150597 (594561), страница 3
Текст из файла (страница 3)
В якості розв'язки низьковольтового ланцюга управління тиристорами моста випрямляча, що випрямляють високу напругу, застосоуємо оптоелектроні розв'язки на мікросхемах типу МOC3083.
4.2 Вибір елементів трифазного випрямляча
Як випрямні елементи для трифазного випрямляча використаємо діод – тиристорні зборки типу MDT-40-10, що задовольняють нашим вимогам до випрямляча. Для плавного пуску використаємо тиристор типу BT151.
4.3 Вибір діодів
Для реалізації однофазних випрямлячів, застосованих в блоці живлення, використаємо діоди типу 1N 4007.
Діоди типу КД 521 застосовані в схемі захисту. Їх вистачає для роботи в слабкострумових ланцюгах живлення.
Інші діоди використані в пристрої типу 1N4007. Ці діоди мають високу надiйнiсть і низьку вартість, вони задовольняють нашим вимогам.
4.4 Вибір стабілітронів
Стабілітрони типу BZV55-C18 застосовуються в ланцюгах управління мостовим перетворювачем, фірма виробник транзисторів рекомендує застосовувати стабілітрони саме цього типу в ланцюгах управління мостовими перетворювачами.
Для реалізації схем захисту вибираємо стабілітрон типу КС 156, що повністю задовольняє нашим вимогам.
4.5 Вибір транзисторів
Транзистори типу КТ 315Б вживаний для управління схемою плавного пуску і для схем захисту. Ці транзистори мають високу надёжность і малу вартість.
Транзистори мостового перетворювача вибираємо типу 50MT060WH, а транзистор переривника типу G4PF50WD, виходячи з того що на частоті 25 кГц ці транзистори можуть працювати на струмах до 70 А.
4.6 Вибір конденсаторів.
Виходячи з технічних умов і надійності, як високовольтні конденсатори застосуємо конденсатори типу К78-2, що мають малі струми витоку і що працюють при низькій температурі.
Як конденсатори фільтру основної напруги живлення використаємо конденсатори типу К50-27.
Для згладжування пульсацій в низьковольтних джерелах живлення використаємо конденсатори тіпу К50-35. Як конденсатори фільтру в низьковольтних джерелах живлення використаємо конденсатори типу КМ4.
В низьковольтних джерелах живлення і ланцюгах управління застосовуємо конденсатори типу КМ5.
Ці конденсатори використаємо виходячи з того, що у них низькі струми витоку і широкий температурний діапазон,а також низька вартість.
4.7 Вибір резисторів
Як обмежуючий резистор для пристрою поступового заряду конденсаторів фільтру застосуємо резистор типу ПЭВ-10.
В якості підстроєчних вибираємо резистори типу СП3-19А.
Регулювальні резистори виберемо типу РП1-74.
Інші резистори вибираємо резистори типу С2-29 різної потужності.
Ці резистори мають широке поширення, низьку вартість і задовольняють нашим вимогам.
4.8 Вибір трансформаторів
Вихідний трансформатор виготовляється в лабораторних умовах по виконаних розрахунках.
Як трансформатор гальванічної розв'язки джерел живлення від мережі використаємо стандартний трансформатор типу ТПП-261-220-50, що має вихідні напруги живлення співпадаючі з напругами потрібними для нашого пристрою.
У джерелі подвійного перетворювача використаємо стандартний трансформатор типу МІТ-12В.
4.9 Вибір оптопар
Для реалізації пристрою захисту візьмемо оптопару діод - тиристор типу АОУ101А і діод – транзисторну оптопару типу PС817.
4.10 Вибiр пристроїв індикації
В якості індикаторів роботи джерел живлення візьмемо світлодіоди зеленого кольору типу АЛ 307Б, в якості індикаторів наявності фаз живлячої мережі візьмемо світлодіоди червоного кольору типу ПБК 129.
Як пристрій індикації рівня вихідного струму і напруги використаємо АЦП типу ,котре має вбудований дешифратор і прямий вихід на РКІ.
4.11 Вибiр пристроїв охолодження
Візьмемо вентилятор типу KD12PTS, продуктивності якого вистачає для охолодження силових елементів.
4.12 Вибір запобіжників
Для захисту джерел живлення при виникненні аварійної ситуації використаємо не відновлювані запобіжники типу ВП2Т-1Ш, розраховані на роботу до 2 А.
4.13 Вибір автоматичного вимикача
Як пристрій ввімкнення і вимикання живлення мережі використаємо автоматичний вимикач типу АЭ2043М-10-00У3-А, що має тепловий і струмовий захист.
4.14 Вибір роз'єднань
Як вихідні роз'єднання використаємо роз'єднання типу K375J розраховані на напругу до 600 В і струм до 200 А.
4.15Вибiр клемника
Візьмемо клемник типу X977YT04 розрахований на напругу 500 В і струм до 150 А.
5 РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА
5.1 Методика розрахунку тепловідводу
Існує три способи поширення тепла: конвективний, за допомогою випромінювання і кондуктівий.
5.1.1 Конвекція
Конвективний теплообмін між твердим тілом і газоподібною (рідкою) середою в спільному випадку підкоряється закону Ньютона-ріхмана:
де Р— теплова потужність втрат, яку радіатор повинен розсіяти в навколишньому просторі;
Ss — ефективна площа поверхні радіатора;
Ts — температура радіатора;
Та — температура навколишнього середовища;
ак — коефіцієнт конвективного теплообміну між радіатором і
середою.
Конвективна складова теплообміну в значній мірі залежить від того, яка конструкція радіатору, яким чином розташований радіатор в пристрої, чи обдувається він примусово. У таблиці 5.1 приводяться розрахункові формули коефіцієнта теплообміну для найбільш поширених на практиці випадків[7].
Значення коефіцієнта А2 для повітряної середи вибирається за значенням середньої температури Тср з таблиці 5.2. Середня температура визначається із співвідношення:
(5.2)
Таблиця 5.1– Розрахунок коефіцієнта ak.
| | (5.3) |
| | Плоска поверхня радіатора, орієнтована горизонтально, нагрітою стороною вгору: (5.4) |
| | П (5.5) |
| | (5.5) v — так званий кінематичний коефіцієнт в'язкості середи (для повітря |
- теплопровідність матеріалу радіатора;
)Таблиця 5.2 – Значення коефіцієнта А2.
| Tср,оС | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 80 | 100 | 120 | 140 | 150 |
| А2 | 1,42 | 1,42 | 1,42 | 1,42 | 1,42 | 1,42 | 1,42 | 1,42 | 1,42 | 1,42 | 1,42 |
5.1.2 Випромінювання
Закон передачі енергії випромінюванням схожий на закон конвекції:
(5.7)
де аi — коефіцієнт теплообміну випромінюванням.
- приведений ступінь чорноти поверхні випромінювання;
- коефіцієнт опроміненості;
Коефіцієнт опроміненості показує, яка частина енергії, що випромінює радіатором, потрапляє в навколишнє середовище.
— перехідна температурна функція, визначувана різницею температур середи і радіатора. Ступінь чорноти різних поверхонь позначений у табл. 5.3.
Таблица 5.3 – Ступінь чорноти різних поверхонь.
| Матеріал | |
| Алюміній з полірованою поверхнею | 0,04...0,05 |
| алюміній | 0,20...0,31 |
| Силуміновоє, що Окислює, литво | 0,31...0,33 |
| Чорнений анодований сплав | 0,85...0,9 |
| Латунь окислює | 0,22 |
| Фарби матові темних кольорів | 0,92...0,95 |
| Лак чорний матовий | 0,95...0,98 |
В разі ребристого радіатора = 0.75...0,8.
Перехiдна функцiя f(Ta,Ts) може бути визначена з вираженя:
(5.8)
Размiрность значень функцiї — Вт/(м2 °С).
5.1.3 Кондукція
Поширення тепла через електроізоляційну підкладку, яка застосовується для ізоляції радіатора від електричних ланцюгів — типовий випадок кондукциі. Товщина підкладки мала в порівнянні з висотою і шириною, тому весь тепловий потік проходить через прокладку повністю, не розсіваючись на її бічних гранях. Якщо бічні грані також починають розсіювати тепло, про кондуктівний теплообмін говорити вже не можна. Інколи як охолоджувачі використовують не спеціально розроблені радіатори, а стінки корпусу приладу. Наприклад, в модульних джерелах живлення корпус одночасно служить радіатором — його у ряді випадків ребрять і фарбують в чорний колір. Внутрішній простір заповнюється теплопроводящим компаундом, що забезпечує, до всього іншого, і механічну стійкість до удару.
У теплових розрахунках охолоджувачів потрібно враховувати всі три складові теплообміну, проте при розрахунку теплообмінних процесів між радіатором і навколишнім середовищем можна нехтувати кондуктівною складовою, оскільки вона вносить свій істотний вклад лише при передачі тепла від корпусу елементу до радіатора через електроізоляційну підкладку. Насправді розміри радіатора впливають на розподіл поверхневої температури: найбільш віддалені ділянки прогріваються гірше. Врахувати цю обставину можна введенням коефіцієнта неравномерності прогрівання радіатора – g.
Коефіцієнт неравномерності прогрівання визначається виходячи з максимального лінійного розміру радіатора. На рис.5.1 показана залежність коефіцієнта неравномерності прогрівання для ребреного радіатора.
Рисунок 5.1 – . Графік неравномерності прогрівання ребреного радіатора
Методика розрахунку ребреного радіатора з примусовим охолоджуванням в загальному вигляді:
1) обчислюємо теплові втрати Рп напівпровідникового приладу (Pn=I1·0,5);
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
