Электронные преобразовательных устройств
Классификация электронных преобразовательных устройств
Преобразовательные электронные устройства осуществляют преобразование напряжения и тока источника энергии в напряжение и ток, необходимые приемнику энергии.
В зависимости от видов напряжений и токов источника и приемника различают:
· Выпрямители - для преобразования синусоидальных напряжений и токов в постоянные;
· Инверторы – для преобразования постоянных напряжений и токов в синусоидальные;
· Конверторы – для преобразования постоянных напряжений и токов в постоянные напряжения и токи других значений.
Комбинирование выпрямителя и инвертора реализует преобразование синусоидальных напряжения и тока одной частоты в синусоидальные напряжения и ток другой частоты.
Преобразователи большой мощности (100 и более кВт) применяются в электроприводе, устройствах электросварки; малой мощности (до нескольких 10 ватт) – в источниках вторичного питания радиоэлектронной аппаратуры.
Выпрямители
Выпрямительные устройства относятся ко вторичным источникам электропитания, для которых первичным источником являются сети переменного тока. Выпрямитель - это устройство, которое преобразует переменное напряжение питающей сети в однонаправленное пульсирующее. Именно однонаправленное пульсирующее и назвать его постоянным немного некорректно. Существует и несколько иное определение: выпрямитель предназначен для преобразования переменного напряжения в импульсное напряжение одной полярности.
Наиболее часто в выпрямителях применяются полупроводниковые диоды и тиристоры. Принцип выпрямления переменного напряжения основан на нелинейной ВАХ полупроводникового диода, у которого сопротивление в прямом и обратном включении p-n-перехода сильно отличаются.
Выбор выпрямителя зависит от требований нагрузки. При этом учитываются характеристики компонентов схемы выпрямителя тока: напряжение пробоя, номинальный ток, мгновенный ток, диапазоны температур, требования к монтажу и т. д.
Классификация выпрямителей
1) По мощности на выходе:
- повышенной мощности (свыше 100 кВт);
- средней мощности (менее 100 кВт);
- малой мощности (до 0,6 кВт).
2) По количеству фаз сети питания:
- однофазные;
- трехфазные.
3 ) По количеству импульсов одного полюса выпрямленного напряжения за один период:
- однотактные (имеют один полупериод);
- двухтактные (два полупериода).
4) По способу выпрямления:
- неуправляемые на диодах;
- управляемые на тиристорах (если требуется как выпрямление переменного тока, так и контроль напряжения);
- частично управляемые с использованием в схеме диодов и тиристоров.
5) По видам нагрузки:
- активно-емкостная нагрузка;
- активно-индуктивная нагрузка;
- активная.
6) По схеме выпрямления:
- простые (однофазные и трехфазные, нулевые и мостовые схемы);
- сложные (несколько простых схем соединяются последовательно или параллельно).
7) По способу подключения выпрямителей ко вторичной обмотке трансформатора:
- нулевые схемы, с использованием нулевой (средней) точки вторичной обмотки трансформатора;
- мостовые схемы, в которых нулевая точка изолирована или вторичные обмотки трансформатора соединены в треугольник.
Соотношения между параметрами в выпрямительном устройстве во многом зависят от схемы выпрямления. Под схемой выпрямления понимают схему соединения обмоток трансформатора и порядок присоединения вентилей (диодов) ко вторичным обмоткам трансформатора.
Выпрямитель может быть представлен в виде структурной схемы, представленной на рис. 1.
Рис. 1 – Структурная схема выпрямителя
Охарактеризуем основные элементы схемы:
а) силовой трансформатор служит для согласования входного и выходного напряжения выпрямителя и электрического разделения отдельных цепей выпрямителя (т.е. разделяет питающую сеть и сеть нагрузки);
б) блок вентилей обеспечивает одностороннее протекание тока в цепи нагрузки, в результате чего переменное напряжение преобразуется в пульсирующее;
в) сглаживающий фильтр предназначен для уменьшения пульсации напряжения на нагрузке до требуемого значения;
г) стабилизатор напряжения, служащий для стабилизации среднего значения выпрямленного напряжения при колебаниях напряжения питающей сети или при изменении тока нагрузки.