Розанов Ю.К. Основы силовой электроники (1992) (1096750)
Текст из файла
ББК 31264.5 Р64 УДК 621.382.001.5 ПРЕДИСЛОВИЕ Автор 220Ю70500-190 00-91 Ы1(01)-92 ББК 31.204.9 © Автор, 1992 1ЯПч1 5-283-00681-6 Рецензент доктор техн. наук Ф. И. Ковалев Резанов Ю. К. Р64 Основы силовой электроники.— Мл Энергоатомиздат, 1992; — 296 с'.: ил. 1ЬВ1ч 5-283-00681-6 Излагагоэся принципы преобразования электрической энергии: выпрямленна, инвертирования, преобразования частоты и др. Описаны основные схемы преобразовательных устройсгв, способы управления ими и регулирования основных параметрон, показаны области рационального использования различных типов преобразователей.
Рассмотрены особенности конструирования и эксплуатации. Для инженеров и техников по разработке и эксплуатации электрических систем, содержащих преобразовательные устройства, а также занятых испытанием и обслуживанием преобразовательной техники. Книга издана нри содействии Консорциума «Электромеханика и силоваэ электроника» нри Московском энергегничсском икститутс Силовая электроника является постоянно развивающейся и перспективной областью электротехники.
Достижения современной силовой электроники оказывают большое влияние на темпы технического прогресса во всех развитых индустриальных обществах. В этой связи возникает необходимость для широкого круга научно-технических работников в более ясном понимании основ современной силовой электроники. Силоваи электроника имеет в настоящее время достаточно глубоко разработанные теоретические основы, однако автор не ставил перед собой задачи даже частичного нх изложения, поскольку этим вопросам посвящены многочисленные монографии и учебники. Содержание настоящей книги и методика его изложения рассчитаны в первую очередь на инженернотехнических работников, не являющихся специалистами в области силовой электроники, но связанных с применением и эксплуатацией электронных устройств и аппаратов н желающих поэ1учить представление об основных принципах работы электронных устройств, их схемотехнике и общих положениях по разработке н эксплуатации.
Кроме того, большинство разделов книги может быть также использовано учащимися различных технических учебных заведений при изучении дисциплины, в программу которых входят вопросы силовой электроники. Автор благодарен всем товарищам, оказавшим помощь при подготовке рукописи к печати, а также лектору техн. наук Ф. И, Ковалеву за ценные замечания, сделанные им при рецензировании рукописи.
Автор с благодарностью примет все замечания, которые просит направлять по адресу: 113114, Москва, М-1!4, Шлюзовая наб., 1О, Энергоатомиздат. ВВЕДЕНИЕ В электронной технике выделяют силовую и информационную электронику. Силовая электроника первоначально возникла как облазь техники, связанная преимущественно с преобразованием различных видов электроэнергии на основе использования электронных приборов. В дальнейшем достижения в области полупроводниковых технологий позволили значительно расширить функциональные возможности, силовых электронных устройств и соответственно области их применения.
Устройства современной силовой электроники, позволяют управлять потоками электроэнергии не только в целях ее преобразования из одного вида в другой, но и распределения, организации быстродействующей защиты электрических цепей, компенсации реактивной мощности и др. Эти функции, тесно связанные с традиционными задачами электроэнергетики, определили и другое название силовой электроники — энергетическая электроника. Информационная электроника преимущественно используется для управления информационны(ии процессами.
В частности, устройства информационной электроники являются основой систем управления и регулирования различными объектами, в том числе и аппаратами силовой электроники. Однако несмотря на интенсивное расширение функций аппаратов силовой электроники и областей их применения основные научно-технические проблемы и задачи, решаемые в области силовой электроники, связаны с, преобразованием электрической энергии. Электроэнергия используется в разных формах: в виде переменного тока с частотой 50 Гц*, в виде постоянного тока (свыше 20'.4 всей вырабатываемой электроэнергии), а также переменного тока повышенной частоты или токов специальной формы (например, импульсной и др.). Это различие в основном е За исключением США и некоторых других стран, где за осиовную нринкта частота 60 Гц.
4 обусловлено многообразием и спецификой потребителей, а в ряде случаев (например, в системах автономного электроснабжения) и первичных источников электроэнергии. Разнообразие в видах потребляемой и вырабатываемой электроэнергии вызывает необходимость ее преобразования. Основными видами преобразования электроэнергии являются: 1) выпрямление (преобразование переменного тока в постоянный); 2) инвертирование (преобразование постоянного тока в переменный); 3) преобразование частоты (преобразование переменного тока одной частоты в переменный ток другой частоты), Существует - также ряд других, менее распространенных видов преобразования: формы кривой тока, числа фаз и др. В отдельных случаях используется комбинация нескольких видов преобразования.
Кроме того, электроэнергия может преобразовываться с целью улучшения качества ее параметров, например для стабилизации напряжения или частоты переменного тока. Преобразование электроэнергии может производиться различными способами. В частности, традиционным для электротехники является преобразование посредством электромашинных агрегатов, состоящих из двигателя и генератора, объединенных общим валом. Однако этому способу преобразования присущ ряд недостатков: наличие подвижных частей,- инерционность и др.
Поэтому параллельно с развитием электромашинного преобразования в электротехнике большое внимание уделялось разработке способов статического преобразованиаа электроэнергии, Большинств~) таких разработок основывалось на использовании нелинейных элементов электронной техники. Основными ' элементами силовой электроншси, ставшими базой для создания статических преобразователей, явились полупроводниковые приборы. Проводимость большинства по- .
лупроводниковых приборов в существенной мере зависит от направления электрического тока: в прямом направлении их проводимость велика, -в' обратном — мала (т. е. полупроводниковый прибор имеет два явно выраженных состояния: открытое и закрытое). Полупроводниковые приборы бывают неуправляемыми и управляемыми. В последних можно управлять моментом наступления их высокой проводимости (включением) посредством управляющих импульсов малой мощности. Первыми отечественными работами, посвященными исследованию полупроводниковых приборов и их использованию для преобразования электроэнергии были работы академиков В.
Ф. Миткевича, Н. Д. Папелекси и др. 5 В 30-х годах в СССР и за рубежом были распространены газоразрядные приборы (ртутные вентили, тиратроиы, газотроиы и др.). .). Одновременно с освоением газоразрядиых приборов . Были зразв ивалась теория преобразования электроэнергии. раработаны основные типы схем и проведены обширные исс едл ования электромагнитных процессов, протекающих при выпрямлении и инвертировании переменного тока.
В это же время появились первые работы по анализу схем автономных инверторов. В развитии теории ионных преобразователей большую М. А. Чернышева, Д. А. Завалишина, а также и зарубежных: К. Мюллер-Любека, М. Демонтвинье, В. Шилинга и др. Новый этап в развитии преобразовательной техники начался с конца 50-х годов, когда появились мощные полупроводниковые приборы — диоды и тиристоры. Эти приборы, разработанные на ' б основе кремния, по своим техническим характеристикам намного превосходят газоразрядные при оры.
ни значение КПД, обладают быстродействием и повышенной надежностью при работе в широком температурном диапазоне. Использование силовых полупроводниковых приборов сум образом повлияло на развитие силовой электроники. Они стали основой для разработки высокоэфф преобразовательных устройств всех типов. В этих разработках были приняты многие принципиально новые схемотехнические и конструктивные решения. Освоение промышленностью силовых полупроводниковых устройств электроэнергии интенсифицировало проведение в этой области научно-исследовательских работ и создание технологий.
С учетом специфики силовых полупроводниковых приборов были уточнены старые р р и аз аботаны новые методы анализа схем. Значительно расширились классы х м автономных инверторов, преобразователей частоты, ресхем а гуляторов постоянного тока и многие дру появились новые виды устройств силовой электроники — статические контакторы с естественной и искусст венной комта ней, тиристорные компенсаторы реактивной мощности, му ц быстродействующие аппараты защиты с ограни ~ ничителями напряжения и др.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
