Измерение потерь в дроссе

Московский Энергетический Институт

(технический университет)

кафедра ЭИ

Курсовая работа

 По теме: ”Измерение потерь в дросселе.”

Группа: ТФ-13-98

Студент: Поярков М.Ю.

Научный руководитель: Комаров Е.В.

Москва 2002г.

Содержание:

1. Техническое задание____________________________________________3

2. Введение и цель работы__________________________________________3

3. Анализ технического задания_____________________________________4

4. Реализация технического задания. Разработка структурной

схемы ___________________________________________________________7

5. Анализ элементов структурной схемы. Расчет узлов схемы

Измерение мощности потерь _____________________________________9

5.1 Блок управления драйвером________________________________9

5.2 Управление ключами с помощью драйвера___________________10

5.2.1 Ключи ___________________________________________12

5.3 Измерительная схема _____________________________________14

5.3.1 Фильтрация сигнала _______________________________14

6. Выводы _______________________________________________________14

7. Литература ____________________________________________________15

8. Приложение ___________________________________________________16

1.Техническое задание.

Разработать устройство измеряющее потери в дросселе, при следующих параметрах электрической цепи:

Рис 2

частота работы устройства f=(10¸100) кГц, среднее значение тока I₀=(1¸20)А,,индуктивности катушки дросселя .

I

Рис 1

 

t

E

T

t

необходимо обеспечить работу схемы (см рис1) в импульсном режиме, т.е. ток и напряжение должны изменяться как показано на рис2.

2. Введение и цель работы.

В настоящее время существует несколько методов оценки потерь в дросселе, при чем, большинство из них могут только качественно оценить потери в дросселе. Для реализации количественной оценки потерь было необходимо большое количество элементов, несколько источников питания.

Целью данной работы является разработка алгоритма и схемы измерения, позволяющей использовать меньшее число элементов и количественно оценить электрические потери, возникающие в дросселе при наличии в нем активного сопротивления. Благодаря появлению новой технической базы это стало возможным.

3. Анализ технического задания.

Для решения данной задачи необходимо рассмотреть несколько случаев, которые характеризуют процессы протекающие в дросселе.

Рис 3

В начале, рассмотрим идеальный случай, когда в дросселе отсутствует активная часть сопротивления. (см рис 3)

L L

E E

В данном случае среднее значение тока

, где  - минимальное значение тока;

- максимальное значение тока;

 ;  ;

;  ;

Таким образом, при заданных значения Di и L, мы можем, изменяя напряжение менять тем самым частоту работы схемы.

Теперь рассмотрим тот же случай при помощи гармонического анализа. Функцию напряжения E(t) (см рис2) можно представить в виде ряда Фурье.

Функцию тока I(t) (cм рис3) также можно представить аналогичным способом.

То есть:

 ,

,

;

T/2

0

=

После прохождения сигналов I(t), E(t) через усилитель, данные функции примут следующий вид :

Мощность потерь в дросселе определяется следующей формулой:

 ;

 DP – это мощность, которая будет на выходе умножителя без сигнала на его входе, т.е. это погрешность нуля.

При E=24 B, L=10^-4 Гн, f_т1 =10⁷ МГц, f_т2 =10⁶ МГц, ;  

Для n=1

Теперь рассмотрим случай, когда дроссель не идеальный, т.е. в дросселе присутствует активная часть сопротивления.

Тогда,

, где

Запишем эту функцию через ряд

Фурье, тогда для 0<t<T/2

t

t

Для случая n=1

для тех же значений L, E, T, R=10 Ом, t₁ , t₂.

P₁=14.6751 Вт.

Теперь рассмотрим следующий промежуток времени T/2<t<T,0<t<t₂

	t

Функция напряжения E(t):

 

для тех же значений L, E, T, R=10 Ом, t₁ , t₂. P₂=14.6752 Вт.

P= P₁ +P₂=29.3503 Вт.