Лекция 3 - Конспекты (1095370), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Коэффициент мощности9Электропитание РЭАГлава 3P,S(3.11)где P – активная мощность; S – полная мощность.В тех случаях, когда с помощью ИЭП создаётся автономная системаэлектроснабжения (борт судна, самолёта, наземного транспортного средства),набор показателей качества электроэнергии и их числовые значенияопределяют соответствующими государственными и отраслевыми стандартами.3.3 Классификация источников электропитанияИЭП классифицируют обычно по следующим признакам:1. По типу питающей цепи (первичного источника электроэнергии):-ИЭП,использующиеэлектрическуюэнергию,получаемуюотэнергию,получаемуюотоднофазной сети переменного тока;-ИЭП,использующиеэлектрическуютрёхфазной сети переменного тока;- ИЭП, использующие электрическую энергию источника постоянноготока.2. По напряжению на нагрузке:- ИЭП низкого (до 100 В) напряжения;- ИЭП среднего (от 100 до 1000 В) напряжения;- ИЭП высокого (свыше 1000 В) напряжения.3.

По мощности, отдаваемой в нагрузку:- микромощные ИЭП (менее 1 Вт);- ИЭП малой мощности (до 100 Вт);- ИЭП средней мощности (от 100 до 1000 Вт);- ИЭП большой мощности (свыше 1000 Вт).4. По роду тока нагрузки:- ИЭП с выходом на переменном токе;- ИЭП с выходом на постоянном токе;10Электропитание РЭАГлава 3- ИЭП с выходом на переменном и постоянном токе.5. По числу выходов:- одноканальные ИЭП, имеющие один выход постоянного илипеременного тока;- многоканальные ИЭП, имеющие два или более выходных напряженийпостоянного или переменного тока.6.

По стабильности напряжения (или тока) в нагрузке:- стабилизирующие ИЭП (имеют в своём составе стабилизаторнапряжения или тока);- нестабилизирующие ИЭП (не имеют в своём составе стабилизаторнапряжения или тока).Стабилизатор напряжения (или тока) – это устройство, входящее всостав ИЭП и осуществляющее стабилизацию выходного напряжения (тока)без изменения рода напряжения (тока).Стабилизирующие ИЭП имеют в своём составе, по крайней мере, одинстабилизатор напряжения (тока).7. По непрерывности подачи электроэнергии в нагрузку:- бесперебойного электропитания (подача электроэнергии к РЭАосуществляетсянезависимоотвозможныхперерывоввсистемеэлектроснабжения);- гарантированного электропитания (допускается кратковременныйперерыв в подаче электроэнергии к РЭА, обусловленный переходом с одногоисточника электроснабжения на другой и обратно).8. По наличию сетевого трансформатора на входе:- с трансформаторным входом;- с бестрансформаторным входом.9.

По возможности установки более одного номинального значения хотябы одного выходного параметра:- регулируемые;- нерегулируемые.11Электропитание РЭАГлава 3Регулирование напряжения можно осуществлять на стороне переменноготока (входе), на стороне постоянного тока (выходе), а также в выпрямителе спомощью регулируемых вентилей. В качестве регуляторов напряжения настороне переменного тока применяют регулируемые трансформаторы илиавтотрансформаторы и регулирующие дроссели (магнитные усилители).Регулирование напряжения на стороне постоянного тока осуществляетсяпеременными резисторами, включенными как делитель напряжения илиреостат.Все ИЭП как преобразователи параметров электрической энергии можноразделить по следующим признакам преобразования:- преобразователи переменного напряжения в переменное той жечастоты;- преобразователи переменного напряжения в переменное другойчастоты;- преобразователи числа фаз;- преобразователи переменного напряжения в постоянное;- преобразователи постоянного напряжения в постоянное;- преобразователи постоянного напряжения в переменное (инверторы).Такжепреобразователимогутиметьузлыпромежуточногопреобразования:- преобразователи переменного напряжения в постоянное и затем снова впеременное (преобразователи частоты, фазы, числа фаз);-преобразователипостоянногонапряжениявпостоянноеспромежуточным звеном переменного тока (конвертор).В сложных радиоэлектронных системах ИЭП совместно с устройствамизащиты и коммутации образуют, как правило, систему электропитания (СЭП).Различают централизованную, децентрализованную и комбинированную СЭП.ВцентрализованнойСЭПэлектропитаниенесколькихустройствосуществляется от общих для них ИЭП через устройство распределения(рисунок 3.5а).12Электропитание РЭАВГлава 3децентрализованнойСЭПкаждоеустройствообеспечиваетсяэлектропитанием от своего собственного ИЭП (рисунок 3.5б).В комбинированной СЭП электропитание устройства производится как отобщего (централизованного), так и от ИЭП, принадлежащего данномуустройству (рисунок 3.5в).а)б)в)Рисунок 3.5 – Структурные схемы централизованной (а),децентрализованной (б) и комбинированной (в) систем электропитанияСЭС – система электроснабжения; ИЭП – источник электропитания;РЭА – радиоэлектронная аппаратура3.4 Нестабилизирующие источники электропитанияВ зависимости от конкретного вида РЭА к ИЭП могут предъявлятьразличные требования.

В ряде случаев требуются высокостабильные инадёжные ИЭП, стоимость которых приближается к стоимости питаемой ими13Электропитание РЭАГлава 3РЭА или даже превышает её. В других случаях к ИЭП не предъявляютсерьёзных требований.В современной силовой электронике принято выделять два большихкласса ИЭП – линейные и импульсные.

Однако такое разделение ИЭП носитвсё-таки условный характер, потому как подразумевается, что такие ИЭПсодержат стабилизатор напряжения (тока). Однако в ряде случаев применяют инестабилизирующие ИЭП – такие ИЭП нельзя назвать ни линейными, ниимпульсными, потому что они не содержат в своём составе стабилизаторанапряжения (тока).Структура типового трансформаторного нестабилизирующего ИЭП, навходе которого действует стандартная промышленная электрическая сеть,приведена на рисунке 3.6.Рисунок 3.6 – Структурная схема трансформаторного нестабилизирующегоИЭПТр – трансформатор; В – выпрямитель; СФ – сглаживающий фильтр; Uвых – напряжение навыходе ИЭПТрансформатор преобразует переменное напряжение сети в переменноенапряжение меньшей (или большей) амплитуды, а также гальваническиразвязываетсетьинагрузку.Последнееобстоятельство,обеспечиваябеспроводную связь (только через электромагнитное поле трансформатора)входных и выходных цепей ИЭП, исключает возможность опасного попаданиянапряжения со стороны, имеющей более высокий потенциал, на сторону,имеющую более низкий потенциал при отключении трансформатора на однойиз сторон.Выпрямительпреобразуетпеременноенапряжениенавыходетрансформатора в постоянное (пульсирующее) напряжение.

Сглаживающий14Электропитание РЭАфильтрГлава 3сглаживаетпульсациюввыпрямленномнапряжении.Внестабилизирующих ИЭП нагрузка подключается непосредственно к выходусглаживающего фильтра.В общем говоря, структура нестабилизирующего ИЭП, приведённая нарисунке 3.6, далеко не единственная. Выбор той или иной структурынестабилизирующего ИЭП зависит от требований к виду и параметрамвыходного напряжения, а также от вида и параметров входного напряжения.Так, например, если требуется получить на выходе ИЭП переменноенапряжение меньшей амплитуды относительно входа – то такой ИЭП можетбыть выполнен буквально на одном гасящем конденсаторе.НестабилизирующиесовременнойРЭА.ИЭПНапример,находятвограниченноенекоторыхприменениеаудиоусилителяхиливвкомбинированных СЭП.3.5 Стабилизирующие источники электропитания3.5.1 Общие сведения о стабилизаторах напряжения (тока)Очевидный недостаток нестабилизирующих ИЭП – низкое качествовыходного напряжения, обусловленное, прежде всего, неудовлетворительнойстабильностью, в то время как практически все виды РЭА предъявляютдовольно жёсткие требования к постоянству питающих напряжений (токов).Основными факторами, вызывающими колебания выходного напряженияИЭП, являются: колебания напряжения и частоты источника первичнойэлектроэнергии (обычно промышленной сети переменного тока), изменениясопротивления нагрузки, температуры, нестабильности элементов ИЭП и т.

д.Обычно в сетях переменного тока наблюдаются изменения напряжениядвух видов: медленные, происходящие в течение длительных промежутковвремени (от нескольких минут до нескольких часов) и быстрые (длительностьюпорядка долей секунды). Первые вызываются постепенным увеличением илиуменьшением общей нагрузки сети, а вторые – включением или выключением15Электропитание РЭАГлава 3отдельных нагрузок (как правило, мощных).

В обоих случаях колебаниявходного напряжения ИЭП обусловлены наличием внутреннего сопротивленияпитающей сети.При изменении сопротивления нагрузки напряжение на выходе ИЭПбудет изменяться даже при неизменном входном напряжении вследствиеизменения падения напряжения на внутреннем сопротивлении ИЭП.В зависимости от типа питаемого устройства относительное изменениенапряжения электропитанияU вых  U ном 100% может измениться в пределах отU ном0,005 до 3% и более. Однако большинство РЭА требует постоянногонапряжения электропитания, величина которого колебалась бы в оченьнезначительных пределах.

Некоторые устройства (например, лампы бегущейволны) принципиально не могут работать без стабилизации напряженияэлектропитания. Стабилизация напряжения необходима для повышенияточности работ некоторых измерительных приборов и многой другойсовременной РЭА.Отдельные элементы радиоэлектронных систем требуют поддержаниянеизменной величины тока. Например, фокусирующие катушки клистроновпередающих устройств.Так как выходное напряжение любого реального ИЭП при наличиинагрузки падает на некоторое значение, часто ИЭП характеризуют такназываемой нагрузочной характеристикой.На рисунке 3.7 приведена нагрузочная характеристика, из которойследует, что в отсутствии нагрузки ( RН   ) напряжение на выходе ИЭПмаксимальное и при I Н  0 является напряжением холостого хода UХХ. Приподаче тока в нагрузку напряжение холостого хода уменьшается из-за влияниявнутреннего сопротивления ИЭП, которое складывается из сопротивлений егоэлементов.16Электропитание РЭАГлава 3Увеличение тока, потребляемого от ИЭП, приводит к уменьшению еговыходного напряжения.

Напряжение на выходе ИЭП при установленнойполной нагрузке называется номинальным выходным напряжением ИЭПUвых.ном.Рисунок 3.7 – Нагрузочная характеристика ИЭПДляулучшениянагрузочнойхарактеристикиИЭПприменяютстабилизаторы напряжения (тока).Структура типового стабилизирующего ИЭП с питанием от сетипеременного тока приведена на рисунке 3.8.В стабилизирующем ИЭП сетевой трансформатор выполняет ровно те жефункции, что и в нестабилизирующем. Обычно трансформатор являетсяпонижающим.Согласно схеме на рисунке 3.8 выпрямитель преобразует трёхфазноепеременное напряжение промышленной электрической сети (~220/380 В 50 Гц)в напряжение одной полярности (пульсирующее).

Сглаживающий фильтруменьшает пульсации напряжения на выходе выпрямителя. Стабилизаторуменьшает изменения напряжения на нагрузке (стабилизирует напряжение),вызванные изменение напряжения сети и изменением тока, потребляемогонагрузкой.17Электропитание РЭАГлава 3Рисунок 3.8 – Структура одного из вариантов сетевого стабилизирующего ИЭПТр – трансформатор; В – выпрямитель; СФ – сглаживающий фильтр; Ст – стабилизаторнапряжения; Uвых – напряжение на выходе ИЭПСтабилизаторы подразделяют в зависимости от рода стабилизируемойвеличины на стабилизаторы переменного напряжения (тока) и постоянногонапряжения (тока).По принципу действия стабилизаторы делят на параметрические,компенсационные и комбинированные.Параметрический стабилизатор напряжения (тока) – это стабилизатор, вкотором отсутствует цепь обратной связи (ОС), и стабилизация напряжения(тока) осуществляется за счёт использования нелинейных свойств компонентов,входящих в его состав.На рисунке 3.9а приведена структура параметрического стабилизаторанапряжения (тока), состоящего из двух элементов: линейного ЛЭ инелинейного НЭ.

Если стабилизатор работает в цепи постоянного тока, то вкачествелинейногоинелинейногоэлементовиспользуютактивныесопротивления. При работе стабилизатора в цепи переменного тока, какправило, применяют реактивные сопротивления (индуктивные или ёмкостные).На рисунке 3.9б изображены вольтамперные характеристики (ВАХ)линейного 1 и нелинейного сопротивления 2, а также характеристика всейсхемы в целом 3.Изграфикавидно,чтоприизменениинапряжениянавходестабилизатора от некоторого значения Uвх.мин до Uвх.макс напряжение на выходестабилизатора изменяется в значительно более узких пределах, чем на входе.18Электропитание РЭАГлава 3Это объясняется тем, что большая часть приращения выходного напряженияпадает на линейном элементе, обладающем более крутой ВАХ. В качествепараметрическихстабилизаторовиспользуютспециальныенелинейныеэлементы – стабилитроны, ВАХ которых имеют участки, параллельные либооси токов (для стабилизаторов напряжения), либо оси напряжений (длястабилизаторов тока).

Характеристики

Список файлов лекций