Файл: Фабрикант, В. Л. Элементы устройств релейной защиты и автоматики энергосистем и их проектирование учеб. пособие.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 216

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

дует иметь в виду, что с увеличением Re уменьшается коэффици­ ент полезного действия схемы и увеличиваются габариты устрой­ ства, так как возрастают потери в Re.

Пример 5.5. Рассчитать устройство для стабилизации напряжения на уровне

^нагр.ном= 8

в

с

допустимым

отклонением ±3% . Напряжение питания изме­

няется в пределах

0 = 254-30 в.

Сопротивление нагрузки Рнагр=200 ом. Устрой­

ство должно

функционировать

при температурах 0 = 04-40°С, а также

при

замене стабилитрона другим экземпляром того же типа.

мощ­

Р е ш е н и е .

Учитывая малую допустимую погрешность и небольшую

ность нагрузки, применяем маломощный стабилитрон с малой температурной

зависимостью типа Д-818 [Л. 27].

Электрические параметры стабилитронов

типа Д-818 даны в табл. 5.1.

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 5.1

 

 

Тип стабилитрона

 

Параметры

Д-818\

Д-818Б

Д-818В

Д-818Г

 

Напряжение £/ст 0 стабилитрона при

9ч-11,25

6,754-9

7,24-10,8

7,654-10,35

г'обр о = 10 ма и 0 О= 25 °С, в . . .

Температурный коэффициент напряже-

ния к0, % / ° С ...................................

Максимальный Допустимый обратный

ток £ст, м а ...........................................

+ 0 , 0 2

—0 , 0 2

± 0 , 0 1

±0,0С5

33

33

33

33

Минимальный ток стабилизации

мин,

 

 

3

 

м а ..........................................................

 

 

 

3

3

3

 

Динамическое сопротивление /?д, ом .

25

25

25

25

 

П р и м е ч а н и я .

1. Значения к в

и »0 бр.мин даны для диапазона температур

0= (—554-+ 100)°С; значение iCT — для 0= (-554-+50)° С.

всего

диапа

2.

Значение

динамического

сопротивления дано

среднее для

зона токов и соответствует току »0 вр*=5 ма. Зависимость Яд=Д»обр)

дана

на

Рис. 5.45.

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

При выборе типа

стабилитрона

необходимо

учитывать, что

напряжени

на стабилитроне должно быть больше допустимого напряжения на нагрузке. Разность напряжений может быть поглощена падением напряжения на доба­

вочном

сопротивлении Rnoо (рис. 5.46). Минимальное

напряжение

на стабили­

троне будет

при

наименьшей

температуре

0 = 0 мин

и

наименьшим

токе

i'o6 p =

^обр.мин-

с учетом (5.99)

находим

 

 

 

 

 

По

(5.98)

 

 

 

 

 

 

^обр.мин ^

^ с т о мин [1 +

(^9/ 100) (0мин

0о)1 +

бобр.мин *0бр о)

(а)

219

Напряжение на нагрузке в этих условиях также будет минимальным и по заданным условиям

 

^нагр. мин =

П

0 ,0 3 ) £/„arpiH0M= (1

 

0 ,0 3 )8

=

7 ,7 6 в.

 

 

Учитывая, что UCT u m <lUCTO по табл.

5.1

выбираем

единственный

тип ста­

билитрона

Д-818А,

у

которого

всегда </„■ о >

^нагр.мин •

Проверяем

значение

■^обр.мин п0

(а)"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^обр.мин = 9 [1 + (0 ,0 2 /1 0 0 ) (0 -

25)] + (3 -

10) 10-»-60 = 8 ,53 >

Uo6p,мин = 7,76 в.

Здесь значения

Ucт .омИН= 9

в,

Л0 =О,О2%/°С,

0О=25°С,

i0бР. м . ш = 3

ма,

» о бро = 10 ма взяты из табл. 5.1. Значение

# д= 60

ом взято

по

кривой

рис.

5.45

при токе / 0

б р = » о б р .м и н = 3

ма.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5.45.

Зависимость Ra= f(i0бР)

Рис. 5.46. Схема к примеру 5.6

для

стабилитрона Д-818

 

Выбранный стабилитрон удовлетворяет требованиям по уровню напряжения.

2.Определяем максимальное и минимальное значения напряжения на

билитроне с учетом изменений температуры и экземпляра стабилитрона по

<5.99):

 

^ ст. макс — ^ с т о макс [1

 

Ю0) (6цакс

®о)] —

 

 

 

= 11,25 [1 +(0,02/100)(40 — 25)] =

11,28 в;

 

 

 

^ ст. мин =

^ ст омин [1 +

( V

100) (0 МИН -

0„)] =

 

 

 

=

9 [1 + ( 0 , 0 2 / 1 0 0 ) ( 0 —

25)] = 8 , 9 5

в .

 

 

Значение УСтомакс= 11,25 в взято из табл. 5.1.

 

 

/?дов

из усло

3.

Определяем

диапазон регулируемого сопротивления

погашения избытка напряжения в минимальном режиме:

 

 

 

 

 

 

^ o6d. мин

^нагр.мин

„

 

 

(б)

 

 

Ядо6 = -------*— 77--------------------- « нагр-

 

 

 

 

б'нагр.мин

 

 

 

 

а.

При максимальном значении £/0 бр.мив по (5.98)

 

 

 

 

^обр. мин ^ст. макс

(^обр. мин *°®Р

^Д- мин

^ст. мако

11,28

в,

220

здесь

принято значение /?д= 0 ,

так

как

минимальное

значение этого

сопротив­

ления

не гарантируется.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По (б) Ядоб= (11,28—7,76)200/7,76«90 ом.

 

 

 

 

 

б. При минимальном значении d/овр.мин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лдов= (8,53—7,76) 200/7,76 ж 20 ом.

 

 

Принимаем пределы регулирования / ? Д 0 6 = Ю-И00 ом.

значении тока

4.

Проверяем

выполнение условия

(5.109)

при максимальном

нагрузки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, < ( 1 +

0 , 0 3 ){/„

 

4/tfHarp =

(1 + 0,03)8/200 = 41,2-Ю-з а.

 

*нагр. р ^ '* I

’

'

нагр. ном

 

 

 

 

 

 

 

 

По условию (5.109)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1'нагр. р < 4 1 >2 - 10' 3 <

(^мин

d/CT) *ст

(^макс

^ст) ^обр

 

 

 

 

 

 

^макс

^мин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(25— 11,28)33-10-3 — (30 — 11,28) 3-10'»

 

 

 

 

 

 

 

30 — 25

 

 

 

 

= 82-10'* я .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принято Нст = £/ст.макс,

как худший случай.

 

 

 

может

Неравенство (5.109) выполняется и, следовательно, схема рис. 5.46

быть реализована.

 

 

 

 

 

 

балластного

сопротивления по

(5.107):

5.

Определяются пределы значений

 

 

^м акс

 

^ с т

,

г.

-

;

d/MHH— d/CT

 

 

 

 

: TJ-;

 

< Кб <

"т~:

.

 

 

 

 

1CJ -Г *нагр. р

 

 

*нагр +

*обр. мин

 

 

а. Для случая,

когда

Ueт имеет максимальное значение,

 

 

 

 

 

30— 11,28

 

 

 

25— 11,28

 

 

или

 

0,033 +

0,0412

< R 6 <

0,0412 +

0,003

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

252ом < Rq < 310 ом.

6.Для случая, когда (/<-,. имеет минимальное значение,

 

 

30— 8,95

 

25 — 8,95

 

или

 

0,033+0,0412 **

6 “*

0,0412 +

0,003 ’

 

 

 

283 ом < R6 < 363 ом.

 

 

 

 

 

 

 

Оба условия могут быть удовлетворены при 283 ож ^ Л о ^З Ю

ом. Выбираем

Лв=300 ом.

 

 

 

 

 

 

 

Если оба диапазона не могут быть удовлетворены одним значением сопро­

тивления, то можно предусмотреть

переключение

балластного

сопротивления,

как показано на рис. 5.46.

 

 

 

 

 

6 . Определяется относительное колебание напряжения на стабилитроне

AUoop. По (5.111)

 

 

 

 

 

 

или после деления на d/сто

 

 

 

 

 

Ad/рбр

Яд

Ш

*е_

25

30 — 25

0 , 0 2

 

£/<ГГ о

*б

Uс-

Л0 =

300

8,95

(40 — 0) = 0,055,

100

100

 

или ±2,75%.

221

Относительное колебание напряжения на нагрузке UKагр такое же, как на стабилитроне, т. е. ±2,75%, что соответствует условию.

7. Определяются мощности выбранных сопротивлений:

^ д о б = 4 г р Ядов <(41,2.10-»)* 1 0 0 = 0,17 вт;

PR6 = (»„. + i„arp)*R6 < (33,3 • 10'» + 41,2• 10-3)3 300 = 1,65 вт .

Выбираем R& на мощность PR65 * 2 вт.

§5.12. Кусочно-линейная аппроксимация заданной зависимости

Получение напряжения или тока на выходе, имеющих заданную нелинейную зависимость от тока на входе, достигается обычно методом кусочной аппроксимации. Требуемая зависимость,

например tBbIX= /(£ Увх), может быть задана

аналитически или гра­

 

 

фически.

Редко

удается подобрать

 

 

один такой нелинейный элемент,

 

 

чтобы

его

характеристика i — f(U)

 

 

полностью

совпадала с заданной

 

 

или была достаточно близка к ней.

 

 

Однако можно подобрать нелиней­

 

 

ный элемент так, чтобы его харак­

 

 

теристика

была

достаточно близка

 

 

к некоторому участку заданной ха­

 

 

рактеристики. Набором соответ­

 

 

ствующих

нелинейных

элементов

Рис. 5.47. Кусочно-линейная ап­

можно

 

составить

всю

заданную

характеристику

из

отдельных кус­

проксимация

заданной кривой:

ков. Методы кусочной аппроксима­

1—заданная характеристика; 2—гра­

ничные линии;

3—аппроксимирую­

ции изложены в [Л.

28].

Здесь же

щие

отрезки

рассматривается

лишь

простейший

теристики прямолинейными

случай — замена заданной харак­

отрезками, — также изложенный в

[Л. 28]. Как

будет показано

в § 5.13,

такие отрезки

могут быть

осуществлены при помощи вентилей и активных сопротивлений. Замена заданной характеристики прямолинейными отрезками

осуществляется следующим образом. Чертятся заданная характе­ ристика i=f{U) и две граничные характеристики, имеющие допус­

тимое отклонение от заданной.

Так, если допустима погрешность

± 5 % , то такими граничными

характеристиками будут 1макс =

= 1,05/(£/) и tMHH= 0 ,9 5 f(С/) (рис. 5.47). Затем внутри трубки, об­ разованной граничными линиями, проводятся прямолинейные от­ резки максимально возможной длины. Ординаты всех точек этих отрезков отличаются от ординат заданной характеристики на вели­ чину, не выходящую за пределы допустимого отклонения.

Как видно из рис. 5.47, отрезки касаются одной или другой гра­ ничной линии. Чем меньше допустимое отклонение, тем больше от­

222

Смотрите также файлы