Модернизация системы вторичных источников питания зенитного ракетного комплекса "Стрела-10"

Анализ системы вторичных источников электропитания зенитного ракетного комплекса "Стрела-10". Характеристика схематических импульсных стабилизаторов. Анализ работы модернизированного стабилизатора напряжения. Расчет его элементов и основных параметров.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Введение

Поддержание войск Противовоздушной Обороны в постоянной боевой готовности требует постоянного совершенствования имеющихся образцов вооружения. Одним из направлений совершенствования вооружения являются его модернизация. Модернизация должна быть направлена на повышение боевой эффективности образцов.

Важным направлением модернизации является улучшение характеристик и параметров системы электропитания аппаратуры, уменьшение её габаритов и веса, повышение надежности и КПД. От качества питающих напряжений и бесперебойности работы источников питания существенным образом зависит стабильность работы и надежность аппаратуры, и в конечном итоге способность комплекса ВПВО выполнить боевую задачу. При модернизации зенитно-ракетного комплекса «Стрела-10» ни разу не были затронуты системы источников электропитания, хотя элементная база ВИП достаточно сильно изменилась. Особое внимание заслуживают импульсные стабилизаторы напряжения, собранные с использованием новой элементной базы.

Актуальность данной работы обусловлена необходимостью модернизации системы ВИП зенитного ракетного комплекса (ЗРК) «Стрела-10», для обеспечения повышения надежности и других параметров и характеристик.

Целью дипломного проекта является разработка импульсного стабилизатора, используя новую элементную базу и схемотехнические решения, что обеспечит повышение надежности и других его характеристик.

Дипломный проект состоит из введения, трех разделов и приложений.

В первом разделе приведены общие требования, предъявленные к ВИП, система ВИП БМ 9А35М, название и состав блока БК5.087.110. Изложен анализ работы стабилизатора напряжения на +24 В, 10А, проведены расчеты основных параметров и надежности стабилизатора, а также указаны основные направления модернизации блока БК5.087.110.

Во втором разделе рассматриваются основные тенденции развития современных источников электропитания, анализ схематических импульсных стабилизаторов, а так же проводится расчет элементов предположенного стабилизатора и его работа.

В третьем разделе разрабатывается печатная плата предполагаемого стабилизатора напряжения и производится расчет надежности разработанного стабилизатора напряжения.

В заключении изложены результаты работы и выводы.

модернизированный стабилизатор напряжение ракетный

1. Анализ вторичных источников электропитания БМ 9А35М

1.1 Общие требования, предъявляемые к вторичным источникам электропитания РЭС

К системам вторичных источников электропитания предъявляются технические и конструктивно-технологические требования. Следующие специальные технические требования указываются в техническом задании на разработку:

· электрические требования;

· эксплуатационные требования;

· конструктивно-технологические требования.

К электрическим требованиям можно отнести:

· соответствие номинального значения выходного питающего напряжения постоянного и переменного токов и допуска на точность их установки типовым значениям;

· коэффициент пульсации выходных напряжений постоянного тока определяется требованиями аппаратуры и задается из следующего ряда: 0,01; 0,02; 0,03; 0,05; 0,1; 0,2; 0,3; 0,5; 1; 2; 3,5%;

· суммарная нестабильность выходного напряжения при воздействии всех дестабилизирующих факторов - задается в процентах от номинального напряжения: 0,1; 0,5; 1; 2; 3; 5; 10%;

· коэффициент стабилизации не должен быть ниже 1000;

· электрическая защита источника питания от перегрузки или короткого замыкания в нагрузке.

К эксплуатационным требованиям можно отнести:

· надежность - значение вероятности безотказной работы в течение

заданного промежутка времени или среднее значение времени наработки на отказ;

· время готовности источника питания или время выхода его на режим;

· способы дистанционного управления источниками питания;

· способы сигнализации о неисправностях, контроля выходных параметров;

· режим и длительность работы - непрерывный, импульсный или комбинированный;

· работоспособность в условиях воздействия механических факторов: вибрации, ускорения, ударов, транспортирования;

· работоспособность в условиях воздействия различных климатических факторов;

· безопасность и простота обслуживания;

· ремонтопригодность.

К конструктивно-техническим требованиям можно отнести:

1. конструкция источников питания должна быть совместимой с аппаратурой, для которой они разрабатываются. Кроме того, к ВИП предъявляется ряд специфических конструктивно-технологических требований, основными из которых являются:

2. масса устройств должна быть минимальной;

3. способ охлаждения ВИП используется принятый для комплекса в целом;

4. технологичность конструкции и преемственность конструктивных решений;

5. требования по унификации и стандартизации;

6. конструкция ВИП должна исключать возможность случайного сдвига органов регулирования.

Некоторые перечисленные требования являются противоречивыми. Основной и наиболее трудной задачей разработчика при проектировании ВИП является отыскивание компромиссных решений, при которых наряду с обеспечением заданных электрических требований удовлетворялись бы требования по снижению массы приборов.

Рассмотрим, насколько соответствует система ВИП ЗРК «Стрела-10» данным требованиям.

1.2 Система вторичных источников электропитания БМ 9А35М

Различают вторичные и первичные ИИП. Во вторичных ИИП нет электрических развязок между входными и выходными цепями. Они используются там, где развязка от сети уже существует, или там, где эта развязка не требуется, например в устройствах с аккумуляторным питанием. В первичных ИИП входные и выходные цепи электрически изолированы друг от друга. Их переключающие транзисторы установлены в цепях первичных обмоток высокочастотных трансформаторов. Эти трансформаторы обеспечивают передачу энергии во вторичную обмотку. Поскольку такие схемы работают на высоких частотах, применяемые трансформаторы имеют сравнительно небольшие размеры.

В настоящее время наиболее распространены однотактные преобразователи, т.к. они имеют простую схему, небольшое количество элементов, обладают высоким энергетическим потенциалом, сравнительно недороги.

Вторичный источник питания (ВИП) предназначен для преобразования напряжения первичного источника питания 21,6-28,8 В в стабилизированные напряжения +28 и +30 В. Конструктивно ВИП выполнен в виде двух блоков: преобразователя и стабилизатора. Функционально в состав ВИП входят схема включения, каналы 28 В и 30 В, которые выполнены по аналогичным схемам. В состав каждого канала входят: задающий генератор, усилитель мощности, выпрямитель и стабилизатор.

Выходные напряжения ВИП контролируются с помощью вольтметра, установленного на ПО, где размещен потенциометр регулировка 28 В, с помощью которого регулируется выходное напряжение канала 28 В.На (рисунке 1.1) приведена структурная схема вторичных источников электропитания БМ 9А35М.

Рис.1.1 - схема вторичных источников электропитания БМ 9А35М

Напряжение 24В поступает от АКБ на преобразователь-стабилизатор, который вырабатывает два напряжения: +28В и +30В. Далее эти напряжения поступают через вращающееся контактное устройство (ВКУ) на блок релейный (БР). БР является основным коммутирующим блоком и служит для обеспечения работы аппаратуры и ракет в режимах «Борт», «Слежение», «Пуск».

С БР напряжения величиной +28 В подаются на:

пульт оператора (ПО), наземный радиолокационный запросчик (НРЗ), пассивный радиопеленгатор (ПРП) и аппаратуру оценки зоны (АОЗ). Для обеспечения работы АОЗ в нее поступают 24 В от СЭП пусковой установки и 115 В, 400 Гц преобразователя ПО-500А.

Напряжения 28 и 30 В поступают в блок коммутации (БК) на схему включения бортовой сети и разгона. Эта схема подключает напряжение 28 В к элементам ракеты для питания электрических схем. Проводится автоматический анализ типа ракеты, подключенной в АЗ. Напряжение 30 В через схему включения поддержания оборотов поступает в ГСН ракеты в качестве напряжения разгона ротора.

БК является связующим звеном АЗ с ракетами и обеспечивает:

подключение к аппаратуре всех цепей ракеты, выбранной для пуска;

подачу в ракету всех питающих напряжений и команд;

автоматическое переключение напряжения разгона ротора ГСН ракеты на напряжение поддержания оборотов;

работу аппаратуры в режиме автоматического переключения постов;

арретирование ГСН при включении режима «Слежение» и сигнала «Увод»;

отключение сигнала «Увод» по команде «Пуск»;

включение пирозапалов батареи питания, порохового газогенератора, предохранительно-исполнительного механизма и двигателя ракеты по команде «Пуск»;

переключение каналов ГСН ракеты;

поджиг пирозапалов блока азотного питания для стравливания азота после старта ракет.

1.3 Назначени...