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

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.

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
[pic], где [pic] - минимальное значение тока;

[pic]- максимальное значение тока;
[pic] ; [pic] ; [pic][pic]
[pic] ; [pic] ; [pic]

Таким образом, при заданных значения (i 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.

[pic]

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

То есть:
[pic] , [pic]
[pic],[pic]
[pic]; [pic]
[pic] = [pic]
[pic]
[pic]
После прохождения сигналов I(t), E(t) через усилитель, данные функции примут следующий вид :
[pic]

[pic]

Мощность потерь в дросселе определяется следующей формулой:

[pic] ;

(P – 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, fт1 =107 МГц, fт2 =106 МГц, [pic]; [pic]
Для n=1 [pic]

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

Тогда,

[pic], где [pic]

Запишем эту функцию через ряд
Фурье, тогда для 0