 |
Расчет источника гармонических колебаний (ИГК)
|
|
|
|
Курсовая работа
По электротехнике
Студент: Сарайкин И.С.
Группа: РТ4-51
Преподаватель: Тарасенко И.А.
2016г.
Содержание:
1.Расчет источника гармонических колебаний (ИГК)…………………………………………………….6
1.1. Определить все токи, показания вольтметра и амперметра электромагнитной системы……………………………………………………………………………………………………………………………….7
1.2 Составить и рассчитать баланс мощностей…………………………………………………………………..8
1.3 Записать мгновенные значения тока и напряжения первичной обмотки трансформатора ТР и построить их волновую диаграмму…………………………………………………8
1.4 Представить исходную схему ИГК относительно первичной обмотки трансформатора эквивалентным источником (напряжения или тока). Определить его параметры и значение тока в первичной обмотке трансформатора. Сравнить значение тока со значением, полученным в п. 1.1…………………………………………………………………………………………9
1.5 Определить значения Mnq, Mnp, Lq, Lp ТР из условия, что индуктивность первичной обмотки Ln известна, U1=5В, U2=10В, а коэффициент магнитной связи обмоток k следует выбрать самостоятельно из указанного диапазона: 0,5 < k < 0,95 (n, p, q – номера индуктивностей ТР)…………………………………………………………………………………………………………..10
2. Расчет и анализ четырехполюсника………………………………………………………………………….12
2.1 Рассчитать токи и напряжения методом входного сопротивления (или входной проводимости), построить векторную диаграмму токов и напряжений…………………………12
2.2 Записать мгновенные значения u1 = u3= uвх, iвх и uвых определить сдвиг по фазе между выходным и входным напряжениями, а так же отношение их действующих значений.................................................................................................................................14
|
|
|
2.3 Определить, какое реактивное сопротивление нужно подключить к выходным зажимам четырехполюсника, чтобы uвх и iвх совпадали по фазе. Если при заданных значениях элементов схемы не удается получить требуемый результат (это должно быть теоретически обосновано), то для его достижения следует подключить реактивное сопротивление к входным зажимам параллельно четырехполюснику. В обоих случаях при этом необходимо определить входное сопротивление (проводимость), входной ток и добротность колебательного контура. Сравнить эти результаты с полученными в п.2.1……………………………………………………………………………………………………………………………………14
2.4 Определить передаточные функции четырехполюсника:
, 
……………………………………………………………………………………15
2.5 Определить и построить амплитудно- и фазочастотные характеристики. Используя частотные характеристики, определить uвых при заданном uвх. Сравнить результат с полученным в п.2.2……………………………………………………………………………………………………………15
2.6 Построить годограф – линию семейства точек комплексной передаточной функции при разных частотах в диапазоне частот от 0 до ∞ на комплексной плоскости…………………………………………………………………………………………………………………………17
33. Расчет установившихся значений напряжений и токов электрических цепях при несинусоидальном воздействии…………………………………………………………………………………….18
33.1 Рассчитать законы изменения тока 
и напряжения 
частотным методом, представив напряжение 
в виде ряда Фурье до пятой гармоники……………….18
33.2 Построить графики 
, 
, 
, 
в одном масштабе времени один под другим, где 
, и 
– суммарные мгновенные значения. Сравнить графики , с соответствующими в пп. 3.1, 3.2, сделать выводы…………………………………….19
|
|
|
33.3 Определить действующие значения несинусоидальных токов и напряжений (см.
п. 3.1), а также активную мощность, потребляемую четырехполюсником, реактивную мощность, коэффициенты формы кривых , , ……………………………………..20
33.4 Заменить несинусоидальные кривые , эквивалентными синусоидами…21
4. Расчет переходных процессов классическим методом……………………………………………22
4.1 Определить и построить переходную и импульсную характеристики цепи для входного тока и выходного напряжения. Показать связь этих характеристик с передаточными функциями, АЧХ……………………………………………………………………………………..22
4.2 Рассчитать и построить графики изменения тока и напряжения четырёхполюсника при подключении его к элементам с напряжением в виде ряда Фурье до пятой гармоники……………………………………………………………………………...24
4.3 Рассчитать и построить графики напряжения на выходе 
и на емкостях, а также токи на входе 
и в индуктивностях в квазиустановившемся режиме на интервале 
методом припасовывания……………………………………………………….27
Выводы……………………………………………………………………………………………………………….…………29
Список литературы……………………………………………………………………………………………….………30
вторичной обмотки 
ТР подается на вход повторителя, собранного на операционном усилителе (ОУ) DA1. Ориентировочные параметры такого усилителя следующие 
МОм, 
Ом, 
, 
МГц, где 
– коэффициент усиления по напряжению, а 
– верхняя рабочая частота. Для работы ОУ к нему необходимо подвести напряжение питания 
В. В приведенных ниже расчетах характеристики ОУ идеализированы. При этом считается, что входная проводимость и выходное сопротивление равны нулю, а коэффициент усиления имеет бесконечно большое значение. Выходное напряжение повторителя 
, мощность входного сигнала равна нулю, а мощность выходного может принимать любое значение в зависимости от нагрузки.
со вторичной обмотки 
ТР подается на инвертирующий вход компаратора – порогового элемента, преобразующего гармоническое (синусоидальное) колебание в разнополярные импульсы прямоугольной формы: 
В при 
, 
В при 
. Компаратор собран на ОУ DA2 с разомкнутой отрицательной обратной связью (ООС). В цепи без ООС коэффициент усиления ОУ оказывается чрезвычайно большим и синусоидальный сигнал преобразуется в прямоугольный. Следует обратить внимание, что напряжение 
и 
находятся в противофазе.
равны нулю, поэтому нагрузка трансформатора никакого влияния на активный двухполюсник не оказывает.
