Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Января 2014 в 22:10, курсовая работа
В каждом доме имеются бытовые электроприборы с питанием от электрической сети переменного тока. Расширить возможности и удобство использования многих из этих устройств можно за счет регулирования потребляемой ими мощности.
Одним из наиболее распространенных принципов регулировании мощности в сетях переменного тока является фазовый. При фазовом способе регулирования используется зависимость между моментом (фазой) открытия регулирующего элемента относительно начала полупериода питающего напряжения и потребляемой устройством мощностью.
Введение………………………………………………………...…3
Функциональная схема…………………………………………..11
3. Разработка схемы и выбор элементов:
1) Выбор вычислительной части;…………………………....4
2) Выбор резисторов;………………………………………....6
3) Выбор реле-регулятора;…………………………………...7
4) Выбор чувствительного элемента;………………………..8
4. Построение принципиальной схемы……………………………10
5. Чертеж ……………………………………………………………12
6. Заключение……………………………………………………….13
Литература…………………………………………………………..14
Министерство образования и науки Российской Федерации
Казанский Национально Исследовательский Технический Университет
им. А. Н. Туполева
Кафедра электрооборудования
Пояснительная записка к курсовой работе
По дисциплине: «Электрические и электронные аппараты»
На тему: «Регулятор мощности ».
Выполнил: студент группы 3406 ______________________Бурчаклы Н.Д.
(подпись) (Ф.И.О.)
Руководитель: ________________
(должность, подпись) (Ф.И.О.)
Оценка___________
_________________ ______
(подпись) (Ф.И.О.)
Казань 2013 г.
Содержание:
3. Разработка схемы и выбор элементов:
1) Выбор вычислительной части;…………………………....4
2) Выбор резисторов;………………………………………....
3) Выбор реле-регулятора;………………………………….
4) Выбор чувствительного элемента;………………………..8
4. Построение принципиальной схемы……………………………10
5. Чертеж ……………………………………………………………
6. Заключение……………………………………………………
Литература……………………………………………………
Введение.
В каждом
доме имеются бытовые
Одним из наиболее распространенных
принципов регулировании
Для регулирования мощности используется ключевой элемент, в качестве которого наиболее удобно использовать симистор. Изменяя задержку (фазу) времени открытия симистора относительно начала полуволны сетевого питающего напряжения можно регулировать потребляемую нагрузкой мощность практически от 0~до 100%. Зависимость напряжения на нагрузке от фазы открытия симистора показана рис. 1.
Рис.1.
Современным классом регулятора является тиристорный регулятор мощности, имеющий функцию стабилизации.
В сравнении с обычными регуляторами он имеет ряд дополнительных преимуществ: улучшается повторяемость технологических процессов, при этом повышается их качество. Это достигается с помощью выходных параметров — напряжения, тока или мощности — в меньшей степени это зависит от внешних условий. В трехфазных сетях возможно выравнивание выходного напряжения, тока и мощности по каждой фазе; осуществляется экономия электроэнергии — регулятор мощности равномерно распределяет ток по всем фазам.
Функциональная схема.
Сеть : питание схемы ̴ 220В ± 10%, 50 Гц.
Нагрузка: в качестве нагрузки можно подключать разные активные и индуктивные нагрузки
Силовой элемент.
Блок управления.
Разработка схемы и выбор элементов
Выбор вычислительной части.
Одним из главных элементов схемы регулятора мощности является симистор. Для этой схемы мы выбираем симистор (Т1) КУ208В, хотя возможно подключить и импортные симисторы (триаки) ВТА, ВТВ, ВТ. Тиристоры кремниевые планарно-диффузионные n-p-n-p-n триодные незапираемые (КУ208В) предназначены для работы в качестве симметричных ключей средней мощности для устройств автоматического регулирования и коммутации цепей силовой автоматики на переменном токе. Выпускаются в металлостеклянном корпусе с жесткими выводами. Масса тиристора не более 18 грамм.
Электрические параметры.
Напряжение в открытом состоянии при Iоткр=5 А (при +24,85 и -60,15°С, не более) |
2 В |
Постоянный отпирающий ток управляющего электрода при Uпр, зкр=10 В, не более | |
при 24,85°С | |
КУ208В |
160 мА |
при -60,15° |
250 мА |
Постоянное отпирающее напряжение управляющего электрода, не более | |
при 24,85°С для КУ208В |
5 В |
при -60,15°С |
7 В |
Ток в закрытом состоянии при максимальном
напряжении и температуре -60,15 и 109,85°С |
5 мА |
Время включения при максимальном напряжении, Iоткр=5 А, не более |
10 мкс |
Время выключения при максимальном напряжении, Iоткр=5 А, не более |
150 мкс |
Минимальный ток в открытом состоянии при Uпр, зкр=10 В, не более |
150 мА |
Предельные эксплуатационные данные.
Постоянное прямое напряжение в закрытом состоянии (постоянное обратное напряжение) | |
КУ208В |
300 В |
Импульсное прямое напряжение на управляющем
электроде при τи≤50 мкс, температуре
корпуса |
10 В |
Скорость нарастания напряжения в
закрытом состоянии при температуре
корпуса | |
КУ208В |
10 В/мкс |
Постоянный ток в открытом состоянии при температуре | |
от -60,15 до 69,85°С |
5 А |
Импульсный ток в открытом состоянии при температуре от -60,15 до 69,85°С | |
КУ208В |
10 А |
Импульсный перегрузочный ток в открытом состоянии в течение одного полупериода при температуре | |
от -60,15 до 69,85°С |
30 А |
Импульсный прямой ток управляющего
электрода при температуре от
-60,15 до 109,85°С |
500 мА |
Импульсный прямой ток управляющего
электрода при τи≤50 мкс, температуре
от -60,15 до 109,85°С |
1 А |
Средняя рассеиваемая мощность при температуре корпуса | |
от -60,15 до 69,85°С |
10 Вт |
Импульсная мощность управляющего электрода
при τи≤50 мкс, ƒу≤400 Гц
при температуре корпуса |
5 Вт |
Предельная частота |
400 Гц |
Температура корпуса | |
КУ208В |
От -60,15 до 84,85°С |
Схемное изображение симистора .
Зависимость максимального тока в
открытом состоянии от температуры
корпуса и зависимость
Выберем динистор.
Элемент схемы динистор -это и есть вышеупомянутый симметричный динистор (диак) импортного производства DB 3 (можно DB 4). По размеру он очень мал, что делает монтаж его очень удобным, я например, в некоторых случаях припаивал его непосредственно к управляющему выводу симистора. На схеме он обозначен буквой «Т».
Выглядит он так:
Возможное обозначение симметричного динистора на схеме.
Технические параметры
Напряжение в открытом состоянии(Iоткр
0.2А), В
Максимально допустимый средний ток в открытом состоянии, А 0.3
Импульсный ток в открытом состоянии(tи<10мс),
А
Максимальное напряжение
в закрытом состоянии, В
Постоянный ток в закрытом состоянии,
мкА
Максимальное импульсное неотпирающее напряжение(tимп<2мкс), В 5
Диапазон рабочих температур, C
На рисунке ниже вольт-амперная характеристика (англ. Current-voltage characteristics) импортного динистора DB3. Отметим, что данный динистор является симметричным и его можно впаивать в схему без соблюдения цоколёвки. Работать он будет в любом случае, вот только напряжение включения (пробоя) может чуть отличаться (до 3 вольт).
Вольт-амперная характеристика симметричного динистора.
На ВАХ динистора DB3 наглядно видно, что он симметричный. Обе ветви характеристики, верхняя и нижняя, одинаковы. Это свидетельствует о том, что работа динистора DB3 не зависит от полярности приложенного напряжения.
Конденсаторы К10-17 предназначены
для работы в цепях постоянного,
переменного токов и в
К10-17А - правильной формы, изолированные
керамические конденсаторы во всеклиматическом
исполнении.
Тип
Рабочее напряжение, В
Номинальная емкость
Единица измерения
Допуск номинала, %
Температурный коэффициент
емкости
Рабочая температура, С
Выводы/корпус
Длина корпуса L, мм
Ширина корпуса W, мм
Резистор 510.Оm – ограничивает максимальное напряжение на конденсатор 0,1 mkF, то есть если движок переменного резистора поставить в положение 0.Оm, то сопротивление цепи всё равно будет 510.Оm.
RC-цепь.
Справа на схеме резистор на 20 kOm и конденсатор 0.22mkF именуемая RC цепью. RC цепочка, это своеобразная защита симистора от выбросов напряжения при работе на индуктивную нагрузку. То есть если Ваша схема будет регулировать активную нагрузку (лампочка, паяльник, ТЭН и т.д.), то R3 и C можно исключить из схемы.
Резистор переменный.
СП3-4АМ, 0.25 Вт, 470 кОм, 3-20, 30%
Резисторы регулировочные однооборотные
с круговым перемещением подвижной
системы предназначены для
В зависимости от конструкции и способа
монтажа резисторы изготовляют:
СП3-4аМ, СП3-4вМ - одинарные, для навесного
монтажа;
СП3-4бМ, СП3-4гМ - одинарные, для печатного
монтажа;
СП3-4дМ - сдвоенные, для навесного монтажа.
Промежуточные значения номинальных сопротивлений
соответствуют ряду E6 с допусками ±20% (до
220x103 Ом); ±30% (свыше 220x103 Ом)
Тип
Модель
Тип проводник
Номин.сопротивление
Единица измерения
Точность, %
Функциональная характеристика
Номин.мощность, Вт