СПТ-Введение. Силовая преобразовательная техника (Лекции)
 Скачать 44.5 Kb.
|
|
СИЛОВАЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА (Лекции) Введение Электроэнергия используется в разных формах. Электрическая энергия производится и распределяется по электрическим промышленным и бытовым сетям, главным образом, на переменном токе с частотой 50 Гц, в виде постоянного тока (свыше 20% вырабатываемой энергии), а также переменного тока повышенной частоты или токов специальной формы (например, импульсной и др.) Это различие обусловлено разнообразием и спецификой потребителей. Разнообразие в видах потребляемой и вырабатываемой электроэнергии вызывает необходимость ее преобразования. Силовая Преобразовательная Техника — Изучает методы преобразования электрической энергии и устройства, реализующие эти методы. Преобразовательная техника – понятие очень широкое. Источники электропитания условно делятся на первичные и вторичные источники. Первичными источникам и электропитания называются устройства, предназначенные для получения электроэнергии из других видов энергии. -фотоэлектрические преобразователи (солнечные батареи), непосредственно преобразующие солнечную энергию в электрическую; -термоэлектрические генераторы, преобразующие тепловую энергию в электрическую; -электромашинные преобразователи – генераторы переменного и постоянного тока, преобразующие механическую энергию в электрическую. -химические источники тока, непосредственно преобразующие химическую энергию в электрическую. К ним относятся: а) гальванические элементы; б) аккумуляторные батареи; в) электрохимические элементы. В судовых условиях первичными источниками электропитания являются синхронные дизель-генераторы трехфазного и однофазного тока и аккумуляторы (кислотные и щелочные). Довольно редко удается осуществить питание всех устройств непосредственно от первичных источников электропитания. Следовательно, возникает необходимость преобразования электроэнергии с помощью источников вторичного электропитания. Вторичные источники сами не генерируют электроэнергию, а используют энергию, получаемую от системы электроснабжения (или от первичного источника электропитания), чтобы осуществить ее преобразование с целью обеспечения требуемых параметров (напряжения, тока, пульсаций напряжения и т.д.). Таким образом, они обеспечивают питание электроприбора электрической энергией путем преобразования энергии других источников питания. В силовой электротехнике к вторичным источникам питания относятся: 1. преобразователи переменного напряжения одного значения в переменное напряжение другого значения (трансформаторы), 2. преобразователи постоянного напряжения в переменное – (инверторы), 3. преобразователи переменного напряжения в постоянное –(выпрямители), 4. преобразователи постоянного напряжения одного значения в постоянное напряжение другого значения (конверторы). Существует ряд других видов преобразования: формы кривой тока, числа фаз и т.д. 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. Источники вторичного электропитания выполняют следующие функции: - обеспечение требуемых значений питающего напряжения как постоянного, так и переменного токов; - осуществление гальванической развязки цепей питания друг от друга и от первичного источника электроэнергии; - обеспечение высокой стабильности питающего напряжения в условиях значительного изменения входного питающего напряжения и нагрузок; - эффективное подавление пульсаций во входных питающих цепях постоянного тока; - обеспечение требуемой формы напряжения переменного тока и другие. Чаще всего перед вторичными источниками питания стоит задача преобразования электроэнергии из сети переменного тока промышленной частоты (напр., в России — 220 В 50 Гц, в США — 120 В 60 Гц). Для изучения дисциплины “Силовая преобразовательная техника” мы выбираем только самые распространённые преобра-зователи, которыми являются полупроводниковые преобразователи. Определение: Преобразовательная техника преобразует электрическую энергию. Преобразование электрической энергии — это изменение параметров электрической энергии (напряжения, числа фаз, частоты и т. д.) или Отрасль знаний, связанная с изучением преобразования параметров электрической энергии, называется преобразовательной техникой. Устройства преобразовательной техники реализуются на базе силовых полупроводниковых приборов — диодов, тиристоров, транзисторов. Рассмотрим преобразовательные устройства различного назначения (выпрямители, фильтры, стабилизаторы, трансформаторы), их схемотехнические решения и физические принципы преобразования. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Более подробно: Источники вторичного электропитания выполняют следующие функции: · Обеспечение передачи мощности — источник питания должен обеспечивать передачу заданной мощности с наименьшими потерями и соблюдением заданных характеристик на выходе без вреда для себя. Обычно мощность источника питания берут с некоторым запасом. · Преобразование формы напряжения — преобразование переменного напряжения в постоянное, и наоборот, а также преобразование частоты, формирование импульсов напряжения и т. д. Чаще всего необходимо преобразование переменного напряжения промышленной частоты в постоянное. · Преобразование величины напряжения — как повышение, так и понижение. Нередко необходим набор из нескольких напряжений различной величины для питания различных цепей. · Стабилизация — напряжение, ток и другие параметры на выходе источника питания должны лежать в определённых пределах, в зависимости от его назначения при влиянии большого количества дестабилизирующих факторов: изменения напряжения на входе, тока нагрузки и т. д. Чаще всего необходима стабилизация напряжения на нагрузке, однако иногда (например, для зарядки аккумуляторов) необходима стабилизация тока. · Защита — напряжение, или ток нагрузки в случае неисправности (например, короткого замыкания) каких-либо цепей может превысить допустимые пределы и вывести электроприбор, или сам источник питания из строя. Также во многих случаях требуется защита от прохождения тока по неправильному пути: например прохождения тока через землю при прикосновении человека или постороннего предмета к токоведущим частям. · Гальваническая развязка цепей — одна из мер защиты от протекания тока по неверному пути. · Регулировка — в процессе эксплуатации может потребоваться изменение каких-либо параметров для обеспечения правильной работы электроприбора. · Управление — может включать регулировку, включение/отключение каких-либо цепей, или источника питания в целом. Может быть как непосредственным (с помощью органов управления на корпусе устройства), так и дистанционным, а также программным (обеспечение включения/выключения, регулировка в заданное время или с наступлением каких-либо событий). · Контроль — отображение параметров на входе и на выходе источника питания, включения/выключения цепей, срабатывания защит. Также может быть непосредственным или дистанционным. Для себя: В дисциплине «Основы преобразовательной техники» изучаются устройства, в основу построения которых положено применение неуправляемых приборов (диодов) и не полностью управляемых (тиристоров). Устройства на полностью управляемых приборах (транзисторах) изучаются в дисциплине « Энергетическая электроника». |