Зарядное устройство для заряда аккумуляторной батареи
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
. Выбор и обоснование силовой части
. Расчет выпрямителя
. Разработка структурной схемы системы управления
. Разработка структурной схемы системы защиты
Заключение
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
При проектировании сложных полупроводниковых преобразовательных устройств необходимо уделять надлежащее внимание всему комплексу технических, эксплуатационных, конструктивно-технологических и экономических требований.
К эксплуатационным требованиям относятся:
качество обеспечения основных технических характеристик,
надежность,
простота обслуживания,
ремонтопригодность,
обеспечение габаритных размеров и массы.
К конструктивно-технологическим требованиям относятся:
конструктивная преемственность,
технологичность конструкции,
защита от воздействия внешних факторов.
Экономические требования учитывают:
- затраты труда, времени, материальных средств на разработку, изготовление и эксплуатацию полупроводниковых преобразовательных устройств.
При выборе и разработке источника питания необходимо учитывать ряд факторов, определяемых условиями эксплуатации, свойствами нагрузки, требованиями к безопасности и т.д. В первую очередь, конечно, следует обратить внимание на соответствие электрических параметров источника питания требованиям питаемого устройства, а именно:
- напряжение питания;
потребляемый ток;
требуемый уровень стабилизации напряжения питания;
допустимый уровень пульсации напряжения питания.
Немаловажны и характеристики источника питания, влияющие на его эксплуатационные качества: наличие систем защиты; массогабаритные размеры.
Являясь неотъемлемой частью радиоэлектронной аппаратуры, средства вторичного электропитания должны жестко соответствовать определенным требованиям, которые определяются как требованиями к самой аппаратуре в целом, так и условиями, предъявляемыми к источникам питания и их работе в составе данной аппаратуры. Любой из параметров источника питания, выходящий за границы допустимых требований, вносит диссонанс в работу устройства. Поэтому, прежде чем начинать сборку источника к предполагаемой конструкции, необходимо внимательно проанализировать все имеющиеся варианты и выбрать такой источник питания, который будет максимально соответствовать всем требованиям и возможностям.
Источники электропитания должны обеспечить:
нормальную работу питаемого устройства без нарушения режима его работы
заданный переменный или постоянный ток (напряжение)
длительный срок службы
максимальный КПД и надежность при минимальных габаритах и массе.
1.ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СИЛОВОЙ ЧАСТИ
Заряд аккумуляторной батареи осуществляется путем заряда при неизменной величине постоянного тока.
Для поддержания следует непрерывно увеличивать подводимое к аккумулятору напряжение . Это может быть осуществлено двумя способами.
Рис.1. Заряд при неизменной величине постоянного тока
Первый способ заключается в постепенном увеличении напряжения источника питания (Схема 1, рис 1). Способ весьма экономичен, т.к. отсутствует падение напряжения в реостате, но может быть применен лишь в том случае, когда заряжается одна группа аккумуляторных батарей.
Наиболее распространенным является второй способ поддержания (схема 2, рис 1). Он заключается в том, что при постоянном напряжении источника питания подаваемое на аккумуляторы напряжение постепенно увеличивается путем уменьшения сопротивления реостата, включенного в зарядную цепь. Второй способ поддержания является менее экономичным, чем первый, но позволяет производить одновременный заряд нескольких групп аккумуляторов, в каждой из которых включается по соответствующему реостату.
В нашем случае для поддержания постоянного зарядного тока целесообразно использовать способ поддержания путем регулирования угла управления тиристоров.
Принципиальная электрическая схема однофазного устройства заряда аккумуляторов зарядным током показана на рис. 2.
Рис.2. Принципиальная схема зарядного устройства.
Заряд аккумулятора осуществляется от сети переменного тока (напряжением 220 В при частоте 50гц) через понижающий трансформатор и тиристор, который шунтируется реостатом R1 . Величина зарядного тока регулируется углом управления тиристоров. Зарядное напряжение одного аккумулятора равно 24 В.
Исходя из эксплуатационных, конструктивно-технологических и экономических требований данная схема является не целесообразной.
Для уменьшения мощности вторичной обмотки трансформатора и массогабаритных параметров целесообразно использовать следующую схему рис.3.
Рис.3. Схема зарядного устройства.
В данной схеме заряд аккумулятора осуществляется от сети переменного тока (напряжением 220 В при частоте 50 Гц) через понижающий трансформатор и диодно-тиристорный мост.
На рис.4 предоставлены диаграммы напряжений и токов.
Рис.4. Диаграммы напряжений и токов для схемы зарядного устройства (рис.3).
2.РАСЧЁТ СИЛОВОЙ ЧАСТИ
2.1Начальный расчет схемы
Определим основные параметры в схеме (рис.2), необходимые для дальнейшего расчета.
Определим необходимую постоянную составляющую выпрямленного напряжения :
, <