ВВЕДЕНИЕ
1 Технико-экономическое обоснование темы дипломного проекта
2 Краткие сведения о принципе работы блока ИВЭП
2.1 Общие положения
2.2 Стабилизатор +15В/5,5А
3 Разработка конструкции
3.1 Обоснование конструктивного решения
3.2 Выбор материалов конструкции устройства и покрытий
3.3 Расчет конструктивных элементов печатной платы
4 Расчетная часть
4.1 Расчет теплового режима
4.2 Расчет надежности устройства
4.3 Расчёт вибропрочности
4.4 Расчет размерной цепи
5 Экспериментальная часть
5.1 Разработка 3D модели корпуса блока ИВЭП в пакете программ SolidWorks
6 Технологическая часть
6.1 Оценка технологичности конструкции
6.2 Разработка технологического процесса сборки стабилизатора +15В/5,5А
7 Экономическая часть
7.1 Составление плана-графика работ по дипломному проектированию
7.2 Составление сметы затрат на разработку
7.3 Расчет себестоимости опытного образца
7.4 Расчет проектной цены изделия
7.5 Расчет и выводы по эффективности предложений
8 Безопасность и экологичность проекта
8.1 Анализ условий труда на рабочем месте инженера-конструктора
8.2 Анализ экологичности проекта
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
С момента появления авиационной техники возникла необходимость определять пространственное местоположение летательных аппаратов для различных целей, таких как воздушное сопровождение, регулирование движением нескольких аппаратов, поражение средствами вооружения и др. В ранние периоды для осуществления этих целей применялось оптическое наблюдение за летательными аппаратами, что не позволяло выполнять требуемые действия при неблагоприятных погодных условиях и в ночное время. Данная задача существенно упростилась с применением радиоволн и эффекта их отражения от предметов – радиолокации. Характеристики первых радиолокаторов были низкими, а уровень развития радиотехники существенно усложнял размещение радиолокационных станций (РЛС) на борту летательных аппаратов. С развитием радиотехнической промышленности размеры радиолокаторов уменьшались, характеристики постепенно улучшались, применение РЛС в комплексе оборудования самолетов перестало быть редкостью и стало неотъемлемой его частью.
Трудно назвать какой-либо другой блок, без которого не может обойтись ни один вид радиоэлектронной аппаратуры. Источники вторичного электропитания (ИВЭП) необходимы и на суше, и на море, и в воздухе, и в космосе.
ИВЭП предназначены для получения напряжения, необходимого для питания различных электронных устройств. В то же время для работы электронных приборов необходимо постоянное напряжение, величина которого обычно не превышает нескольких вольт. Вторичные источники получают энергию от первичных источников: сети переменного тока, аккумуляторов или генераторов в подвижных объектах.
В конце 80-х гг. начинают выпускаться блоки ИВЭП. Первые ИВЭП были довольно крупных размеров и с высоким тепловым сопротивлением конструкции. В дальнейшем уменьшение площади (и объема) корпуса ИВЭП привело к локализации тепловыделения, уменьшению эффективности радиатора и к необходимости увеличения его объема и массы. Таким образом, увеличение удельной мощности собственно ИВЭП приводит к уменьшению реальной удельной мощности ИВЭП совместно с радиатором.
Основные особенности ИВЭП:
В настоящее время широкое применение получили импульсные источники вторичного электропитания.
Современные импульсные источники электропитания часто выполняются в виде модулей, имеющих снаружи только выводы подключения питающего напряжения и нагрузки. Иногда присутствует отверстие, предусмотренное для регулировки выходного напряжения. Корпуса таких модулей выполняются из алюминиевых сплавов, поэтому их используют в качестве радиаторов. Внутреннее пространство заполняется теплоотводящим компаундом, обеспечивающим, ко всему прочему механическую стойкость.
Выходное напряжение источника электропитания изменяется в процессе работы под воздействием изменений тока нагрузки, входного напряжения, температуры окружающей среды, а также под влиянием ионизирующих излучений, времени непрерывной работы, влажности окружающего воздуха, механических воздействий и т.д. Если отклонения напряжения превышают допустимую величину, в схему ИВЭП вводят стабилизаторы – устройства, обеспечивающие малые изменения выходного напряжения.
Целью данного дипломного проекта является разработка блока трехканального источника вторичного электропитания для антенной системы бортовой РЛС (БРЛС).
ИВЭП выполняют множество функций: электрическую изоляцию цепей питания друг от друга и от первичного источника; высокую стабильность вторичного питания напряжения в условиях значительного изменения первичного питания напряжения и нагрузок; эффективное подавление пульсаций во вторичных питающих цепях постоянного тока; требуемую форму напряжений переменного тока. В связи с развитием микроэлектроники и компьютерной техники резко выросли требования к стабильности напряжений и токов. Особенно жесткие требования предъявляют к ИВЭП в области измерительной техники.
ИВЭП обычно занимают от 20-80% общего объема радиотехнического устройства. Широкое применение интегральной гибридной технологии резко уменьшают вес и габариты радиотехнических устройств, в то время как относительный объем и вес вторичных источников электропитания возросли. Уменьшение веса, габаритных размеров и стоимости изделий в значительной степени зависит от правильного выбора и проектирования вторичных источников электропитания.
ИВЭП по своей физической сущности являются преобразователями вида и качества электрической энергии. Довольно редко удается осуществить питание всех устройств непосредственно от первичного источника электропитания. В большинстве случаев первичный источник или стандартная сеть по частоте, стабильности или напряжению оказываются непригодными для питания электронных устройств. Потому возникает необходимость преобразования электрической энергии.
Основной трудностью остается удовлетворение всей совокупности требований к источнику питания, поскольку, улучшение отдельных показателей может вызывать ухудшение других. Поэтому сегодня усилился поиск новых схемотехнических решений в области ИВЭП. Особенно ценными являются те, которые позволяют улучшить, если не все, то хотя бы несколько показателей качества.
Особенностью разработки данного устройства является одновременное использование как цифровой, так и аналоговой электроники. Аналоговая техника традиционно применяется в цепях формирования и усиления аналоговых управляющих сигналов. Цифровые системы целесообразно использовать в обработке слабых сигналов, а также в тех случаях, где требуется минимальный вес и размер. Использование блоков ИВЭП в составе БРЛС делает тему дипломного проекта актуальной в наши дни.
На основании технического задания и схемы электрической принципиальной в данном дипломном проекте рассмотрены основные вопросы разработки блока трехканального ИВЭП для антенной системы БРЛС, основной задачей которого является обеспечение питания электроприбора электрической энергией, при соответствии требованиям её параметров: напряжения, тока, и т. д. путём преобразования электроэнергии первичного источника питания.
Исходя из проведенной работы по анализу определяющих факторов и требований, предъявляемых к конструкции, выполнена компоновка блока, произведен технически обоснованный выбор элементов, входящих в блок трехканального ИВЭП для антенной системы, разработан технологический процесс изготовления печатной платы стабилизатора +15В/5,5А из состава блока трехканального ИВЭП для антенной системы.
Выполненные в ходе работы над дипломным проектом расчеты теплового режима, надежности, вибропрочности и размерной цепи блока трехканального ИВЭП для антенной системы показали, что выбранные конструкция блока, ЭРЭ, входящие в схему электрическую принципиальную, заданные режимы работы и эксплуатации полностью обеспечивают стабильную работу блока в пределах условий, заданных ТЗ.
В экспериментальной части дипломного проекта проводилось создание 3D-модели корпуса блока ИВЭП при помощи программы SolidWorks, с целью определения на этапе проектирования минимально возможных габаритов и массы блока. Полученные результаты подтвердили правильность выбранных конструктивных размеров составных частей блока и как следствие – физическую возможность создания блока в данном конструктиве в соответствии с требованиями ТЗ.
В технологической части дипломного проекта приведена операционная технология сборки, которая показывает этапы подготовительных и основных операций сборки печатного узла стабилизатора +15В/5,5А, а также необходимые инструменты для выполнения данной работы.
В экономической части был построен ленточный график разработки, были произведены расчеты сметы затрат на разработку и себестоимость опытного образца, которые показали, что внедрение данного проекта в производство является эффективным не только с технической, но и с экономической точки зрения.
В разделе «Безопасность и экологичность проекта» проанализированы опасные и вредные факторы, которым подвергается инженер-конструктор при конструировании блока, произведен расчет освещения рабочего места, в соответствии с которым составлена схема освещения данного помещения, также определены меры безопасности при работе с ПЭВМ. Анализ экологичности проекта показал, что данный проект полностью удовлетворяет требованиям по охране окружающей среды, предъявляемым к его проектированию и эксплуатации, то есть является экологически безопасным.
Графическая часть дипломного проекта позволяет представить конструкцию разработанного блока, его основных составных частей и выполнена в полном объеме, заданном техническим заданием, в соответствии с требованиями ЕСКД.
Область применения результата дипломного проектирования имеет определенную специфику в части применения, однако, важность разработки высока. Наиболее вероятным применением блока является применение его в антенных системах бортовых радиолокационных станций авиационной техники.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
