Конспект лекций (расширенный)

по дисциплине «электроНИКА» для магистров, бакалавров и студентов

1. ОБщие сВедения

Известно, что решающее значение для материальной базы общества и комфортабельности быта людей имеет энерговооруженность (особенно же количество электроэнергии, вырабатываемой на душу населения). В этом плане, без сомнения, электроэнергия является наиболее квалифицированным видом энергии, как в наземных, так и в автономных устройствах.

На современных летательных аппаратах (л.а.) размещается большое количество агрегатов, машин, приборов, при помощи которых осущест-вляется управление различными органами л.а., его силовой установкой, вооружением, средствами связи и навигации, поддержание необходимых для жизни и деятельности экипажа условий и т.д. Приведение в действие этого оборудования связано с использованием электрической энергии. Потреби-тели электрической энергии на л.а. получают питание от системы электро-снабжения (СЭС), назначение которой – производство, преобразование, распределение и управление электрической энергией.

Составной частью СЭС являются источники электропитания, которые представляют собой комплексы элементов, приборов и аппаратов, выраба-тывающих электрическую энергию. Мощность последних зависит от класса летательного аппарата (или другого транспортного средства), его назначения, величины, скорости, дальности и высоты полета, типа двигателя и т.д.

Все источники электропитания могут быть разделены на две группы – на источники первичного и вторичного электропитания.

Источниками первичного электропитания называются устройства, преобразующие различные виды энергии в электрическую. К ним относятся генераторы постоянного тока (коллекторные и бесколлекторные); генераторы переменного тока (в основном это синхронные генераторы); электрохимиические источники (аккумуляторы, гальванические элементы, топливные элементы и др.); термоэлектрические генераторы; магнито-гидродинамические генераторы; солнечные и атомные батареи и другие устройства.

Напряжение первичного источника электропитания, как правило, нестабильно. Например, напряжение бортовой сети постоянного тока самолета изменяется от 23 В до 34 В (а в переходных режимах от 8 до 80 вольт), напряжение бортовой сети космических аппаратов – от 24 В до 40 В (это может быть солнечная батарея с буферным аккумулятором) изменяется и напряжение бортовой сети переменного тока.

Первичные источники электропитания не в состоянии удовлетворить всем требованиям, которые предъявляют устройства автоматики, бортовая вычислительная техника, информационные устройства, средства связи, пилотажно-навигационные и контрольно-измерительные приборы радиоэлектронная и другая аппаратура. Для нормальной работы этих устройств и аппаратуры требуется большое число номиналов питающего и напряжения постоянного и переменного тока в диапазоне от долей вольт до десятков тысяч вольт при различных значениях потребляемых токов.

Нормальное функционирование большинства современных наземных и особенно бортовых электрических установок возможно лишь при поддержании питающих напряжений с заданной степенью точности. Эти и ряд других задач решаются средствами источников вторичного электропитания (ИВЭП).

В общем, источники вторичного электропитания предназначены для преобразования напряжения первичного источника в напряжение требуемого уровня и рода тока, а также для повышения качества электрической энергии, поступающей к потребителям [24].

Всю совокупность функций выполняемых ИВЭП можно разделить на две группы: Основные, невыполнение которых нарушает нормальное функционирование электронного или другого устройства и приводит к его отказу и сервисные функции, невыполнение которых приводит к ухудшению эффективности работы устройства.

Таким образом, любой стабилизированный источник вторичного электропитания представляет собой совокупность нескольких функциональ-

ных узлов, выполняющих различные виды преобразования электрической энергии: РАСПРЕДЕЛЕНИЕ – ТРАНСФОРМИРОВАНИЕ – ВЫПРЯМЛЕ-НИЕ – ФИЛЬТРАЦИЮ – ИНВЕРТИРОВАНИЕ – ТРАНСФОРМИРОВАНИЕ – РЕГУЛИРОВАНИЕ – СТАБИЛИЗАЦИЮ – УСИЛЕНИЕ – ЗАЩИТУ – КОНТРОЛЬ – СИГНАЛИЗАЦИЮ – УПРАВЛЕНИЕ – КОМмУТАЦИЮ.

Рассмотренная структура ИВЭП не является единственной, поскольку функции, выполняемые входящими в нее устройствами могут быть совмеще-ны, а в некоторых случаях отдельные устройства могут отсутствовать.

МОДУЛЬ 1.