Курсовая работа: Расчет выпрямителя расчет транзисторного усилительного каскада синтез логических схем

Современные автоматические системы управления в большинстве случаев выполняются на базе электрических и электромеханических элементов как собственно системы управления, обеспечивающие выполнение заданного закона управления, так и исполнительные органы, служащие для приведения в действие различных устройств.

Цифровые (ЦВМ) и аналоговые (АВМ) вычислительные машины, построенные на базе электрических элементов, производят сложные расчеты, например расчеты траекторий космических кораблей; входят в ряде случаев в состав автоматических систем управления, например, самодвижущихся планетоходов; обеспечивают исследование процессов в динамических систе­мах и решают многие другие задачи вплоть до переводов с одного языка на другой. Автоматические системы управления с применением средств вычислительной техники могут обеспечивать оптимальное выполнение производственного или другого процесса в условиях изменяющихся внешних воздействий и заданий, приспосабливаясь к ним (адаптивные системы).

1. Расчет выпрямителя

1.1. Краткие теоретические сведения

Выпрямитель – устройство, предназначенное для преобразования переменного напряжения в постоянное. В зависимости от числа фаз переменного напряжения различают однофазные и многофазные (обычно трехфазные) выпрямители. Структурная схема выпрямителя приведена на рис. 1.

Рисунок 1.1 – Структурная схема выпрямителя

Выпрямитель содержит трансформатор Т, необходимый для преобразования напряжения сети U_c до величины U₂ , определяемой требованиями нагрузки; вентильную группу В, которая обеспечивает одностороннее протекание тока в цепи нагрузки, в результате чего переменное напряжение U₂ преобразуется в пульсирующее; фильтр Ф, передающий на выход схемы постоянную составляющую напряжения и сглаживающий пульсации напряжения.

Выпрямитель может быть дополнен схемой стабилизации, подключаемой к выходу фильтра и предназначенной для поддержания напряжения на нагрузке неизменным при изменении напряжения U₂ на трансформаторе.

Основными показателями работы выпрямителя являются средние значения выпрямленного тока I_d и напряжения U_d :

, (1.1)

, (1.2)

где T – период изменения выходного тока (напряжения);

мощность нагрузочного устройства

; (1.3)

коэффициент пульсаций

, (1.4)

где U_{осн m} – амплитуда основной (первой) гармоники выпрямленного напряжения;

коэффициент использования вентилей по напряжению

, (1.5)

где U_{обр т} – максимальное обратное напряжение на вентиле; U_{обр доп} – допустимое обратное напряжение вентиля;

коэффициент использования вентиля по току

, (1.6)

где I_а – среднее значение тока, протекающего через диод, I_ан – номинальное значение тока вентиля;

типовая мощность трансформатора

, (1.7)

где , ;

коэффициент полезного действия

, (1.8)

где P_тр и P_д – потери в трансформаторе и диодах.

Основной характеристикой выпрямителя, как и любого источника питания, является внешняя (нагрузочная) характеристика U_d = f(I_d ). Она позволяет определить номинальное значение выпрямленного напряжения и выходное сопротивление выпрямителя