Курсовая работа: Розробка конструкції та техніко-економічне обґрунтування таймера-регулятора потужності
U~m вих. = 0.000133•10 = 0.00133 =1.33 мВ
3.2 Розрахунок випрямляча з
фільтром
Згідно до завдання на ДП необхідно розрахувати випрямляч з фільтром (рисунок
3.2)
![](/image/49226_2_1.jpeg)
Рисунок 3.2 - Схема електрична принципова випрямляча з фільтром
Дані для розрахунку
1 Напруга в навантаженні
Uо = 19 В
2 Струм навантаження
Iо = 0,5 А
3 Коефіцієнт пульсацій напруги в навантаженні
Кп = 5,9 % = 0,059
4 Напруга і частота живлячої мережі
Uмер. = 220 В з f = 50 Гц
Розрахунок
1.Потужність нагрузки:
Ро = Io • Uо (3.2.1)
Ро = 0,5
• 19 = 9,5 Вт
2. Падіння напруги на дроселі
Uдр = 0,15 Uо (3.2.2)
Uдр = 2,85 В
3 Постійна напруга на вході згладжуючого
випрямляча
Uпост = Uо + Uдр (3.2.3)
Uпост = 19 + 2,85 = 21,85 В
4 Обираємо однофазну мостову схему.
Визначаємо активний опір трансформатора
Rтр = Kr • Uпост • a / Io • f • Bm
(3.2.4)
де a = = 2,53
Kr = 3,5 Bm = 1,4 Тл
S = 1
Rтр = 3,5 • 21,85 • 2,53 /
0,5 • 50 • 1,4 = 5,53 Ом
5 Обираємо тип вентилю
Іов = 0,5Iо (3.2.5)
Іов = 0,25 А
Iтв = 0,5F • Iо (3.2.6)
Iтв = 0,5
• 6 • 0,5 = 1,5 А
Uобр = 1,41В • Uпост (3.2.7)
Uобр = 1,41 • 21,85 = 30,8 В
де В = 1
F = 6
Обираємо вентиль типу Д214 (4 шт.) з параметрами:
Uобр =
100 В
Іов
макс = 2 А
Середня пряма напруга Uпр ≤ 1 В
6 Внутрішній опір вентилю
Ri = Uпр / 3 Іов (3.2.8)
Ri = 1 / 3 •
0,75 = 1,33 Ом
7 Повний активний опір фази вентилю
Rв = Rтр + 2Ri (3.2.9)
Rв = 5,53 + 2,66 = 8,2 Ом
8 Індуктивність дроселя трансформатора
Ls = KL • S • Uпост / Io • f • Bm • a (3.2.10)
Ls = 0,005•1•21,85 / 0,5•50•1,4•2,53 = 0,0012 Гн
де KL = 0,005
9 Величина розрахункового параметра
А = П • Io • Rв / m • Uпост (3.2.11)
А = 3,14•0,5•8,2 / 2•21,85 = 0,29
10 Кут зсуву фаз за рахунок Ls
£ = arctg(2П•f• Ls / Rв) (3.2.12)
£ = arctg 0,0459
= 3°
В = 1,09
D = 2,17
F = 6
H = 600
11 Визначимо величини необхідні для
розрахунку трансформатора
U2 = B•Uпост (3.2.13)
U2 = 1,09•21,85 = 23,82 В
I2 = 0,707• D•Io (3.2.14)
I2 = 0,707 • 2,17• 0,5 = 0,77 А
I1 = Kтр • I2
(3.2.15)
I1 = 0,07 А
де Kтр = U2 / U1 = 0,108
Ртип = 0,707 • В • D • Io • Uпост (3.2.16)
Ртип = 0,707•1,09•2,17•0,5•21,85 = 18,27 В•А
12 Уточнюємо величину Rтр та Rв
При Ртип до 40 В•А і f = 50 Гц для сталі
Е340 значення Bm = 1,55 Тл
Rтр = 3,12 Ом
Ls = 0,0015 Гн
Rв = 3,12 + 2,66 = 5,78 Ом
13Уточнюємо параметри вентилю та трансформатора
А = 0,21
£ = arctg(2П•f• Ls / Rв) (3.2.17)
£ = arctg 0,081 = 5°
В = 1
D = 2,21
F = 6,4
H = 440
Iов = 0,5 А
Uобр = 1,41•1•21,85 = 30,8 В < Uобр доп = 100 В
U2 = 1•21,85 = 21,85 В
I2 = 0,707•2,21•0,5 = 0,78 А
Ктр = 21,85/220 = 0,099
I1 = 0,099•0,707•2,21•0,5 = 0,077А
Ртип = 0,707•0,78•2,21•21,85
= 26,63 В•А
14 Вибираємо П-образний LC фільтр
Коефіцієнт пульсацій на вході фільтру:
Кп.вх. = 100Н / RвСо (3.2.18)
Задаємося ємкістю конденсатора на вході фільтру такої величини, щоб значення
Кп.вх було менше 3 %
Со = 100 мкФ
Кп.вх. = 76%
15 Коефіцієнт згладжування фільтру
q = Кп.вх.
/ Кп.вих. (3.2.19)
q = 0,76/ 0,1
= 7,6
16 Амплітуда змінної напруги на конденсаторі Со
U~m = Кп.вх. • Uo (3.2.20)
U~m = 0,076•21,85 = 1,7 В
Вибираємо конденсатор типу К50-27 з умови:
Uраб
конд = 50 В > U2m = 1,41U2
= 33,6 В
Um конд > U~m
U~m конд = 6%
Uраб
конд = 0,06•50 = 3
В > U~m = 1,7 В
Конденсатор С1 на виході фільтру вибераєм того ж типу що і С0
17 Індуктивність дроселя фільтру
L = 10(q + 1) / m²
• C1 (3.2.21)
L = 10•8,6 / 4 • 100
= 0,215 Гн
Вибираємо уніфікований дросель типу Д4-0,6-0,12 параметри якого наступні:
L = 0,6 Гн
I0
= 0,12 А
U~др
доп = 5 В
U~
m др доп = 1,41 U~др доп = 7 В > U~m = 3,8 В
18 Фактичний коефіцієнт згладжування
q = m² • C1 • L / 10 (3.2.22)
q = 24
Фактичний коефіцієнт пульсації напруги в навантаженні
Кп.вих. = Кп.вх. / q (3.2.23)
Кп.вих. = 0,76 / 24 = 0,032
19 ККД випрямляча
n = Ро ном / Ро ном
+ Рв + Ртр + Рф (3.2.24)
де Ро ном = Ро = 9,5 Вт
Рв = Io • 2 • Uпр = 1 Вт
Ртр = Ртип(1- nтр) = 26,63•0,1 = 2,663 Вт
Рф = Uдр•Io = 2,85•0,5
= 1,425 Вт
n = 9,5 / 9,5+1+2,663+1,425 = 0,65
або 65%
4 КОНСТРУКТОРСЬКО-ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА
4.1 Конструкторська частина
Згідно з технічним завданням було розроблено корпус для схеми „Регулятор потужності
з таймером”. Друкована плата має три отвори для кріплення на корпус.
Корпус являє собою пластикова коробка (120х92,5х20), що складається з двох
деталей. Товщина пластика складає 5мм у всіх стінках. Перша, основна, має на основі
чотири піднесені циліндри зі спеціальними отворами для шурупів на місцях, які зазначені
на рисунку друкованої плати. Вони піднесені на 7 мм від стінки основи. Завдяки їм
плата тримається у корпусі нерухомою.
В корпусі є отвори для змінних опорів R7 та R20, перемикачів SA1 та SA2,а також індикатора HL1.
В якості вмикача живлення існують клеми з фіксацією, що кріпляться укомплектованою
гайкою на праву стінку корпусу, що входить до першої деталі. Провідниками (ПХВ.М
– 2.5) з`єднуються із самою платою.
Таким чином ми маємо зручний і досить компактний корпус для регулятора потужності
з таймером.
4.2 Технологічна частина
4.2.1 способи виготовлення друкованої плати
Друкована плата є плоскою ізоляційною підставкою, на одному чи обох боках
якої розташовані металеві провідники, відповідно до електричної схеми.
Друкована плата служить для монтажу на ній електрорадіоелементів за допомогою
напівавтоматичних і автоматичних установок з подальшим одночасним паянням всіх ЕРЕ
зануренням в розплавлений припій або на хвилі рідкого припою ПОС.
До друкованої плати пред'являється ряд вимог по точності розташування провідного
малюнка, по величині опору ізоляції діелектрика, механічної міцності і тд. (ГОСТ
23752—79). Однією з основних вимог є забезпечення здатності до паяння, що досягається
відповідним вибором гальванічного покриття і технологією металізації, тому у виробництві
друкованої плати особливу увагу надається хіміко-гальванічним процесам.
Виготовлення друкованої плати (ГОСТ 2.417-91) здійснюється хімічним, електрохімічним
або комбінованим способом. Останнім часом набули поширення нові способи виготовлення
- аддетивні. Нижче дана коротка характеристика кожного із способів.
Вихідним матеріалом при хімічному способі служить фольгований діелектрик,
на поверхню якого з одного або двох боків наклеєна мідна фольга завтовшки 35-50
мкм.
На поверхню мідної фольги спочатку наноситься захисний малюнок (рельєф) так,
щоб він закрив провідники при витравленні міді. Захисний малюнок схеми виконується
стійкими до дії травильних розчинів матеріалами. Потім слідує операція витравлення,
в результаті якої повністю витравлюється мідь і створюється провідний малюнок.
У зарубіжній практиці даний спосіб називають
субтрактивним. Отвори для установки виводів електрорадіоелементів свердляться або
штампуються після витравлення міді і не металізуються. Паяння виводів електрорадіоелементів
проводиться безпосередньо до контактних майданчиків друкованих провідників.
Електрохімічний спосіб в зарубіжній літературі і частково у вітчизняній практиці
називають напіваддитивним від латинського слова «additio» (складання), оскільки
провідний малюнок створюється в результаті електрохімічного осадження металу, а
не витравляння. Префікс «напів» означає, що в технології виготовлення збережена
операція витравлення тонкого шару металу, який утворюється по всій поверхні плати
при хімічній металізації.
Вихідними матеріалами в цьому випадку служать нефольговані діелектрики. Захисний
малюнок на відміну від попереднього методу наносять так, щоб відкритими залишалися
ті ділянки поверхні, які підлягають металізації з метою утворення провідникових
елементів схеми.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 |