- •1. Силовая электроника, определение, современное состояние и основные направления развития.
- •2. Основные задачи и проблемы, возникающие при проектировании силовых электронных устройств (сэу).
- •3. Обобщенная структурная схема и основные элементы сэу.
- •4. Использование сэу в системах управления, регулирования и контроля ла.
- •5. Использование сэу в системах преобразования электрической энергии на борту ла.
- •6. Обобщенная классификация сэу по различным признакам, преобразовательные сэу и сэу для получения управляющих воздействий.
- •7. Управляемые сэу, обобщенная структурная схема технологического объекта с управляемым сэу.
- •22. Характеристики выключения тиристора, время выключения (восстановление).
- •8. Классификация исполнительных сэу.
- •9. Классификация преобразовательных сэу.
- •10. Простые и комбинированные преобразователи и их структурные схемы.
- •17. Определение основных потерь в вентилях на низких частотах.
- •11. Роль эвм, микропроцессорной техники в развитии сэу.
- •12. Виды преобразования параметров электрической энергии, примеры использования преобразовательных сэу.
- •13. Основные пассивные компоненты, используемые в сэу: резисторы, конденсаторы, индуктивности, основные параметры и конструктивные особенности.
- •14. Силовые полупроводниковые приборы (спп), общие сведения, направления развития и классификация по степени управляемости.
- •15. Силовые диоды (вентили), физические основы и конструкция, система обозначений и маркировок, система параметров и характеристик, специальные группы параметров.
- •16. Эквивалентная тепловая схема силового диода, внутреннее и общее установившиеся тепловые сопротивления.
- •18. Составляющие дополнительных потерь в управляемых и неуправляемых спп.
- •19. Последовательное и параллельное соединение силовых диодов, расчет выравнивающих элементов.
- •20. Силовые стабилитроны и ограничители напряжения, условное обозначение, основные параметры и вах, области использования.
- •23. Система параметров тиристора по току и напряжению.
- •24. Система динамических параметров тиристора.
- •21. Тиристоры, структурная схема, двухтранзисторная модель и вах тиристора, условия и характеристики включения.
- •34. Принципы построения современных силовых биполярных транзисторов, основные параметры.
- •25. Характеристики управляющего перехода тиристора и параметры цепи управления.
- •26. Зависимости параметров тиристора от температуры, система обозначений и маркировок тиристора.
- •27. Базовая структура, обозначение, вах и параметры симистора, области использования симистора.
- •29. Базовые структуры и принцип действия запираемого тиристора и тиристора с комбинированным выключением.
- •28. Структура, обозначение и параметры тиристорных оптронов, области их использования.
- •33. Основные схемы устройств запирания тиристоров, определение схемного времени восстановления тиристоров.
- •30. Структура и вах тиристора-диода.
- •32. Требования, предъявляемые к управляющим импульсам тиристора, режимы работы генераторов управляющих импульсов.
- •36. Построение мощных переключающих элементов на основе пт. Преимущества и недостатки пт.
- •38. Временные диаграммы выключения igbt и зависимость напряжения открытого транзистора от температуры.
- •37. Структура, эквивалентная схема и графическое обозначение биполярных транзисторов с изолированным затвором (igbt), принцип действия, преимущества и недостатки.
- •39. Структура построения и схемы силовых полупроводниковых модулей (спм), области использования.
- •41. Структура и конструктивные особенности запираемых тиристоров типа gct и igbt, принцип действия, параметры и области использования.
- •42.Режимы работы спп в сэу и их характеристика.
- •44. Исполнительные сэу, классификация, области использования.
- •45. Импульсные усилители мощности, основные схемы, особенности работы, расчет элементов.
- •54. Преобразовательные сэу, классификация, области использования.
- •46. Способы формирования управляющих воздействий, структура управляющих схем для усилителей мощности.
- •51. Широтно-импульсные регуляторы (шир) постоянного тока, классификация, основные схемы и их особенности.
- •52. Регулировочная характеристика последовательных шир, расчет основных элементов.
- •53. Регулировочная характеристика параллельных шир, расчет основных элементов.
- •55 . Выпрямители одно и трехфазного питания, структура, классификация, основные эксплуатационные параметры и характеристики.
- •56. Основные схемы выпрямителей однофазного питания, временные диаграммы их работы на различные виды нагрузок, расчет основных параметров и характеристик.
- •1. Схема однополупериодного выпрямления
- •2. Двухполупериодная схема выпрямления с выводом нулевой точки
- •3. Однофазная мостовая схема выпрямления
- •57. Основные схемы выпрямителей трехфазного питания, временные диаграммы работы на различные виды нагрузок, расчет основных параметров и характеристик.
- •59. Временные диаграммы работы регулируемых выпрямителей трехфазного питания на различные виды нагрузок, регулировочная характеристика.
- •61. Структурные схемы систем управления регулируемыми выпрямителями и ивс, основные узлы и их реализация.
- •63. Автономные инверторы тока (аит), классификация, основные схемы, временные диаграммы работы, расчет основных параметров и характеристик, примеры использования в системах управления.
- •62. Автономные инверторы (аи), определение, назначение, классификация, области использования.
- •63. Автономные инверторы тока (аит), классификация, основные схемы, временные диаграммы работы, расчет основных параметров и характеристик, примеры использования в системах управления.
- •65. Автономные резонансные инверторы (аир), определение, классификация, физические процессы и особенности работы.
- •66. Основные схемы аир без встречных диодов, временная диаграмма работы, расчет основных параметров и характеристик, достоинства и недостатки.
- •67. Основные схемы аир со встроенными диодами и удвоением частоты, временные диаграммы работы, расчет основных параметров и характеристик.
- •68. Использование аир со встречными диодами и удвоением частоты в системах управления электротехнологических установок.
- •40. Силовые интеллектуальные приборы (сип), структура, классификация, особенности и защитные функции сип.
- •72. Структура быстродействующих систем защиты сэу при аварийных режимах, основные элементы и требования к ним.
4. Использование сэу в системах управления, регулирования и контроля ла.
В области электропривода выпрямительные устройства на тиристорах широко используются для регулирования скорости двигателей постоянного тока за счет изменения напряжения на якоре двигателя или на обмотке возбуждения. Регулирование может быть осуществлено сочетанием обоих способов. Управление реверсом осуществляется изменением полярности напряжения на якоре двигателя или на его обмотке возбуждения. Изменение полярности производится контактным или бесконтактным способом.
В первом случае используют различного рода электромеханические переключатели и контакторы постоянного тока, а во втором- выпрямители с двумя комплектами тиристоров.
Изменение направлений вращения двигателя можно осуществить выключением тиристоров одного выпрямителя (например, снятием управляющих импульсов) и включением другого выпрямителя (например, подачей управляющих импульсов). Однако перед изменением направления вращения двигателя его необходимо затормозить. Управляемые выпрямители позволяют осуществить эффективное торможение двигателя посредством рекуперации энергии в сеть. Для этого вступающие в работу тиристоры скачала переводятся в инверторный режим работы, а после окончания процесса торможения — в выпрямительный режим.
Преобразование частоты также широко используется в авиации. Это обусловлено тем, что значительная часть бортовой аппаратуры самолетов рассчитана на питание переменным током повышенной частоты, в частности, распространенной является частота 400 Гц. В зависимости от структуры системы электроснабжения в самолетах применяются преобразователи частоты либо с непосредственной связью, либо с промежуточным звеном постоянного тока. Преобразователи частоты с непосредственной связью обычно выполняются на тиристорах. На вход этих преобразователей подастся трехфазное напряжение высокой частоты (свыше 1 кГц) от первичных генераторов, приводимых во вращение авиадвигателями. Частота выходного напряжения генераторов изменяется в зависимости от режима работы авиадвигателей (например, в диапазоне 1.2—2.4 кГц). С выхода бортовых преобразователей частоты снимается однофазное или трехфазное напряжение частотой 400 Гц. В системах электроснабжения, выполненных по структуре с явно выраженным звеном постоянного тока, переменное напряжение первичных генераторов поступает на выпрямители, которые обеспечивают питанием потребителей постоянного тока. Для питания потребителей переменного тока используются автономные инверторы, выполненные по схемам, обеспечивающим наилучшие малогабаритные показатели.
5. Использование сэу в системах преобразования электрической энергии на борту ла.
Силовые электронные устройства (СЭУ) преобразуют электрическую энергию первичного источника в энергию необходимого качества (стабилизируют напряжение или ток, подавляют пульсации первичного источника, преобразуют постоянное напряжение в переменное или постоянное другого уровня, осуществляют развязку потребителей по цепям питания), а также усиливают сигналы постоянного или переменного тока низкой частоты.
В качестве источников первичной энергии используются источники постоянного напряжения или переменного после выпрямления. В самом общем случае они характеризуются медленно изменяющимся в довольно больших пределах напряжением и значительными его пульсациями в широком спектре частот.
Нагрузкой СЭУ являются двигатели постоянного и переменного тока, электромагнитные механизмы, различного рода электро- и радиооборудование, в том числе разработанное на базе микроэлектроники. Потребляемая нагрузкой мощность может существенно изменяться, причем часто переход от одного уровня к другому происходит за очень короткий промежуток времени (скачком). Потребители, как правило, требуют повышения качества электрической энергии первичного источника, сохранения его при различных возмущениях и во всех режимах работы, а также снижения их взаимного влияния через цепи питания. Особенно повышаются требования к качеству электрической энергии в связи с все более широким внедрением микроэлектроники (в первую очередь, микропроцессоров) в вычислительные и информационные системы.