазних зварювальних напівавтоматах і апаратах механізованої зварки плавким електродом, а також електрогальванике, для заряду акумуляторних батарей і в інших випадках, коли потрібне потужне джерело стабілізованого струму або напруги, що володіє високими показниками показниками стабілізації і ККД.У пристрої, що розробляється, застосований керований мостовий випрямляч, керований перетворювач і потужний вихідний трансформатор, що дає можливість організувати подвійне перетворення змінної напруги в постійне. У пристрої, що розробляється, встановлено три схеми захисту – захист від зникнення фази, від перевищення напруги і струму.

Ключові слова: МОСТОВИЙ ВИПРЯМЛЯЧ, КЕРОВАНИЙ ВИПРЯМЛЯЧ, ТРАНЗИСТОР, ТРАНСФОРМАТОР, КОНТРОЛЕР.

ABSTRACT

An explaining message contains to the diploma project: page 67 , fig. 8 , sources 39, appendixes 1.

Purpose of this project – development of powerful source of feed.

A device can be used in threefase welding semi-automatic devices and vehicles of the mechanized welding a fluxible electrode, and also elektrogalvanics, for the charge of storage batteries and in other cases, when the powerful source of the stabilized current or tension, possessing high indexes of stabilizing and OIR.

The guided bridge rectifier, guided transformer and powerful output transformer, is applied in the developed device, that enables to organize double transformation of variable tension to permanent one. Three charts of defence are set in the developed device – protecting from disappearance of phase, from exceeding of tension and current.

Keywords: BRIDGE RECTIFIER, GUIDED RECTIFIER, TRANSISTOR, TRANSFORMER.

ЗМІСТ

Вступ

1 Огляд існуючих рішень

1.1 Потужне джерело живлення ДС 250.33

1.2 Потужне джерело живлення ВД 506 ДК

1.3 Потужне джерело живлення КСУ 320

2 Синтез структурної схеми

2.1 Работа пристрою за структурною схемою

3 Синтез схемы электрической принципиальной

3.1 Работа пристрою за електричною схемою

4 Вибір элементної бази

4.1 Вибір микросхем

4.2 Вибір элементів трифазного випрямляча

4.3 Вибір тиристорів

4.4 Вибір діодів

4.5 Вибір стабілітронів

4.6 Вибір транзисторів

4.7 Вибір конденсаторів

4.8 Вибір резисторів

4.9 Вибір трансформаторів

4.10 Вибір оптопар

4.11 Вибір пристроїв індикації

4.12 Вибір пристроїв охолождення

4.13 Вибір запобіжників

4.14 Вибір автоматичного вимкненя

4.15 Вибір роз'єднань

4.16 Вибір клемника

5 Розрахункова частина

5.1 Методика розрахунку тепловідводу

5.2 Розрахунок системи охолоджування

5.3 Методика розрахунку трансформатору двотактового мостового перетворювача

5.4 Розрахунок трансформатору

6 Конструкторсько-технологічна частина

7 Охорона праці і навколишнього середовища

7.1 Загальні питання охорони праці і навколишнього середовища

7.2 Виробнича санітарія

7.3 Безпечне ведення робіт

7.4 Пожежна безпека

7.5 Охорона навколишнього середовища

8 Технико-экономичне обгрунтування розробки потужного джерела живлення

8.1 Мета і призначення

8.2 Розрахунок собівартості і ціни виробу

8.2.1 Матеріальні витрати

8.2.2 Розрахунок вартості купувальних напівфабрикатів і комплектуючих виробів

8.2.3 Зворотні відходи

8.2.4 Транспортно-заготівельні витрати

8.2.5 Витрати на оплату праці

8.2.6 Додаткова заробітна плата

8.2.7 Відрахування на соціальні заходи

8.2.8 Витрати за змістом і експлуатації устаткування

8.2.9 Адміністративні витрати

Висновок

Список джерел інформації

Додаток А

ВСТУП

Для забезпечення споживача потрібною йому напругою і струмом промисловість розробила масу різноманітних джерел живлення.

Розвиток джерел живлення йде по шляху ускладнення їх функцій. В останні часи все більшого розвитку набувають інверторні джерела живлення. Вони, на відміну від лінійних джерел живлення, дозволяють скоротити витрату електротехнічних матеріалів у багато разів, за рахунок підвищення ККД і поліпшення енергетики вжитку, істотно зменшити споживану потужність. Тому масове їх вживання неминуче. Менша маса, габаритні розміри, вищий ККД високочастотних інверторів живлення, по відношенню до лінійних, є їхньою експлутаційною перевагою. Менші витрати матеріалів ведуть до ресурсозберігання. В даний час на світовий ринок поставляються інверторні джерела живлення різних потужностей призначені як для окремих вживань, так і універсальні. Одночасно зросла кількість фірм, що виготовляють імпульсні джерела живлення. Проведений аналіз публікацій та ринку джерел живлення на сучасному етапі розвитку електронних пристроїв свідчіть про те, що тема розробки інвертор них джерел живлення є актуальною.

1 ОГЛЯД ІСНУЮЧИХ РІШЕНЬ

1.1 Потужне джерело живлення ДС 250.33

Основні технічні дані пристрою:

Споживана потужність 13 кВт

Напруга живлення ~380 , 50 Гц

Максимальна вихідна напруга 400 В

Максимальний вихідний струм 30 А

Умови експлуатації:

Температура -20 + 50

Вологість до 95%

Атмосферний тиск 750 мм.рт.ст.

Габаритні розміри: 900 х 620 х 400 мм

Вага 50 кг

Структурна схема ДС 250.33 приведена на рисунку 1.1

Рисунок 1.1 Структурна схема ДС 250.33

Працює пристрій таким чином: при підключенні до трифазної мережі випрямлена і відфільтрована напруга подається на інвертор. Одночасно включається вентилятор охолодження. Пристрій обмеження струму аналізує величину струму на виході і при перевищенні заданого значення забороняє роботу інвертора, при цьому струм на виході відсутній.

Основні недоліки цього пристрою – це низький ступінь захисту від кидків струму, від перевищення напруги і зникнення фаз, відсутність пристроїв індикації роботи, відсутність плавного пуску і керованого випрямляча.

1.2 Потужне джерело живлення ВД 506 ДК

Основні технічні дані пристрою:

Споживана потужність 17 кВт

Напруга живлення ~380 , 50 Гц

Максимальна вихідна напруга 500 В

Максимальний вихідний струм 30 А

Умови експлуатації:

Температура -20 + 50

Вологість до 95%

Атмосферний тиск 750 мм.рт.ст.

Габаритні розміри: 1200 х 700 х 500

Вага 95 кг.

Структурна схема ВД 506 ДК приведена на рисунку 1.2