Сборник типовых учебных программ для высших учебных заведений по специальности  -45 01 03 сети телекоммуникаций специальные дисциплины минск 2004

Вид материала

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 тем лабораторных работ

Подобный материал:

1 ... 11 12 13 14 15 16 17 18 19

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

I-45 01 01 Многоканальные системы телекоммуникаций,

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

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

Действует до утверждения oбразовательного стандарта по специальности

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Типовая программа «Электропитание систем телекоммуникаций» (ЭПСТК) разработана для специальностей I-45 01 01 Многоканальные системы телекоммуникаций, I-45 01 02 Системы радиосвязи радиовещания и телевидения I-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, приходится не только выбирать, эксплуатировать и налаживать различные устройства и системы электропитания, но и совершенствовать иx, проектировать и испытывать.

Цели изучения дисциплины ЭПСТК:

- 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;

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

В результате освоения дисциплины «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:

- 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:

выбора типов источников первичного электропитания для средств телекоммуникаций различного назначения;

- составления структурных схем средств вторичного электропитания аппаратуры телекоммуникаций;

- проведения испытания источников первичного и вторичного электропитания и измерения их характеристик;

- использования 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-м 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 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 вольтодобавочные 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

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 ТЕМ 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: Учебник для вузов по спец."Радиотехника". - 4-е изд., перераб. и доп.

М.: Высш. шк.,1991.

Дополнительная