- •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.
40. Силовые интеллектуальные приборы (сип), структура, классификация, особенности и защитные функции сип.
СПП- силовой п\пров-ый прибор
СПМ- силовой п\пров-ый модуль
Силовые ЭУ интеллектуальные приборы представляют собой в одно подложке реализуются необходимые и элементы и соединения автоматических систем контроля и управления. Представляют собой АСКУ, СПП и СПМ.
ДР-система управления
СТ-стабилизатор
СТТ- система токового контроля
СЗТ-система защиты по току
СТ-стабилизатор
СКЗ-система контроля и защиты
Контроль в интел-х приборах:
Контроль t прибора
Контроль тока
Защита при к з или при обрыве нагрузки
Конроль подключения или отключения общего вывода
Выдачи сигналов состояние силового вентиля
Управление силовой части по определенному алгоритму
Контроль напряжения на затворе.
72. Структура быстродействующих систем защиты сэу при аварийных режимах, основные элементы и требования к ним.
Причины, вызывающие аварийные режимы в СЭУ, весьма разнообразны и зависят как от условий и режимов работы СПП (СГМ) в них [6], так и от нарушений (отказов) работы СПП (СГМ), систем управления и регулирования, системы охлаждения (СОХ), защитных RC-цепочек (снабберов) СПП, воздействия сетевых перенапряжений и др. Для ТПЧ с АИР наиболее характерны так называемые «сквозные» и «частичные» срывы инвертирования, основными причинами которых являются: снижение схемного времени восстановления тиристоров tbbc ниже допустимого значения; повышенное значение dua/dt — крутизны нарастания прямого напряжения на тиристорах из-за обрыва или КЗ элементов снабберов; значительно реже из-за нарушения работы систем управления [6]. «Сквозные» срывы инвертирования представляют собой КЗ источника постоянного тока (выпрямителя) через тиристоры АИР, а «частичные» — нарушение работы отдельных, последовательно включенных тиристоров, что ведет к значительному снижению надежности дальнейшей работы ТПЧ. «Частичные» срывы характерны для высоковольтных АИР с последовательно включенными тиристорами и приводят, если не принять мер, к развитию сквозного срыва. Характерным также для ТПЧ с АИР для индукционных установок является КЗ элементов цепи нагрузки (индуктора, шин, конденсаторов и др.) на «землю», что непосредственно приводит к аварийному режиму выпрямителя, а также к нарушению работы и даже аварии в АИР. Многолетний опыт промышленной эксплуатации ТПЧ с АИР для индукционных установок показывает, что отмеченные выше аварийные режимы (отказы) составляют до 75-80% от всех отказов. В этой связи быстрое обнаружение и ликвидация аварийного режима без потери работоспособности ТПЧ с АИР (СЭУ) — главная задача системы защиты (СЗ). При этом для оценки перегрузочной способности СПП по току существуют четыре способа: рабочие перегрузочные характеристики (параметры), аварийные перегрузочные характеристики (параметры), ударный ток и параметр ∫i²dt. Эти характеристики и параметры приводятся в справочниках, каталогах и используются при построении СЗ СЭУ [45]. Возможны и другие неисправности ТПЧ с АИР, однако в большинстве случаев важным является своевременное обнаружение и предотвращение их последствий.
С учетом главных задач, основные требования к СЗ ТПЧ с АИР (СЭУ) могут быть сформулированы следующим образом:
максимально быстрое и надежное (достоверное) определение отказов (аварийных режимов) в самом начале их возникновения и установление их вида;
контроль и своевременное обнаружение отклонения от допустимых значений тех параметров ТПЧ с АИР, которые могут приводить к отказам;
максимально быстрое отключение, при отказах в АИР, источника постоянного тока ТПЧ (СЭУ) с ограничением амплитуды и длительности протекания его выходного тока, определяемыми допустимой рабочей или аварийной перегрузочной способностью и используемых СПП (СГМ);
эффективное ограничение аварийных токов через СПП (СГМ) АИР по амплитуде и длительности значениями, определяемыми допустимой рабочей или аварийной перегрузочной способностью их;
применение резервного отключающего устройства первичной сети с учетом селективности отключения и параметров аварийной перегрузочной способности СПП (СГМ) СЭУ;
выполнение предпускового контроля СЗ и запись во флеш-память (ФП) основных параметров контроля работы СЗ, по переднему фронту сигналов соответствующих датчиков отказа и до ликвидации аварийного режима, с временной привязкой и в реальном масштабе времени;
возможность повторного включения (автоматического или ручного) ТПЧ с АИР (СЭУ) с минимально возможной временной задержкой — при условии успешной ликвидации аварийного процесса.
На рис. 1 приведена обобщенная структурная схема СЗ ТПЧ с АИР, которая состоит из следующих блоков и устройств: блок датчиков (БДТ), куда поступают сигналы со всех первичных датчиков (ДТ1öДТп) контроля параметров рабочего и аварийного состояний блоков ТПЧ, системы охлаждения (СОХ), управляемого объекта (УО) с эквивалентной нагрузкой Rro и резервного автоматического выключателя (АВ); измерительно-вычислительного устройства (ИВУ) или комплекса (ИВК); блока управления и защиты (БУЗ); быстродействующего конденсаторного выключателя (КВК); блока предпускового и текущего контроля (БКП) СЗ и ТПЧ с АИР; устройства отображения информации (УОИ); флеш-памяти (ФП).