Теоретичний розрахунок лінійного електричного кола залізничної телемеханіки й зв'язку

Зміст

Вступ

1. Завдання

2. Визначення комплексного коефіцієнта передачі напруги; розрахунок і побудова графіків АЧХ і ФЧХ

3. Амплітудно-частотна характеристика

4. Визначення параметрів електричного кола як чотириполюсника для середньої частоти

5. Розрахунок характеристичних параметрів електричного кола

6. Підбор електричної лінії для передачі енергії чотириполюснику по його характеристичним параметрам

7. Розподіл напруги уздовж лінії при її навантаженні на чотириполюсник

8. Робоче загасання каналу зв'язку, що складає з лінії й чотириполюсника

Висновок

Література

Вступ

У даній роботі зроблений теоретичний розрахунок лінійного електричного кола залізничної телемеханіки й зв'язку.

Реальне електричне коло зв'язку є складною структурою, що складається з великої кількості пристроїв, що передають, що розподіляє, перетворюючих електричну й інші види енергії. При розрахунках реальні електричні кола заміняють еквівалентними схемами, у яких реальні пристрої замінені сукупністю ідеальних (тобто які мають одну властивість) елементів, що спрощує розрахунки.

Завданням теорії лінійних електричних кіл є вивчення спільної дії всіх утворюючий ланцюг елементів загальними методами незалежно від фізичних процесів, що визначають їхню роботу.

Метою курсової роботи є оволодіння прийомами визначення комплексного коефіцієнта передачі напруги пасивного електричного кола, побудови залежностей АЧХ І ФЧХ, розрахунку характеристичних параметрів ланцюга, підбора електричної лінії для передачі енергії до чотириполюсника (чотириполюсника до лінії), розрахунку розподілу напруги уздовж лінії й визначення робочого загасання каналу зв'язку.

1. Завдання

1.1 Для пасивного лінійного електричного кола визначити комплексний коефіцієнт передачі напруги; розрахувати й побудувати графіки АЧХ і ФЧХ ланцюга.

1.2 Визначити параметри електричного кола як чотириполюсника, для середньої частоти обраного діапазону.

1.3 Розрахувати характеристичні параметри електричної цінуй на тій же частоті.

2.1 Підібрати електричну лінію для передачі енергії до чотириполюсника по його характеристичних параметрах ( Z_x; Г=a+jb ); довжина лінії вибирається з умови передачі.

2.2 Розрахувати й побудувати розподіл напруги уздовж лінії при її навантаженні на чотириполюсник.

2.3 Визначити робоче загасання каналу зв'язку, що складає з лінії й чотириполюсника при заданих Z_г і Z_н.

Схема:

R₂=0.82 кОм U=5 У

R₃=0.42 кОм Z_г=1.2 кОм

R₅=1.3 кОм _г=30

R₆=0.47 кОм

R₇=2.7 кОм

C=0.81*10^-9 Ф

L=100 мгн

Коефіцієнти чотириполюсника - A

2. Визначення комплексного коефіцієнта передачі напруги; розрахунок і побудова графіків АЧХ і ФЧХ

Виберемо В.

m і n - відповідно номера рядка й стовпця елемента матриці вузлової провідності, яка має індекси шуканих потенціалів ( -Y_ae ).

x і y - те ж, для вузлової провідності вхідного вузла ( Y_a ).

M_mn і M_xy - мінори елементів -Y_ae і Y_a.

Перевіримо формулу комплексного коефіцієнта передачі на двох частотах (=0 і (=(.

=0, X_L0, X_C

За законом Ома:

По отриманій формулі коефіцієнта передачі:

=, X_L, X_C0

За законом Ома:

Ом

Ом

По отриманій формулі коефіцієнта передачі:

3. Амплітудно-частотна характеристика

Фазочастотна характеристика

4. Визначення параметрів електричного кола як чотириполюсника для середньої частоти

Представимо схему у вигляді сполуки 3-х чотириполюсників:

Розрахунок параметрів кожного чотириполюсника окремо:

I. Одноелементний послідовний:

кОм

II. Г - образний з Т - входом:

кОм Гн

III. Т - образний:

кому кому Ф

А - параметри каскадної сполуки II і III чотириполюсників:

Для розрахунку сполуки ( I ) чотириполюсника з ( II-III ) чотириполюсником перейдемо від А - параметрів до Y - параметрів:

Перейдемо від Y - параметрів до А - параметрів:

Зробимо перевірку:

5. Розрахунок характеристичних параметрів електричного кола

Характеристичні параметри ел. ланцюга знайдемо по відомим А - параметрах:

6. Підбор електричної лінії для передачі енергії чотириполюснику по його характеристичних параметрах

Схема заміщення лінії:

Для найкращого узгодження лінії й чотириполюсника необхідно щоб

Розрахунок Z_В для різних типів лінії:

Кабельна мідна.

Ом/км

Гн/км

Див/км

Ф/км

Повітряна сталева.

Ом/км

Гн/км

Див/км

Ф/км

Повітряна мідна.

Ом/км

Гн/км

Див/км

Ф/км

Ближче всього по хвильовому опору підходить сталева повітряна лінія. Знайдемо довжину лінії.

З умови , де А - характеристичне загасання.

км

7. Розподіл напруги уздовж лінії при її навантаженні на чотириполюсник

Графік зміни амплітуди напруги уздовж лінії:

Даний вид графіка пояснюється тим що довжина лінії в кілька разів менше довжини хвилі. Якби довжина лінії становила 20 км. те графік мав би вид:

Графік зміни фази напруги уздовж лінії:

8. Робоче загасання каналу зв'язку, що складає з лінії й чотириполюсника

А - параметри лінії:

A - параметри сполуки лінії із чотириполюсником:

Висновок

Виконавши курсову роботу я ознайомився з основними методами розрахунку електричних кіл із зосередженими й з розподіленими параметрами, навчився знаходити їхні характеристичні опори й хвильові параметри, постійні передачі й коефіцієнти передачі напруги. Опанував навички побудови амплітудно-частотних і фазочастотних характеристик, і визначення робочого загасання каналу зв'язку.

Однією з найважливіших умов побудови каналів зв'язку є узгодження навантажень із джерелами сигналів для одержання максимальної потужності в навантаженні.

Всі розрахунки й побудова графіків у курсовій роботі виконувалися за допомогою програмного пакета MATHCAD 7.0 Pro.

Література

1.Коршкнов С.Е., Ленрен Н.М., Синцов Г.Н. Справочник по монтажу силового и вспомогательного оборудования на электростанциях и подстанциях. - К., 2005

2. Ідельчик В.М. Електричні системи і мережі: підручник для ВУЗів. - К., 2009

3. Афанасьєв В.В. і ін. Трансформатори струму. - К., 2005

4. Довідник для курсового та дипломного проектування// за ред. С.С. Ананічєва, А.Л. Мізина, С.Н. Шелюка - К., 1999

5. Правила устройства электроустановок. - К., 2009