Файл: Наладка простых электронных теплотехнических приборов.docx

Министерство образования и науки Республики Саха (Якутия)

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Республики Саха (Якутия)

«Сунтарский технологический колледж»
Выпускная квалификационная работа

Наладка простых электронных теплотехнических приборов

Допущено к защите: __________________ Зам.директора по УПР С.Р. Андреева «___»___________________2023г.

Выполнил студент 3 курса группы «СКИПиА» Львов Илья Аликович Руководитель: Игнатьев Олег Васильевич

Работа защищена:

«___» ___________2023г
Оценка ГИА: __________

Сунтар 2023 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

ГЛАВА 1. НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОННЫХ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ. 5

1.1 Назначение электронных теплотехнических приборов 6

1.2 Устройство и принцип действия 9

ГЛАВА 2. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ 13

2.1 Техническая обслуживание электронных приборов 13

2.2 Техника безопасности и охрана труда 18

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 20

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 21

ВВЕДЕНИЕ

Выпрямителем называется устройство, предназначенное для преобразования переменного напряжения в постоянное. Основное назначение выпрямителей заключается в сохранении направления тока в нагрузке при изменении полярности напряжения, приложенного ко входу выпрямителя. Существуют разновидности полупроводниковых выпрямителей, отличающиеся количеством диодов и схемой их включения. Контакт двух металлов, полупроводников или металла с полупроводником обладает выпрямляющим действием. Это значит, что сопротивление такого контакта зависит от направления проходящего через него тока: в одном направлении (запорном) оно велико, противоположном (пропускном) - мало. Особенно резко выпрямляющее действие выражено на границе дырочного ( p ) и электронного ( n ) полупроводников. О таком контакте говорят как об электронно-дырочном (p-n) - контакте или переходе. Хорошие р-n -переходы не удается получить, прижимая один полупроводник к другому, из-за шероховатости поверхностей тел. Для получения хороших р-n -переходов в пластинку чистого полупроводника вводят две примеси: донорную, которая сообщает полупроводнику электронную проводимость и акцепторную, которая сообщает ему дырочную проводимость. Распределяют примеси таким образом, чтобы в одном конце пластинки имелся избыток одной примеси, а в другом конце - избыток другой. С точки зрения зонной теории проводимости границы энергетических зон в обоих полупроводниках совпадают.

---

Но примесные (промежуточные) уровни в запрещенной зоне расположены в электронном полупроводнике вблизи зоны проводимости, а в дырочном вблизи валентной зоны. Благодаря этому средняя энергия электрона проводимости и уровень ферми ЕF в первом полупроводнике будет выше, чем во втором полупроводнике.

Если полупроводники приведены в контакт, то электроны в большом количестве будут переходить из первого полупроводника во второй (и там рекомбинировать с дырками), а дырки из р - области будут переходить в n - область (и рекомбинировать с электронами). В тонком слое между полупроводниками появляется контактное.

В данной квалификационной работе дается описание конструкции, диагностика и обслуживание выпрямителя электронного тока на базе полупроводниковых приборов.

Объект исследования: обзор способов и устройств диагностирования выпрямителей.

Целью выпускной квалификационной работы является сравнение способов и устройств диагностирования выпрямителей.

Для реализации поставленной в работе цели, решаются следующие задачи:

1. Изучить схемы однофазного и трехфазного выпрямителя;

2. Провести сравнение способов устройств диагностирования;

3. Описать технологический процесс диагностирования и технического обслуживания. Обобщить полученные данные.

ГЛАВА 1. ВЫПРЯМИТЕЛИ ТОКА, ПРИНЦИП РАБОТЫ И СХЕМЫ ВЫПРЯМЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Принципы выпрямления переменного тока, наиболее часто встречающиеся схемы выпрямителей, полупроводниковые элементы, которые применяются в этих схемах.

Выпрямителями называются устройства, предназначенные для преобразования переменного тока в постоянный. Общая схема стандартного однофазного выпрямителя состоит из трансформатора, выпрямительного блока на основе полупроводниковых диодов и сглаживающего фильтра в виде конденсатора.



Трансформатор служит для преобразования переменного напряжения сети 220V в необходимое выходное напряжение нагрузки. Выпрямительный блок (диодный мост) преобразовывает переменный ток в постоянный пульсирующий, а сглаживающий фильтр преобразовывает его в ток, близкий по форме к постоянному току.

---

В качестве диодных выпрямителей могут использоваться как четыре отдельных диода, так и диодная сборка в едином корпусе. На схемах диодный мост обычно изображается таким образом:

 



 

Современные выпрямители различают по типу используемых выпрямителей, схеме их включения и числу фаз. Также выпрямители могут быть управляемые и неуправляемые.

1. Однофазные выпрямители

Основными схемами однофазных выпрямителей являются однополупериодная и двухполупериодная (мостовая или со средней точкой).

Однофазная однополупериодная схема является самой простейшей схемой выпрямителя.



Трансформатор преобразовывает сетевое напряжение первичной обмотки Uc в напряжение вторичной обмотки U2. Так как диод Д имеет одностороннюю проводимость, ток I2 будет протекать только при положительной полуволне вторичного напряжения, при отрицательной полуволне диод будет закрыт. Так как ток в нагрузке Rн протекает только в один полупериод, отсюда и название выпрямителя - однополупериодный.

К недостаткам однополупериодных выпрямителей следует отнести униполярный ток, который, проходя через вторичную обмотку, намагничивает сердечник трансформатора, изменяя его характеристики и уменьшая КПД, высокий уровень пульсаций и большое обратное напряжение на диоде.

Двухполупериодные схемы выпрямления уже значительно интересней. Из них наибольшую популярность приобрела мостовая схема включения диодов.


Схема состоит из трансформатора и четырех диодов, собранных мостом. Одна из диагоналей моста соединена с выводами вторичной обмотки трансформатора, вторая диагональ с нагрузкой. При положительном потенциале в точке a вторичной обмотки трансформатора ток пойдет по цепи точка a вторичной обмотки -A - диод Д1 - B - нагрузка 

---

Rн- D - диод Д3. К диодам Д2 и Д4 при этом приложено обратное напряжение, они заперты.

При изменении направления Э.Д.С и тока во вторичной обмотке положительный потенциал появится уже в точке b вторичной обмотки трансформатора. Ток при этом пойдет по цепи b - C - диод Д2 - B- нагрузка Rн - D- диод Д4.



Таким образом ток в нагрузке не меняет своего направления. Кривые напряжения и тока на нагрузке повторяют (при прямом напряжении на диодах U np ≈ 0) по величине и форме выпрямленные полуволны напряжения и тока вторичной обмотки трансформатора. Они пульсируют от нуля до максимального значения.

Кроме мостовой схемы выпрямления может применяться двунаправленная схема.



Схема состоит из трансформатора со средней отпайкой на вторичной обмотке и двух диодов. Когда в точке a имеется положительный потенциал ток протекает по цепи a - диод Д1- нагрузка Rн - отпайка 0 вторичной обмотки. При положительном потенциале в точке b вторичной обмотки ток потечет по цепи b - диод Д2- с - нагрузка Rн - отпайка 0вторичной обмотки.



На левом рисунке показана зависимость напряжения вторичной обмотки трансформатора от времени, на правом изменение тока нагрузки. Как следует из работы выпрямителя, направление тока в нагрузке неизменно. Вторичная обмотка трансформатора двухфазная и каждая фаза работает половину периода. Напряжение на нагрузке в любой момент равно мгновенному значению ЭДС фазы, работающей в данный момент.

К основным минусам данной схемы можно отнести необходимость делать отпайку вторичной обмотки трансформатора и большое обратное напряжение диода Uобр = 2U2м = 3,14U0, поэтому она не получила столь широкого распространения как мостовая схема.

2. Трехфазные выпрямители

Среди трехфазных схем наибольшее распространение получили однонаправленная схема выпрямления или схема Мицкевича и мостовая схема, известная также как схема Ларионова.

---

Рассмотрим сначала однонаправленную схему выпрямителя.



В однонаправленной схеме вторичные обмотки трехфазного трансформатора соединены звездой. К фазам а, b и с подключены диоды Д1, Д2 и Д3, катоды которых соединены в точке 0. Нагрузка Rн подключена между общим выводом трех вторичных обмоток трансформатора и общей точкой присоединения катодов.

Ток на каждом диоде будет протекать только тогда, когда потенциал на аноде будет выше потенциала на катоде. Это возможно в течении 1/3 периода, когда напряжение в данной фазе выше напряжений в двух других фазах. То есть когда U2а>U2b и U2a>U2c, диод Д1 будет открыт, в то время как Д2 и Д3 будут заперты. Под действием напряжения U2а ток замыкается через обмотку фазы а, диод Д1 и нагрузку Rн. В следующую треть периода открывается диод Д2, затем Д3 и т.д.

Напряжение нагрузки будет равно напряжению фазы с открытым диодом и следовательно ток нагрузки изменяется по тому же закону. При этом ток в нагрузке всегда будет больше 0.

Пульсация тока в такой схеме будет относительно невелика, что понижает требования к сглаживающему фильтру. Недостатком данной схемы, также как однофазной однополупериодной является намагничивание сердечника трансформатора.

Большее распространение в трехфазных выпрямителях получила мостовая схема Ларионова, так как она лишена недостатков однотактной схемы.



В такой схеме одновременно пропускают ток два диода - один с наибольшим положительным потенциалом анода относительно нулевой точки трансформатора из катодной группы диодов, другой - с наибольшим отрицательным потенциалом катода. Нагрузка подключается между анодной и катодной группой диодов.



В интервал времени t1-t2 пропускать ток будут диоды Д1 и Д4, так как наибольший положительный потенциал имеет анод фазы а, а наибольшим отрицательным потенциалом обладает катод фазы b. В интервале t2-t3 пропускать ток будут диоды Д1-Д6, в интервале t3-t4 — Д3-Д6, в интервале t4-t5 — Д3-Д2, в интервале 

---