- •Федеральное агентство железнодорожного транспорта
- •Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
- •Петербургский государственный университет путей сообщения
- •Кафедра «Электрическая связь»
- •Лабораторная работа № 81 электропитающая установка поста электрической централизации промежуточной станции
- •1. Схемы и принцип действия эпу промежуточной станции
- •2. Технические данные эпу
- •3. Испытания
- •Лабораторная работа № 82 исследование схем выпрямителей
- •1. Общие положения
- •2. Классификация схем выпрямления
- •3. Работа схем выпрямления
- •4. Нагрузочные характеристики выпрямителей
- •5. Измерения
- •Литература
- •Лабораторная работа № 83 испытание автоматического коммутатора ак-504
- •1 Общие положения
- •2 Состав и назначение основных элементов ак
- •3. Принцип работы ак
- •Выполнение работы
- •Лабораторная работа № 84 испытание источников бесперебойного питания
- •1. Неполадки в сети
- •2. Классификация ибп
- •3. Источник бесперебойного питания типа 5115
- •3.1. Назначение основных элементов ибп 5115
- •3.2. Режимы работы ибп
- •3.3. Технические данные ибп 5115
- •3.4. Внешний вид ибп 5115 и элементы управления
- •4. Источник бесперебойного питания типа 9120
- •4.1. Назначение основных элементов ибп 9120
- •4.2. Режимы работы ибп
- •5. Программное обеспечение
- •6. Выполнение работы
- •1. Определение параметров входного и выходного напряжений по установке dip-переключателей
- •2. Проверка включения
- •3. Активизация по LanSafe III
- •4. Исследование технологии стабилизации напряжения
- •6. Измерение параметров состояния питания
- •7. Самотестирование ибп
- •9. Проверка реакции ибп на пропадание напряжения сети
- •10. Установка значений периода сбора и регистрации данных
- •11. Работа с журналами событий
- •12. Отключение ибп
- •1. Основные характеристики кремниевых стабилитронов
- •2. Основные параметры стабилизаторов напряжения (сн)
- •3. Параметрический стабилизатор напряжения (псн)
- •4. Компенсационный стабилизатор напряжения
- •5. Измерения
- •Исследование параметрического стабилизатора напряжения
- •6. Обработка и оценка результатов исследования
- •1. Конструкция и принцип действия эпу
- •2. Режимы работы
- •1 Рис. 4. Режимы работы . Режим непрерывного подзаряда
- •2. Температурно-зависимый режим
- •3. Разряд аккумулятора
- •4. Режим ускоренного разряда аккумуляторов
- •5. Тестирование аккумуляторов
- •6. Асимметрия аккумуляторов
- •7. Защита аккумуляторов от глубокого разряда
- •3. Контроль и управление эпу
- •4. Проведение испытаний
- •4.1. Подготовка к испытаниям эпу
- •4.2. Испытания эпу в режиме непрерывного подзаряда
- •4.3. Выключение пк и эпу
2. Основные параметры стабилизаторов напряжения (сн)
1. Выходное напряжение (напряжение на нагрузке) Uн: номинальное значение Uн nom и его допустимые отклонения Uн min и Uн max. Обычно допустимые отклонения Uн задаются в процентах.
2. Входное напряжение Uвх: номинальное значение Uвх nom, определяемое при расчете СН, допустимые отклонения Uвх min и Uвх max, определяемые параметрами питающей сети.
3. Номинальный ток нагрузки Iн nom, а также диапазон его изменения Iн min , Iн max.
4. Коэффициент стабилизации напряжения, который определяется как отношение относительных изменений напряжения на входе и выходе стабилизатора, (2.1)
5. Выходное сопротивление стабилизатора Rвых, характеризующее стабильность выходного напряжения Uн при изменении тока нагрузки I н при неизменном входном напряжении Uвх :
(2.2)
6. Коэффициент полезного действия η, характеризующий экономичность стабилизатора и определяемый как отношение мощности, отдаваемой в нагрузку, к мощности, потребляемой стабилизатором от выпрямителя:
(2.3)
7. Пульсации выходного напряжения (среднеквадратическое или пиковое значение). Оценивается обычно в процентах относительно выходного напряжения Uн .
8. Температурный коэффициент выходного напряжения характеризует относительное изменение выходного напряжения при изменении температуры окружающей среда, %/град,
. (2.4)
3. Параметрический стабилизатор напряжения (псн)
Схема ПСН (рис. 3) содержит КС, включенный параллельно нагрузке Rн, и резистор R0, ограничивающий ток через стабилитрон. Стабилизация напряжения на нагрузке осуществляется за счет изменения сопротивления стабилитрона постоянному току при изменении протекающего через него тока. При выполнении условия:
Iст min < Iст < Iстmax (3.1)
напряжение на нагрузке Uн = Ucт. Токи и напряжения в ПСН (рис. 3) связаны очевидными соотношениями:
(3.2)
(3.3)
(3.4) Из
выражений (3.3), (3.4) следует, что изменение
входного напряжения вызывает изменении
паде- ния напряжения на резисторе R0
за счет изменения тока стабилитрона
Iст.
Из этих соотношений
Рис. 3
следует также, что при Uвх = const изменение (увеличение) тока нагрузки вызывает противоположное изменение (уменьшение) тока стабилитрона. Пои этом необходимо отметить, что ток нагрузки ПСН определяется допустимыми для стабилитрона токами Iст min, Iст max, а также возможными (допустимыми) изменениями напряжения на входе ПСН:
;
- (3.5)
Из выражения (3.5) следует, что в ПСН максимально допустимый ток нагрузки всегда меньше максимально допустимого тока стабилитрона. Взаимосвязанность величин Uн, Iн , Iст max и Iст min не позволяет выбирать их произвольно.
Требования получения больших величин Kст и КПД являются взаимоисключающими. Коэффициент стабилизации напряжения (2.1) для ПСН определяется:
(3.6)
Поскольку rд КС уменьшается с увеличением тока Iст (рис. 2), то для данного КС величина Kст увеличивается с увеличением Iст. Величина Кст возрастает при увеличении R0. Однако для сохранения заданных Iст и Iн при этом необходимо увеличивать Uвх. Поэтому существует предельное (максимальное) значение Кст , достигаемое примерно при R0 I0 10Uн .
Выходное сопротивление ПСН (2.2) практически равно динамическому сопротивлению стабилитрона Rвых = rд. Коэффициент полезного действия (КПД) ПСН (2.3) определяется соотношением
(3.7)
При сопоставлении соотношений (3.6) и (3.7) следует, что повышение Кст за счет увеличения R0 ведет к уменьшению КПД. Обычно в ПСН Кст = 20-40, a η = (20-40)%. Предельное значение Кст может быть на (30-50)% выше, а КПД при этом составляет (5-10)%.
Основными достоинствами ПСН является простота схемы, низкая стоимость и достаточный для многих случаев коэффициент стабилизации напряжения. При необходимости Кст может быть увеличен каскадным включением ПСН.
К недостаткам ПСН относятся невозможность плавного изменения и установки заданного значения Uн, относительно высокие Rвых и низкий КПД,