Дать систематизированные основы знаний о системе электропитания РЛС РТВ и первичных источниках электрической энергии

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:

ЛИТЕРАТУРА:
Сисигин, И. В. Источники электропитания радиотехнических систем /
И. В. Сисигин, А. В. Беляев, А. И. Панас ; ЯВВУ ПВО. –– Ярославль, 2020. –– 220 с.
Зайченко Т.Н. Электропреобразовательные устройства радиоэлектронных средств: Учебное пособие. В 2-х частях. − Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2003. − Часть 1: Преобразователи параметров электрической энергии − 177 с

источник электропитания радиоэлектронной аппаратуры –– устройство силовой электроники, входящее в состав радиоэлектронной аппаратуры и преобразующее входную электроэнергию для согласования ее параметров с входными параметрами составных частей РЭА.

Источники электропитания (ИЭП) электронной аппаратуры (ЭА)
в зависимости от назначения обеспечивают:
- изменение уровня входного напряжения,
- выпрямление,
- инвертирование,
- стабилизацию,
- фильтрацию,
защиту ,
комбинацию этих функций.

КЛАССИФИКАЦИЯ ИЭП ПО ОСНОВНЫМ ПРИЗНАКАМ:
по входным параметрам;
выходной мощности Рвых;
виду выходной электроэнергии:
номинальному значению выходного напряжения Uвых:
степени постоянства выходного напряжения (тока);
допустимому отклонению номинального значения выходного напряжения (тока):
уровню пульсации (переменной составляющей) выходного постоянного напряжения (тока):
числу выходов.

КЛАССИФИКАЦИЯ ИЭП ПО ОСНОВНЫМ ПРИЗНАКАМ:
по входным параметрам:
ИЭП с входным напряжением переменного тока (однофазного или трехфазного),
ИЭП с входным напряжением постоянного тока,
ИЭП с входными напряжениями переменного и постоянного токов;

КЛАССИФИКАЦИЯ ИЭП ПО ОСНОВНЫМ ПРИЗНАКАМ:
выходной мощности Рвых:
ИЭП микромощные
(Рвых ≤ 1 Вт), малой мощности (Рвых = 1... 10 Вт),
средней мощности (Рвых = 10...100 Вт),
повышенной мощности (Рвых = 100...1 000 Вт),
большой мощности (Рвых > 1 000 Вт).
Отдельную группу составляют ИЭП с выходной мощностью 2,5...1 000 кВт для электропитания мощных передающих и приемных устройств, ускоряющих электроды ионной оптики и другой ЭА;

КЛАССИФИКАЦИЯ ИЭП ПО ОСНОВНЫМ ПРИЗНАКАМ:
виду выходной электроэнергии:
ИЭП с выходным напряжением переменного тока (одно- или многофазного),
с выходным напряжением постоянного тока,
комбинированные (с выходными напряжениями переменного и постоянного токов);

КЛАССИФИКАЦИЯ ИЭП ПО ОСНОВНЫМ ПРИЗНАКАМ:
номинальному значению выходного напряжения Uвых:
ИЭП с низким (Uвых < 100 В),
повышенным (Uвых = 100...1 000 В),
высоким (Uвых > 1 000 В) напряжением.
Источники электропитания с уровнем выходного напряжения свыше 1 000 В принято называть высоковольтными.

КЛАССИФИКАЦИЯ ИЭП ПО ОСНОВНЫМ ПРИЗНАКАМ:
степени постоянства выходного напряжения (тока):
ИЭП не стабилизирующие и стабилизирующие.
Стабилизирующие ИЭП обеспечивают постоянство выходного напряжения (тока) на заданном уровне при воздействии влияющих величин (изменении входного напряжения, выходного тока, температуры окружающей среды и др.).

КЛАССИФИКАЦИЯ ИЭП ПО ОСНОВНЫМ ПРИЗНАКАМ:
допустимому отклонению номинального значения выходного напряжения (тока):
ИЭП низкой точности (более 5 %),
средней точности (1...5 %),
высокой точности (0,1...1 %),
прецизионные (менее 0,1 %);

КЛАССИФИКАЦИЯ ИЭП ПО ОСНОВНЫМ ПРИЗНАКАМ:
уровню пульсации (переменной составляющей) выходного постоянного напряжения (тока):
- ИЭП с малым уровнем пульсаций (менее 0,1%),
со средним уровнем (0,1... 1 %),
большим уровнем (более 1 %);
числу выходов:
- ИЭП одноканальные (один выход)
- многоканальные (два и более выходов).

Источники электропитания совместно с устройствами защиты
и коммутации образуют систему электропитания (СЭП).
Различают :
централизованную,
децентрализованную ,
комбинированную СЭП.

В централизованной СЭП электропитание нескольких автономных устройств ЭА осуществляется от общих для них ИЭП через устройства распределения.
В децентрализованной СЭП каждое автономное устройство
ЭА обеспечивается электропитанием от собственных ИЭП.
В комбинированной СЭП электропитание автономного устройства ЭА производится как от общего (централизованного),
так и от автономного ИЭП, принадлежащего данному устройству ЭА.

система электроснабжения общего назначения –– совокупность электроустановок и электрических устройств энергоснабжающей организации, предназначенных для обеспечения электрической энергией различных потребителей (приемников электрической энергии).

ВИДЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ:
от первичных источников:
переменное напряжение 3–380 В, частотой 50 Гц;
переменное напряжение 3–230 В, частотой 400 Гц;
постоянное напряжение 12–27 В;

ВИДЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ:
от вторичных источников:
постоянное напряжение ±12 В;
постоянное напряжение ±5 В;
постоянное напряжение ±2–4 В;
постоянное напряжение 24–27 В;
постоянное напряжение 1 000–10 000 В;
постоянное напряжение +15 В.

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ РЛС
Рис. 1.1. Обобщенная структура системы электропитания РЛС

РАБОТА СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ РТС
Первый этап реализуется электрическими машинами, гальваническими элементами и др. и обеспечивает первичное преобразование неэлектрической энергии в электрическую.
Как правило, на этом этапе генерируются электрическая энергия переменного напряжения от десятков вольт до сотен киловольт с токами до десятков тысяч ампер или электрическая энергия постоянного тока от 1 до 24 вольт с токами до сотен ампер.

РАБОТА СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ РТС
На втором этапе происходит преобразование электрической энергии, полученной от первичных источников, в энергию, пригодную для потребления непосредственно РЭУ и системами.
Отдельные устройства и компоненты могут потреблять и первичную энергию (реле, контакторы, электрические двигатели и т. д.).

РАБОТА СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ РТС
На третьем этапе происходит передача энергии потребителям
и контроль ее параметров.
Четвертый этап, внешний по отношению к системе электропитания, характеризует полезное преобразование электрической энергии непосредственно нагрузкой (ЭМ излучение, световое излучение, тепловое излучение, механическое движение и т. д.).

РАБОТА СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ РТС
Пятый этап показывает, что в некоторых случаях электрическая энергия вновь преобразуется в первичную энергию для последующего получения нового вида электрической энергии (заряд аккумулятора, работа ПСЧ, работа компрессора).
Таким образом, система электропитания РТС охватывает все этапы получения, преобразования и использования электрической энергии иллюстрируя закон сохранения энергии.

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ РЛС
Рис. 1.1. Обобщенная структура системы электропитания РЛС

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ РЛС
Рис. 1.2. Типовая структура системы электропитания РЛС

РИС. 2 ТИПОВАЯ СТРУКТУРА СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ РЛС.

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ РЛС
Первичные источники энергии:
промышленная сеть, через ПТП 10/380 - 200 кВт (передвижная трансформаторная подстанция);
ДЭС – дизель электростанция;
Агрегат АБ – агрегат питания (карбюраторный двигатель и генератор до 30 кВт)
ГОМ – генератор отбора мощности, на валу двигателя шасси РЛС
ГАП – газотурбинный агрегат питания (турбина +генератор)
АКБ – аккумуляторная батарея.

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ РЛС
Вторичные источники:
преобразователь частоты (ПСЧ);
блоки питания отдельных узлов и компонентов аппаратуры;
элементы коммутации и защиты.

2. ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Генератор – устройство преобразующее энергию различного вида в электрическую.
Электрической машиной называется электромагнитное устройство, предназначенное для взаимного преобразования механической и электрической энергии.

2. ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Сущность закона электромагнитной индукции
Рис.2.1. Получение э.д.с.
ПРАВИЛО ПРАВОЙ РУКИ
2.1. Законы электромагнитной индукции и электромагнитных сил

2. ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Сущность закона электромагнитных сил
Рис.2.2. Получение электромагнитной силы проводника.
ПРАВИЛО ЛЕВОЙ РУКИ
2.1. Законы электромагнитной индукции и электромагнитных сил

2. ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Синхронный генератор переменного тока
Рис.2.3. А. Индуктор – ротор, якорь – статор
Б. Индуктор – статор, якорь – ротор
1 – статор; 2 – ротор;
3 – полюс индуктора; 4 обмотка якоря.
А. Б.

2. ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Синхронный генератор переменного тока
Рис.2.4,а,б. Индуктор – ротор, якорь – статор
1 – статор; 2 – ротор;
3 – полюс индуктора; 4 обмотка якоря.
а
б

3. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ.
Рис.3.1. Внешний вид преобразователя типа ПСЧ:
а)- ПСЧ-30К, б)
а)
б)