- •Содержание
- •1 Оформление конструкторско-технической документации и Основные этапы проектировании электрооборудования
- •1. 1. Межгосударственные стандарты ескд, нормы и правила разработки технической документации
- •1. 2. Основные этапы проектировании электрооборудования
- •1. 3. Правила оформления текстовых документов
- •1. 4. Оформление графической документации
- •1. 5. Классификация электрических схем
- •5. Технологическая документация (тд)
- •2. Обобщенные задачи проектирования электрооборудования летательных аппаратов
- •2.1. Техническое задание на проектирование
- •2.2. Этапы проектирования
- •2.3. Характеристика условий эксплуатации элементов эла
- •2.4.. Методы защиты от внешних воздействий
- •2. Влияние влажности.
- •2.5. Специальные требования к эла
- •2.6. Организация процесса проектирования
- •2.7. Номенклатура конструкторской документации (кд) по гост2.102-68 (ст сэв 4768-84)
- •2.8. Испытания опытного образца. Опытное производство
- •2.9. Запуск в производство и снятие изделия с производства
- •Контрольные вопросы
- •3. Порядок проектирования электрооборудования самолетов
- •3. 1. Состав бортового оборудования летательных аппаратов
- •3. 2. Обобщенная методика проектирования электрооборудования летательных аппаратов
- •3.2 Общий порядок проектирования электрооборудования самолетов
- •3. 3. Проработка задания и требований заказчика
- •3. 4. Дестабилизирующие факторы, влияющие на работу электрооборудования летательного аппарата
- •3. 5. Специальные требования к ла
- •3. 6. Разработка эскизного проекта
- •3.7. Оборудование макета самолета
- •3.8. Рабочее проектирование
- •3. 9. Лабораторные испытания электрооборудования
- •Контрольные вопросы
- •4. Проектирование электрических сетей самолетов
- •4. 1. Основные параметры систем электроснабжения летательных аппаратов.
- •4. 2. Назначение и основные элементы электрических сетей
- •4. 3. Основные технические требования к электрическим сетям
- •4. 4. Методика расчета электрических сетей самолетов
- •4. 5. Общие положения расчета авиационных электросетей
- •I. Тепловые расчеты.
- •II. Электрические расчеты.
- •III. Специальные расчеты.
- •4. 6. Теплоотдача в условиях самолета
- •4. 7. Тепловой расчет электрических сетей
- •4. 8. Расчет на потерю напряжения разомкнутых электросетей
- •1. Простая разомкнутая сеть с одной сосредоточенной нагрузкой
- •2. Простая разомкнутая сеть с равномерно распределенной
- •4. 9. Расчет на потерю напряжения замкнутых электросетей
- •Контрольные вопросы
- •5. Обеспечение надежности при проектировании электрооборудования
- •5.1. Обеспечение надежности схем
- •5.2. Условия работы
- •5.3. Надежность производства
- •5.4. Изготовление и сборка
- •5.5. Надежность и резервирование
- •5.5.1. Методы резервирования.
- •5.6. Надежность и анализ отказов и аварийных режимов
- •5.7. Повышение надежности систем электропитания агрегатов, в состав которых входят эвм, при неисправностях первичной сети
- •Контрольные вопросы
- •Дайте определение понятия надежности.
- •Список литературы
- •Проектирование электрооборудования летательных аппаратов
- •450000, Уфа – центр, ул.К. Маркса, 12
4. 8. Расчет на потерю напряжения разомкнутых электросетей
Расчет сети на потерю напряжения сводится к определению сечений участков Sk при заданных токах нагрузки lk н, длинах участков lk и конфигурации сети, при которых потеря напряжения в сети ∆U не превышает допустимого значения ∆U доп ∆U < ∆U доп.
В любой разомкнутой сети по известным токам нагрузок I kH просто определяются токи на участках линии lk, значение которых необходимо для определения сечений участков Sk.
Разомкнутые сети для расчета на потерю напряжения могут быть сведены к нескольким типам, представленным на рис. 4. 5.
Рис. 4.5. Типовые расчетные схемы разомкнутых сетей:
а – с одной сосредоточенной нагрузкой; б – с равномерно распределенной нагрузкой; в – с несколькими сосредоточенными нагрузками;
г – с разветвленной на конце; д – произвольно разветвленная
1. Простая разомкнутая сеть с одной сосредоточенной нагрузкой
Потеря напряжения в линии (рис. 4. 6) складывается из падения напряжения в проводе ∆U пр = Ir = Il/γS и падения напряжения в переходных контактах ∆U пр = IΣrпер .
∆U = ∆U пр+∆U пер = Il/γS + IΣrпер.
Из уравнений сечение провода определяется
S = Il/γ(∆U доп - IΣrпер).
Если пренебречь потерей напряжения в переходных контактах или в случае сплошного провода, то получим
S = Il/γ∆Uдоп.
Отсюда можно найти так называемую критическую длину провода lкр, для которой каждому выбранному по таблице сечению S = Sтаб соответствует допустимый по нагреву ток I = Iдоп
Lкр = γSтаб∆Uдоп /I доп.
Рис. 4.6. Простая разомкнутая сеть с одной сосредоточенной нагрузкой.
UA – напряжение источника; UB – напряжение нагрузки; ∆Uпр – потеря напряжений в приводе; Iн – ток нагрузки; I – ток в линии;
1, 2, 3 – переходные контакты
Если фактическая длина линии не более критической (l < lкр) для заданного ∆Uдоп, то потерю напряжения в линии можно не определять, так как ∆U < ∆Uдоп
Из анализа уравнения вытекает, что решение поставленной задачи имеет смысл только при ∆U > ∆Uдоп;
Если задана относительная потеря напряжения
∆U % = (∆U /Uном)100 %
при условии, что ∆U %< 100 %, то уравнение запишется
S = 100Il / γUном∆U %.
Если задана потеря мощности
∆Р % = (∆P /Pном)100 % = (I2r/UномI) 100 %,
то из уравнения получаем известную формулу Доливо-Добровольского:
S = 100 Pном l/γU2ном Pном %.
2. Простая разомкнутая сеть с равномерно распределенной
нагрузкой
Пусть нагрузка равномерно распределяется на части линии. На рис. 4. 7 показаны такая линия, график распределения тока Iн и потери напряжения ∆U вдоль линии.
Потеря напряжения в линии складывается из двух составляющих
∆Ua2 = ∆Ua1 + ∆U12
Очевидно, при постоянном сечении линии S = const потеря напряжения на участке a1 равна
∆Ua1 = IHra1 = IHL1/γS.
Потеря напряжения ца участке 1 – 2 с распределенной нагрузкой находится так:
.
Рис. 4.7. Простая разомкнутая сеть с равномерно распределенной нагрузкой.
Iн- суммарный ток нагрузки; IL- ток в сечении L; ∆UА2- потеря напряжения в сети; ∆UА1, ∆UАL, ∆U12- потеря напряжения на соответствующих участках сети.
Из уравнений находим сечение провода
S = IHlпр/γ∆Uдоп .
Приведенная длина линии lпр при равномерной нагрузке:
lпр= L1 + (L2 - L1)/2.
Таким образом, линия с равномерно распределенной суммарной нагрузкой IH эквивалентна линии с сосредоточенной нагрузкой IH, приложенной к середине загруженного участка линии. Если нагрузка равномерно распределена вдоль всей линии (l1 = o), то приведенная длина определяется как lпр=0,5L2; если при этом налицо некоторая неравномерность распределения нагрузки, то lпр = (0,4 ÷ 0,6) L2, причем 0,4 соответствует большей нагрузке в конце линии, а 0,6 – в начале линии.
Разомкнутая сеть с несколькими сосредоточенными нагрузками (рис. 4.8).
Рис. 4.8. Разомкнутая цепь с несколькими сосредоточенными нагрузками:
∆U- потеря напряжения в сети; ∆U1, ∆U2… ∆U k- потеря напряжения на участках; I1,I2…Ik- токи на участках; r1(l1), r2(l2)…rk(lk)- сопротивления(длины) участков; R1(L1), R2(L2)… Rk(Lk)- сопротивления(длины) частей линии от источника А до приложения соответствующего тока нагрузки; I1н, I2н… Ikн- токи нагрузок
,
где Ik – сила токов,
Rk – сопротивление,
Lk – длина,
ΔUk – падение напряжения,
Ikn – токи нагрузки потребителей,
Rka – сопротивления участков сети,
Lka – длины от питательного пункта А до точки приложения k - ой нагрузки.Потери напряжения в сети
(4. 12)
при n сосредоточенных нагрузках
от А до К нагрузки (4. 13)
Из (4. 12) и (4. 13) уравнение потери напряжения в сети с n неизвестными сечениями участков Sк
(4. 14)
Дополнительные условия Sk = const, jk = const, вес сети V = Vmin
Первый вид расчета: S = Sk = const
Выражение (4. 14) можно записать в двух видах:
(4. 15)
(4. 16)
Введем понятие – суммарный момент токов относительно пункта А из (4. 15) и (4. 16)
(4. 17)
Искомое сечение сети S = M/γUдоп
Удельное сопротивление меди при температуре То = 15 оС –
0.0175, Ом мм2 /м; при температуре Т –
Второй вид расчета: –const.
Запишем (4. 14) в виде:
. (4. 18)
Из (4.18) jрасч = γΔUдоп/L,
где L – длина линии с допустимой потерей напряжения
ΔUдоп.– допустимые потери напряжения в линии.
Тогда Sk = Ik / jрасч .
Третий вид расчета: расчет на минимум веса сети. V = Vmin
(4. 19)
(4. 20)
Sk = Iklk/γ ΔUk
из (4. 19) и (4. 20) имеем
(4. 21)
Найдем минимум функции U = U(ΔU1 ΔU2... ΔUk…… ΔUn-1).
Из уравнения (4. 21) получим
. (4. 22)
Из (4. 22) с учетом (4. 21) (4. 23)
и (4. 24)
Пример: Дана сеть с несколькими сосредоточенными нагрузками (рис. 4. 9). Рассчитать тремя методами объем проводов.
На 4. 9 введены обозначения: vS – объем меди сети при расчете на постоянство сечения; vj – объем меди при расчете на постоянство плотности тока; vmin – минимум меди сети при заданной потере напряжения; S1, S2-– сечения участков сети.
S1 = S2 = S S1/S2 = 1
Рис. 4.9. График сравнения трех видов расчета сети с несколькими сосредоточенными нагрузками
(4. 25)
3)
При любом способе расчета данной сети наиболее нагруженным в тепловом отношении является головной участок, который в первую очередь проверяется по допустимому нагреву. Нетрудно показать, что наиболее рациональное распределение меди между участками с точки зрения нагрева получается при расчете на постоянство плотности тока.
В общем случае расчет разомкнутой сети с несколькими сосредоточенными нагрузками надо вести всеми тремя способами, выбирая каждый раз ближайшие стандартные сечения участков (для головного участка и рядом лежащих – ближайшие большие, для концевых – ближайшие меньшие).
После этого надо проверить реальную потерю напряжения и нагрева, затем путем сравнения трех фактических вариантов расчета выбрать оптимальный.
Разомкнутая, произвольно разветвленная сеть
Исходными данными для расчета, как и во всех предыдущих сетях, являются токи нагрузок IkH, длины участков lk и допустимые потери напряжений от источника до всех потребителей. Расчет таких сетей хотя и громоздок, но в конечном счете сводится к применению ранее изложенных методов расчета разомкнутых сетей.
На рисунке представлена разомкнутая, произвольно разветвленная сеть и последовательность ее расчета, которая сводится к следующему:
1. Выбирается одно из направлений за магистральное (например, ABCDEFG), сосредоточив все нагрузки в точках этой магистрали
Критерием для выбора магистрального направления может быть или максимально допустимая потеря напряжения или максимум суммы произведений токов на участках на длину участков () для выбранного направления.
Рис 4.10. Разомкнутая, произвольно разветвленная сеть.
а – исходная сеть, б – расчетная сеть по магистральному направлению, в – расчетные сети разветвлений
2. Полученная разомкнутая сеть с несколькими сосредоточенными нагрузками (см. рис) рассчитывается тремя методами (Sk = const, jk = const и V = Vmln) и выбираются оптимальные сечения участков магистрали SAB, SBС, SCD, SDE, SEF и SFG.
3. Подсчитывается потеря напряжения на участках магистрали от питательного пункта А до точек приложения сосредоточенных нагрузок ΔUAB, ΔUAС, ΔUAD, ΔUAE, ΔUAF.
4. Определяется допустимая потеря напряжения на разветвлениях относительно выбранной магистрали
ΔUDQ = ΔUAQ(доп) - ΔUАD ,
ΔUBP = ΔUAP(доп) - ΔUАB ,
ΔUBR = ΔUAP(доп) - ΔUАB.
5. Рассчитываются сечения участков разветвлений (рис. 4. 12) по законам расчета отдельных разомкнутых сетей с известными допустимыми потерями напряжений.
Рис 4. 11. К расчету сечений проводов
6. Проверяется, чтобы при выбранных сечениях Sk потери напряжения во всех направлениях исходной сети были не более допустимых значений.
В общем случае подобный расчет следует произвести для двух-трех магистральных направлений и затем выбрать оптимальный с точки зрения получения минимума веса и максимума эластичности сети.