Введение в специальность

Вид материала

Пояснительная записка

Содержание Электропитание систем телекоммуникаций Кафедра электротехники Пояснительная записка Содержание дисциплины Тема 1.2.Эквивалентные схемы и векторные диаграммы Тема 3.2. Параметрические стабилизаторы постоянного Тема 3.5. Преобразователи напряжения Раздел 6. Применение вычислительной техники Примерный перечень лабораторных работ

Подобный материал:

• Е. В. Арляпова введение в специальность «реклама», 1668.44kb.
• А. К. Мазуров введение в специальность, 3019.75kb.
• Рабочая учебная программа дисциплины «введение в специальность» для специальности, 107.59kb.
• Анализ и планирование трудовых показателей Аудит и контроллинг персонала Введение, 12.45kb.
• Рабочая программа дисциплины Введение в специальность специальность 032001 Документоведение, 55.23kb.
• Учебно-методический комплекс дисциплины Введение в литературоведение Специальность, 711.32kb.
• Учебно методический комплекс по дисциплине «Введение в специальность» Специальность, 2682.27kb.
• Курс Комплексный экзамен по циклам опд, сд и дисциплинам специализации: «Введение, 469.08kb.
• В г. Орске Специальность: 021100 «Юриспруденция» Дисциплина: Уголовное право Курсовая, 432.15kb.
• Введение в специальность, 1423.7kb.

Утверждена

УМО вузов Республики

Беларусь по образованию в области

информатики и радиоэлектроники

« 03 » июня 2003 г.

Регистрационный № ТД-45-021/тип.

ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ СИСТЕМ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ

Учебная программа для высших учебных заведений

по специальностям

1-45 01 01 Многоканальные системы телекоммуникаций,

1-45 01 02 Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения,

1-45 01 03 Сети телекоммуникаций


Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

« 28 » мая 2003 г.


Составитель:

В.И. Воробьев, доцент кафедры сетей и устройств телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук


Рецензенты:

В.А. Гущо доцент кафедры электротехники Военной академии Республики Беларусь, кандидат технических наук, полковник;

Кафедра электротехники Военной академии Республики Беларусь (протокол № 4 от 21.12.2001 г.)


Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой сетей и устройств телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 9 от 07.03.2002 г.);


Научно-методическим советом по направлению 1-45 Телекоммуникации УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 1 от 20.06.2002 г.)


Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности


Ответственный за редакцию: Н.А. Бебель

Ответственный за выпуск: Ц.С. Шикова

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Типовая программа «Электропитание систем телекоммуникаций» (ЭПСТК) разработана для специальностей 1-45 01 01 Многоканальные системы телекоммуникаций, 1-45 01 02 Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения 1-45 01 03 Сети телекоммуникаций, высших учебных заведений. Силовые электропреобразовательные устройства и, в частности, разнообразные источники вторичного электропитания (ИВЭП) составляют до (70 - 80) % от общего объема и массы аппаратуры современных телекомму­никационных средств. Поэтому инженеру по телекоммуникациям, вне за­висимости от его конкретной специализации, с необходимостью приходится не только выбирать, эксплуатировать и налаживать различные устройства и системы электропитания, но и совершенствовать иx, проектировать и испытывать.

Поэтому целью преподавания дисциплины ЭПСТК является :

- изучить принципы построения, основы теории и методов расчета наиболее распространенных устройств и систем электропитания аппаратуры телекоммуникаций;

- познакомиться с основами проектирования ИВЭП с учетом требова­ний энергетической эффективности, высокой электрической и механиче­ской надежности, электромагнитной совместимости, комплексной миниатю­ризации;

- дать представление о перспективах использования новых явлений и достижений современной функциональной электроники в ИВЭП.

В результате освоения курса «Электропитание систем телекоммуникаций» студент должен:

знать:

- структурные и функциональные схемы современных систем и устройств электропитания;

- принципы работы основных функциональных узлов ИВЭП;

- основы конструирования и современную элементную базу микроэлектронных источников электропитания;

уметь характеризовать:

- основные параметры и способы использования силовых элек­тропреобразовательных устройств в аппаратуре телекоммуникаций самого различного назначения;

уметь анализировать:

- проводить электрические и тепловые расчеты силовых цепей выпрямителей переменного напряжения синусоидальной и прямоугольной формы, стабилизаторов напряжения и тока, преобразователей напряжения;

• разрабатывать трансформаторы, дроссели, сглаживающие фильтры;
  

приобрести навыки:

• в выборе типов источников первичного электропитания для средств телекоммуникаций различного назначения;
  

- в составлении структурных схем средств вторичного электропитания аппаратуры телекоммуникаций;

- в проведении испытания источников первичного и вторичного электро­питания и измерения их характеристик;

- в использовании микроэлектронных изделий в ИВЭП различной мощности.

Программа рассчитана на объем 68 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий:

лекций - 34 часа, лабораторных работ - 34 часа, экзамен в 6 семестре.

Для успешного изучения дисциплины необходимо знание основ элек­тротехники, принципа действия и характеристик электронных и ионных

приборов.


СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


ВВЕДЕНИЕ


Предмет и задачи дисциплины ЭПСТК. Характеристика дисциплины как целостной системы знаний, охватывающей вопросы использования электро­физических явлений при построении силовых электропреобразовательных устройств и , прежде всего, - источников вторичного электропитания (ИВЭП).

Структура и содержание дисциплины, ее связь с другими дисциплина­ми учебного плана, место курса в системе подготовки инженера телеком­муникаций.

Классификация источников питания ( первичные источники питания, ИВЭП). Структурные схемы современных ИВЭП. Принципы электроснабжения и электропитания СТК различного назначения.


Раздел 1. Электромагнитные устройства силовых узлов


Тема 1.1. Сетевые (силовые) трансформаторы

Электромагнитная схема трансформатора. Формула трансформаторной ЭДС. Уравнения равновесия электрических и магнитных воздействий в двухобмоточном трансформаторе.


Тема 1.2.Эквивалентные схемы и векторные диаграммы

для трансформатора на холостом ходе и в рабочем режиме

Опыты холостого хода и короткого замыкания для экспериментальной оценки характеристик трансформатора. Формула электромагнитной (габаритной) мощности трансформатора. КПД трансформатора и его внешняя характеристика.


Тема 1.3. Основы расчета и проектирования трансформаторов

Разновидности трансформаторов.


Тема 1.4. Электрические реакторы и магнитные усилители

Применение реакторов в устройствах электропитания. Дроссели, особенности их конс­трукции. Магнитные усилители (МУ): назначение, принцип действия, ос­новные схемы, особенности конструкции и характеристики. Применение МУ в ИВЭП.


Раздел 2. Выпрямительные устройства


Тема 2.1.Принципы выпрямления переменного тока

Классификация схем выпрямления: однотактные, многотактные, для однофазной и многофазных сетей. Анализ работы многофазного выпрямителя при активной нагрузке.


Тема 2.2 Особенности работы многофазного выпрямителя

на нагрузки индуктивного и емкостного характера

Внешняя характеристика выпрямителя.


Тема 2.3. Схемы выпрямителей для однофазной сети и трехфазной сетей переменного тока

Выпрямители с умножением напряжения.


Тема 2.4. Сглаживающие фильтры в цепях электропитания

Переходные процессы в ИВЭП. Активные сглаживающие фильтры.


Раздел 3. Регуляторы и стабилизаторы напряжения и тока


Тема 3.1. Регулирование и стабилизация напряжения и тока в ИВЭП

Управляемые выпрямители. Стабилизаторы напряжения и тока. Назначение, классификация, структурные схемы. Качественные и энергетические характеристики. Проблема миниатюризации.


Тема 3.2. Параметрические стабилизаторы постоянного

и переменного напряжения и тока

Принцип действия , электрические схемы, характеристики, основные расчетные соотношения, область применения.


Тема 3.3. Компенсационные стабилизаторы постоянного напряжения и то­ка с непрерывным регулированием


Тема 3.4.Компенсационные стабилизаторы постоянного напряжения и тока с импульсным регулированием

Выбор принципа управления (релейный, с ШИМ), частоты, вопросы электромагнитной совместимости импульсных стабилизаторов с другой аппаратурой. Компенсационные стабилизаторы напряжения и тока с двойным управлением. Комбинированные компенсационные стабилизаторы с непрерывно-импульсным регулированием.


Тема 3.5. Преобразователи напряжения

Назначение, классификация, принцип действия, основные схемы и характеристики преобразователей

напряжения. Совмещение функций преобразования и стабилизации напряжения.


Раздел 4. Системы и установки электропитания систем телекоммуникаций


Тема 4.1. Системы электропитания аппаратуры автоматической

и много­канальной электросвязи

Требования к системам электропитания (ЭП) аппаратуры связи.

Классификация систем в соответствии с ВНТП-332-81.

Типовое оборудование электроустановок предприятий автоматической и многоканальной электросвязи: распределительные щиты и сборки, выпря­мительные устройства, устройства безобрывной коммутации аккумуляторных батарей, регулируемые вольтодобовачные устройства,стабилизаторы напря­жения, тиристорные инверторы (принципы построения, технические и экс­плуатационные характеристики).

Электропитание предприятий автоматической и многоканальной элек­тросвязи. Типовые электропитающие установки (ЭПУ) АТС, АМТС, КЭАТС,

ЭАТС, коммутационных центров (КЦ). Расчет и выбор основных элементов и типового оборудования электроустановок (ЭУ) предприятий связи.

Дистанционное питание (ДП) аппаратуры связи: принципы организации ДП по симметричному и коаксиальному кабелям, ДП аппаратуры уплотнения волоконно-оптических линий связи. Расчет цепей ДП.

Надежность и резервирование источников электропитания.


Тема 4.2. Электропитание радиопередающих, радиоприемных

и телевизионных центров

Электропитание РРЛ, спутниковых и тропосферных систем передачи, мобильных РЭС.


Раздел 5. Первичные источники питания


Первичные источники питания (ПИП). Основные требования к первичным источникам электропитания. Принципы действия, устройство, характеристики и области применения электрохимических элементов и ак­кумуляторов, термоэлектрических и термоэлектронных электрогенераторов, топливных элементов, солнечных батарей и радиационных источников пита­ния. Электромашинные агрегаты питания постоянного и переменного тока.

Выбор ПИП по условиям работы систем телекоммуникаций.


Раздел 6. Применение вычислительной техники

при проектировании ИВЭП


Раздел 7. Применение вычислительной техники (ВТ)

при проектировании ИВЭП


Этапы проектирования. Разработка и обоснование технического зада­ния на проектирование. Сущность системного подхода при разработке средств ЭП. Алгоритмы и программы расчета устройств ЭП (трансформаторов, выпрямителей, сглаживающих фильтров, преобразователей и стабилизаторов напряжения и тока).


ЗАКЛЮЧЕНИЕ


Требования к ИВЭП в различных телекоммуникационных системах. Миниатюризация, надежность, защита и резервирование в технике электропи­тания.

Основные тенденции и направления развития современной техники электропитания.


ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ


1. Исследование выпрямителей с различными сглаживающими фильтрами для однофазной сети переменного тока.

2. Исследование выпрямителей с умножением напряжения.

3. Исследование выпрямительных устройств для трехфазной сети переменного тока.

4. Исследование статических преобразователей постоянного напряжения.

5. Исследование полупроводниковых компенсационных стабилизаторов напряжения и тока с непрерывным регулированием.

6. Исследование импульсных компенсационных стабилизаторов напряжения и тока.

7. Исследование унифицированного источника питания с защитой от перенапряжений и коротких замыканий.

8. Исследование силового трансформатора.

9. Исследование электромагнитных параметрических стабилизаторов напряжения.

10. Исследование типовой электропитающей установки (ЭПУ) аппаратуры связи.

11. Моделирование работы ИВЭП на персональном компьютере.

Примечание: в выполнение работ по индивидуальному заданию включается проведение предварительных расчетов ожидаемых результатов измерений и характеристик исследуемого устройства, определяемых по данным экспериментов.

ЛИТЕРАТУРА


Основная

1. Электропитание устройств связи: Учебник для вузов /А.А. Бокуняев, Б.В. Горбачев, В.Е. Китаев и др.: Под ред. В.Е. Китаева. - М.: Радио и связь, 1988.

2. Китаев В.Е., Бокуняев А.А. Расчет источников электропитания устройств связи: Учеб. пособие. - М.: Связь, 1979.

3. Алексеев О.В., Китаев В.Е., Шихин А.Я. Электротехнические устройства / Под ред. А.Я. Шихина : Учебник для вузов. - М.: Энергоиздат,

1981.

4. Иванов - Цыганов А.И. Электропреобразовательные устройства РЭС: Учебн. для вузов по спец."Радиотехника". - 4-е изд., перераб. и доп.

М.: Высш. шк.,1991.

• 
  

Дополнительная

1. Источники электропитания РЭА: правочник / Г.С. Найвельт, К.Б. Мазель, Ч.И. Хусаинов и др. - М.: Радио и связь, 1985.
   
2. Функциональные устройства систем электропитания наземной РЭА. /В.В. Авдеев, В.Г.Костиков, А.М.Новожилов, В.И. Чистяков; Под ред. В.Г.Костикова. - М.: Радио и связь, 1990.
   
3. Сергеев Б.С. Схемотехника функциональных узлов источников вто­ричного электропитания: Справочник. - М.: Радио и связь, 1992.
   
4. Кожарский Г.В., Орехов В.И. Методы автоматизированного проекти­рования источников вторичного электропитания. - М.: Радио и связь,1985.