ВВЕДЕНИЕ 4
1 Литературный обзор 6
1.1 Обзор аналогов 6
1.2 Виды разрядов в газах 7
1.3 Топологии высоковольтных преобразователей 9
1.4 Виды аппаратных платформ 11
2 Проектный раздел 14
2.1 Разработка структурной схемы установки 14
2.2 Силовая часть 15
2.2.1 Выбор компонентов силовой части 15
2.2.2 Выбор элементной базы силовой части 17
2.3 Система управления 18
2.3.1 Выбор компонентов системы управления 18
2.3.2 Написание программного кода 18
2.3.3 Выбор индикаторов входных-выходных данных 21
2.4 Механическая часть 22
2.4.1 Выбор компонентов механической части и написание для него программного кода 22
2.4.2 Система позиционирования шагового двигателя 25
2.5 Разработка системы передачи выходного напряжения 27
2.5.1 Разработка схемотехники для снятия результатов пробивного напряжения с высоковольтной стороны 27
2.5.2 Модуляция напряжения и его передача 27
2.5.3 Выбор компонентов оптопередачи сигнала 29
2.5.4 Выбор компонентов системы измерения высоковольтного напряжения устройства 30
3 Экспериментальная часть 32
3.1 Сборка силовой части с платформой Arduino 32
3.2 Сборка схемы питания развязывающей системы на TL494 41
3.3 Работа с оптопередачей сигнала 48
3.4 Эксперименты с системой управления 67
4 Технологический раздел 70
4.1 Работа над разработкой платы в программе DipTrase 70
4.2 Травление печатной платы и пайка элементов 73
4.2.1 Технология изготовления печатной платы с использованием плёночного фоторезиста 73
4.2.2 Метод лазерно-утюжного травления (ЛУТ) 74
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 77
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 78
ПРИЛОЖЕНИЯ 82
Купить

Актуальность исследования.
В настоящее время большинство провинциальных технических университетов сталкиваются с проблемой устаревания материальной базы лабораторных комплексов. Это приводит либо к изъятию из использования лабораторных установок, либо их использование с большими рисками для преподавателей и студентов. Приобретение современных установок на кафедры не всегда является возможным ввиду недостатка финансирования. В этом случае заменой дорогостоящего оборудования могут выступать устройства, которые будут разрабатываться при участии студентов и применяться впоследствии при проведении лабораторных работ.
На данный момент в Тольяттинском государственном университете на кафедре «Промышленная электроника» отсутствует установка для проведения лабораторных работ по исследованию пробойных свойств воздушной среды. Предыдущее оборудование (стенд АМИ-60) было убрано из использования ввиду значительного возраста и небезопасности в эксплуатации. Из-за этого в данный момент данная лабораторная работа не проводится. Это негативно сказывается на учебном процессе, так как студенты не могут получить изучаемый материал в полной мере.
Объект исследования.
Объектом исследования является новое схемотехническое решение высоковольтной установки для исследования пробоя воздуха.
Цель диссертационной работы: разработка нового схемного решения системы для исследования пробойных свойств воздушной среды.
Задачи исследования:
1) обзор рынка установок с аналогичными характеристиками и применением
2) разработка структурной схемы устройства,
3) выбор элементов системы управления и написание для него программы,
4) расчет и выбор элементов силовой и механической частей,
5) сборка и отладка отдельных узлов,
6) проведение экспериментов и определение ключевых параметров установки.
Методы исследования:
Полученные осциллограммы работы узлов были зафиксированы опытным путем при помощи физических моделей схем. Значения параметров фиксировались при помощи специальной измерительной и записывающей аппаратуры.
Новизна работы:
Произведен выбор компактного схемотехнического решения высоковольтной установки с использованием дистанционного управления.
Практическая ценность:
Предложен вариант установки для исследования пробойных свойств воздуха, отличающийся от аналогов меньшими габаритами и стоимостью.
Положения, выносимые на защиту:
1) Схемотехническое решение высоковольтной установки
2) Программный код для микроконтроллера
Апробация работы:
• доклады на заседаниях кафедры “Промышленная электроника” в 2017-2019 гг;
• Основные положения работы раскрыты в статьях в научно-технической конференции «Прикладная математика и информатика: современные исследования в области естественных и технических наук» и научно-практической конференции «Дни науки ТГУ».
Публикации.
По теме диссертации опубликованы статьи в научно-технической конференции «Прикладная математика и информатика: современные исследования в области естественных и технических наук» и научно-практической конференции «Дни науки ТГУ».
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 84 страницах и содержащих 63 рисунка и 2 таблицы, списка литературы, включающего 31 наименование (в т.ч. 12 англоязычных).
Купить