34. Конверторы постоянного напряжения. Основные схемы и режим работы, краткая характеристика. Выбор коммутирующих полупроводниковых приборов.

Конвертор напряжения служит для преобразования постоянного входного напряжения, с одновременной фильтрацией и стабилизацией напряжения на выходе. Как правило, на выходе конверторы имеют стандартное напряжение постоянного тока: =12В, =24В, =48В и =60В. Конвертор напряжения преобразуют напряжение как на понижение (из =220В в =48В), так и на повышение (из =24В в =60В).

35. Тиристорные и танзисторные преобразователи напряжения и частоты. Классификация и назначение.

Частотным преобразователем называется устройство для регулирования частоты напряжения, подаваемого на исполнительный механизм. С помощью частотного преобразователя изменяется скорость вращения вала электрического двигателя путём модификации напряжения на выходе устройства.

В зависимости от используемого принципа работы преобразователи делят на 2 класса: - с непосредственной связью; - с контуром постоянного тока. Оба класса имеют свои недостатки и преимущества, которые и определяют область их применения. Первый класс устройств фактически является управляемым выпрямителем, который поочерёдно подаёт напряжение на обмотки статора электродвигателя, поэтому выходная частота преобразователя не может превысить частоту питающей сети и находится в рамках от 0 до 30 Гц. Отсюда и небольшой диапазон частоты вращения оси двигателя (не больше 1 : 10).

Второй класс устройств для регулирования частоты (с контуром постоянного тока) отличается двойным преобразованием энергии. Входной ток выпрямляется, фильтруется и реорганизовывается инвертором в переменный ток с задаваемой частотой и амплитудой. Это приводит к некоторому снижению КПД преобразователя и увеличению его массы по сравнению с первым типом устройств. Для создания переменного напряжения используют запираемые тиристоры и транзисторы IGBT. Тиристорные преобразователи имеют более высокий КПД по сравнению с транзисторными (до 98%).Транзисторные преобразователи выполняются преимущественно на сравнительно небольшую выходную мощность (до нескольких кВА). Преобразователи на большие мощности (десятки кВА), работающие от сети постоянного тока с повышенным напряжением, выполняют на тиристорах.

П реобразователь частоты имеет возможность задавать разные режимы управления двигателем в зависимости от типа нагрузки. Синхронные двигатели и электромоторы, подключенные параллельно и имеющие постоянный момент нагрузки управляются режимом с линейной зависимостью. Для вентиляторов и насосов применяется квадратичная зависимость. Для более точного управления существуют метод потокосцепления и способ бессенсорного векторного режима, который особенно эффективен без датчика обратной связи. Он обеспечивается использованием в инверторе специализированных чипов ASIC.

Транзисторные инверторы Транзисторные инверторы выполняются по однотактной и двухтактной схемам. Основным недостатком однотактных инверторов является подмагничивание трансформатора постоянной составляющей тока, что приводит к увеличению размеров магнитопровода трансформатора и повышенным потерям мощности в нем. Основные схемы двухтактных транзисторных инверторов с самовозбуждением схема со средней точкой, мостовая, полумостовая.

схема со средней точкой. Преобразователь содержит трансформатор, магнитопровод которого выполнен из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, и два транзистора, работающих в ключевом режиме. При включении преобразователя через резистор R\ и обмотки обратной связи протекают базовые токи транзисторов, достаточные для надежного запуска преобразователя. Из-за не идентичности параметров транзисторов их коллекторные токи окажутся различными, а, следовательно, результирующая намагничивающая сила в обмотках трансформатора не будет равна нулю.

Тиристорные инверторы Как и в транзисторных двухтактных инверторах, применяют схемы с нулевым выводом, мостовую и полумостовую. Отличительной особенностью схем тиристорных инверторов является наличие реактивных коммутирующих элементов L и С, предназначенных для запирания тиристоров. Для выключения тиристора необходимо уменьшить его анодный ток до значения меньшего тока удержания, а к промежутку анод-катод приложить отрицательное (обратное) напряжение на время, достаточное для восстановления управляемости тиристора. Промежуток времени t_выкл, который предоставляется схемой для восстановления управляемости тиристора, обеспечивается надлежащим выбором параметров коммутирующих элементов. Он должен быть всегда больше паспортного времени восстановления тиристора t_восст, иначе тиристор будет отпираться.