- •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.
56. Основные схемы выпрямителей однофазного питания, временные диаграммы их работы на различные виды нагрузок, расчет основных параметров и характеристик.
1. Схема однополупериодного выпрямления
Однополупериодная однофазная схема выпрямления содержит трансформатор (Тр), вентиль (V) и нагрузочный резистор (Rd). Первичная обмотка трансформатора подключена к сети однофазного переменного тока, вторичная обмотка последовательно подключена к вентилю и резистору. Напряжение вторичной обмотки изменяется по синусоидальному закону u2=U2max sin ωt (рис.3б), протекает только в положительные полупериоды, когда точка а вторичной обмотки, к которой подключен анод вентиля, имеет положительный потенциал для точки б. В отрицательные полупериоды, когда потенциал точки а отрицателен относительно точки б, к вентилю приложено обратное напряжение. Обратное сопротивление вентиля равно бесконечности, поэтому ток через вентиль не протекает, т.е. вентиль закрыт. В течение положительного полупериода (интервал времени to…t1) ток и напряжение изменяется по синусоидальному закону, а в течение отрицательного полупериода они равны нулю.
Таким образом, ток через нагрузочный резистор протекает под действием только одного полупериода переменного напряжения вторичной обмотки и только в одном направлении.
Рис. 1 Однополупериодная однофазная схема выпрямления (а) и диаграмма напряжений и токов на элементах схемы (б)
Эта схема применяется при работе на нагрузке с емкостной реакцией для выходных мощностей не превышающих 5…10Вт. Преимуществами схемы являются: простота, минимальное число элементов, невысокая стоимость, возможность работы без трансформатора. К недостаткам следует отнести: низкую частоту пульсации, высокое обратное напряжение на вентиле, плохое использование трансформатора, вынужденное намагничивание .
2. Двухполупериодная схема выпрямления с выводом нулевой точки
Рис. 2 Однофазная двухполупериодная схема выпрямления со средней точкой (а) и диаграмма напряжений и токов на элементах схемы (б)
Эта схема может работать на любой вид нагрузки. Находит широкое применение для получения низких выходных напряжений при высоких токах нагрузки. Схема применяется на выходные мощности, менее нескольких сотен ватт. Основные преимущества схемы следующие: частота пульсации выше, чем в однополупериодной схеме, возможность использования вентилей с общим катодом и общим анодом, возможность применения общего радиатора без изоляции вентилей, отсутствие вынужденного намагничивания. Высокий КПД. Недостатками схемы являются: худшее использование трансформатора по сравнению с мостовой схемой и схемой удвоения напряжения, высокое обратное напряжение.
3. Однофазная мостовая схема выпрямления
Рис. 3 Однофазная мостовая схема выпрямления и временные диаграммы напряжений и токов на элементах схемы.
Эта схема может работать на любой вид нагрузки. Преимущества схемы: частота пульсации выше, чем в однополупериодной схеме, небольшое обратное напряжение, хорошее использование трансформатора, возможность работы без трансформатора, непосредственно от сети, отсутствие вынужденного намагничивания. К недостаткам схемы следует отнести: необходимость в четырех вентилях, повышенное напряжение в вентильном комплекте, невозможность установки однотипных полупроводниковых вентилей на одном радиаторе без изолирующих прокладок.