Лекция (855794)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

ОглавлениеЛекция 1. Введение. Элементная база электронных устройств силовойэлектроники ............................................................................................................. 2Лекция 2. Работа и расчет однофазных выпрямителей без фильтров ............. 30Лекция 3. Сглаживающие фильтры. Основные определения. Особенностиработы выпрямителей с L и LC фильтрами ....................................................... 38Лекция 4 .................................................................................................................

47Лекция 5 ................................................................................................................. 50Лекция 6. Многофазные схемы выпрямления ................................................... 56Лекция 7 ................................................................................................................. 63Лекция 8.

Управляемые выпрямители ................................................................ 67Лекция 9 ................................................................................................................. 74Лекция 10. Зависимые инверторы ....................................................................... 82Лекция 11. Тиристорные регуляторы переменного напряжения ...................... 90Лекция 12. Коэффициент мощности преобразовательной установки ............ 97Лекция 13. Автономные инверторы .................................................................. 102Лекция 14.

Регулирование величины выходного напряжения АИН ............. 111Лекция 15. Автономный инвертор тока ............................................................ 1191Лекция 1. Введение. Элементная база электронныхустройств силовой электроники1.1.

ВведениеЭлектрическая энергия вырабатывается на электростанциях ипередается посредством трехфазной линии электропередачи стандартнойчастоты и стандартных номиналов напряжений. Для большинства стран, втом числе и России, промышленная частота f = 50 Гц, величинанапряжения U = 220 B или U = 380 B. В некоторых странах: США, Чехия,Словакия и ряде других стран стандартная частота вырабатываемойэлектроэнергии f = 60Гц.

Однако большое количество потребителей внародном хозяйстве требуют для своего питания другой видэлектроэнергии:электрическую энергию постоянного тока (электрическийтранспорт, электрохимия, электропривод постоянного тока, сварочныеагрегаты, питание радиоэлектронной аппаратуры, передача энергиипостоянным током и в целом ряде других случаев);электрическую энергию переменного тока, но не стандартнойчастоты (постоянной или регулируемой) при первичном источникепеременногонапряжения(электроприводпеременноготока,индукционный нагрев и т.д.);электрическую энергию переменного тока, постоянного тока илиимпульсов специальной формы при использовании в качестве первичногоисточника- источника постоянного напряжения (энергоснабжениеподвижных объектов, устройства гарантированного питания, рекуперацияэнергии в сеть переменного напряжения и т.д.).Приведенные примеры далеко не полностью охватывают ситуации,когда необходимо преобразовывать электрическую энергию одного вида вдругой.

Примерно 50% всей вырабатываемой электроэнергии наэлектростанциях преобразуется в другой вид электроэнергии. Поэтомутехнический прогресс современного общества во многом обусловленуспехами электроники и, в частности, успехами преобразовательнойтехники.Принцип работы любого статического преобразователя основан напериодическом включениии выключенииэлектронных ключей(вентилей) в определенной последовательности (по заданному алгоритму).Особое значение имеет принцип запирания электронного вентиля, которыйопределяется видом питающего напряжения. В ряде случаев, включениепоследующего вентиля преобразователя приводит к автоматическомувыключению предыдущего вентиля под действием напряжения питания.Процесс перехода тока от одного вентиля на другой называется процессомкоммутации.

Если источником коммутирующего напряжения является2сеть переменного напряжения, питающая преобразователь, то коммутациюназывают сетевой или естественной, а такие преобразователи называютпреобразователями ведомыми сетью. Если в качестве источникакоммутирующего напряжения используется вспомогательный источникпитания, то такую коммутацию называют принудительной илиискусственной. В последнем случае могут быть использованы полностьюуправляемые вентили.1.2.

Основные устройства преобразовательной техникиОсновные виды устройствизображены на рис.1.1.ВхUВыхВхсиловойUВыхiaUm1ВхсимволическиUf1ВыхUf2Uа UВхэлектроникивбВыхВхU1ВыхВхU1Um2U2U2гдеВыхРис. 1.1Выпрямителями называют преобразователи переменного напряжения Uв постоянное напряжение U (рис. 1.1,а). Инверторами называют преобразователи постоянного напряженияU в переменноенапряжение U (рис. 1.1,б). Преобразователи частоты, это преобразователи переменногонапряжения одной частоты Uf1 в переменное напряжение другойпостоянной или регулируемой частоты Uf2представлены нарис.1.1,в. Преобразователи числа фаз (рис. 1.1,г) это преобразователь m1фазного переменного входного напряжения Um1 в переменноенапряжение Um2 с другим числом фаз m2. Трансформаторы (регуляторы) постоянного тока (рис.

1.1,д) этостатическиепреобразователи,преобразующиепостоянноенапряжение одной величины U1 в постоянное напряжение другойвеличины U2. Регуляторы переменного напряжения (рис. 1.1,е) это статическиепреобразователи, преобразующие переменное напряжение одной3величины U1 в переменное напряжение другой величины U2Существуют и другие виды преобразования электрической энергии:формирователи мощных импульсов для питания лазеров, сигнальныхустройств, маяков, получение мощных импульсов электромагнитныхполей и т.д. Используя названные типы преобразователей, можно решатьразличные задачи и создавать преобразовательные установки для питанияконкретных потребителей.1.3.

Элементная база устройств силовой электроникиПринцип работы любого преобразователя основан на периодическомвключении и выключении электрических вентилей. В качестве вентиляможет использоваться любой из выпускаемых промышленностьюприборов, работающих в ключевом режиме. В ключевом режиме наприборе будет выделяться минимальная мощность, что в основномопределяет КПД устройства. В случае идеального ключа на этапе егопроводящего состояния падение напряжениям на ключе равно нулю. Взапертом состоянии отсутствие тока также определяет нулевое значениепотери мощности.

В настоящее время в качестве электрических вентилейиспользуются полупроводниковые приборы, основные из которыхперечислены ниже (рис. 1.2):Диоды, символическое изображение которых и типовая вольт-ампернаяхарактеристика показаны на рис. 1.2,а. Проводимость диода зависит отполярности приложенного напряжения. Условно диоды разделяют надиоды малой мощности (допускаемый средний ток Iа доп  1А), среднеймощности (Iа доп=110А) и большой мощности (Iа доп  10А). Поназначению диоды делятся на низкочастотные (fдоп  500Гц) ивысокочастотные (fдоп  500Гц). Высокочастотные диоды Шотки имеютвремя восстановления доли микросекунд.Однооперационные тиристоры, символическое изображение которыхи вольт-амперная характеристика показаны на рис. 1.2,б.

Приборпереходит в проводящее состояние при положительном анодномнапряжении и наличии управляющего импульса на электроде управления.Выключить однооперационный тиристор по цепи управления невозможно.Для выключения тиристора необходимо поменять полярность анодногонапряжения. Промышленность выпускает тиристоры на допустимые токисотни ампер и допустимые напряжения единицы киловольт с временемвосстановления управляющих свойств от сотен микросекунд до долеймикросекунды.4iaАiaаК-ua0ua-iaАбiaiaуэАК-ua0-iauaiаАiaвКуэ-ua0-iaiaАA уэг-uaia0Кua-iaКiкБдЭC0icicUзiб4iб3iкiбеuaiб2iб1uкuз4uз3uз2uз1-uз0uciкКuз4жЗuз3iкuз2Uз0Эuз1uкРис. 1.25Двухоперационныетиристоры.Символическоеизображениедвухоперационного тиристора и вольт-амперная характеристика показанына рис.

1.2,в. Эти приборы имеют такую же вольт-ампернуюхарактеристику, как и однооперационные тиристоры, но их можно закрытьпо цепи управления.Аналогичные вольт-амперные характеристики имеют фототиристоры иоптронные тиристоры, где сигнал управления передается по световомулучу.Симисторы, символическое изображение которых и типовая вольт–амперная характеристика показаны на рис. 1.2,г. Эти приборы могутпроводить ток в обе стороны, т.е. симистор это ничто иное, как дватиристора, включенных антипараллельно.Биполярные транзисторы, работающие в ключевом режиме показанына рис.1.2,д. В отличие от двухоперационного тиристора, в базовой цепитранзистора необходимо поддерживать сигнал управления на всем этапепроводящего состояния ключа.

С помощью биполярного транзистораможно реализовать полностью управляемый ключ.Полевые транзисторы, символическое изображение которого и еговыходнаявольт-амперная характеристикапоказаны на рис. 1.2,е.Преимущество полевого транзистора по отношению к биполярномутранзистору это то, что у полевого транзистора очень большое входноесопротивление, т.е. цепь управления такого прибора практически непотребляет электрической мощности в стационарном режиме, чтоповышает экономичность преобразователя.IGBT (Insolated Gate Bipolar Transistor-биполярный транзистор сизолированным затвором).

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций