2. Классификация электронных преобразователей электрической энергии.

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 переменных (в частном случае синусоидальных) напряжений и токов в постоянные;

• инверторы – для преобразования постоянных напряжений и токов в переменные;

• конверторы – для преобразования постоянных напряжений и токов в постоянные других значений;

• преобразователи частоты (комбинированные – выпрямитель плюс инвертор) реализуют преобразование переменных напряжений и токов одной частоты в напряжения и токи другой.

Электронные преобразователи осуществляют преобразование электроэнергии мощностью от долей Вт до сотен кВт и более, применяются, например, в электроприводе, электросварке, электротермии и других электротехнологиях.

3. Выпрямительные устройства (выпрямители).

1. Структурная схема выпрямительного устройства.

В общем случае структурная схема выпрямительного устройства содержит трансформатор (Т), собственно выпрямитель (В), сглаживающий фильтр (Ф) и стабилизатор напряжения (Ст) (рис.3.1.1). Трансформатор служит для изменения значения напряжения в сети (С) до необходимого уровня. Фильтр уменьшает пульсации выпрямленного напряжения.

Стабилизатор напряжения (Ст) – стабилизирует напряжение на приемнике (П) энергии. Отдельные узлы могут отсутствовать.

Рис. 3.1.1. Структурная схема выпрямительного устройства.

Выпрямители классифицируются по ряду признаков:

1. По числу фаз питающего источника:

• однофазные,

• многофазные (чаще трехфазные).

2. По схемотехническому решению:

• с выводом нулевой точки трансформатора,

• мостовые.

3. По числу полупериодов выпрямления за период выпрямляемого напряжения по каждой фазе:

• однополупериодные,

• двухполупериодные.

4. По возможности регулирования выпрямленного напряжения:

• неуправляемые,

• управляемые.

В неуправляемых применяют диоды, т.е. неуправляемые вентили, в управляемых – тиристоры или транзисторы (управляемые вентили).

2. Параметры выпрямителей.

1. Среднее значение выпрямленного напряжения и тока – U₀, I₀.

2. Действующее значение выпрямленного напряжения и тока – U, I.

3. Коэффициент полезного действия – η (см. выражение 1.14).

4. Коэффициент мощности – K_M (см. выражение 1.7).

5. Внешняя вольтамперная характеристика (ВАХ):

. (3.2.1)

6. Регулировочная характеристика управляемых выпрямителей:

, (3.2.2)

где α – угол управления, обычно меняется в пределах от 0 до π.

7. Коэффициент пульсаций:

, (3.2.3)

где q – номер гармоники, U_m(q) – амплитуда выходного напряжения q-й гармоники.

Коэффициент пульсаций обычно определяется по амплитуде 1-ой гармоники, как наибольшей из всех остальных и наиболее трудно поддающейся фильтрации.

8. Коэффициент формы (форм-фактор):

. (3.2.4)

У идеального выпрямителя F=1.

9. Коэффициент нелинейности (искажения) входного тока (см. выраж.1.8, 1.9).