Электронное учебно-методическое пособие по учебной дисциплине Силовая преобразовательная техника для специальности 2-53 01 05 Автоматизированные электроприводы

Занятие 4 Тема 1.3 Структурная схема преобразователя.

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИЙ

Основные элементы

Полупроводниковые преобразователи электрической энергии (ППЭЭ) предназначены для преобразования параметров электрической энергии (рода тока, частоты, величины напряжения и т.д.) и для регулирования, то есть целенаправленного изменения потока мощности, передаваемого в нагрузку.

Функциональная схема представлена на рисунке 1

51

Рис 1 – Функциональная схема ППЭЭ

1. Коммутирующая аппаратура: выключатели, АВ (автоматические выключатели), контакторы, через которые к преобразователю подключается входная или выходная сеть. Контактор предназначен для нулевой защиты промышленной установки. Для того, чтобы обеспечить нулевую защиту электроустановки, необходимо, чтобы в составе схемы управления были контактор и кнопки управления.

2.Измерительная аппаратура, предназначенная для контроля за входными и выходными величинами (ток, напряжение, частота и т.д.).

3.Фильтры, предназначенные для исключения (ослабления) помех, воздействующих как на преобразователь, так и на сеть и окружающую среду.

4.Трансформаторы, или токоограничивающие реакторы. Трансформатор предназначен для согласования параметров сети с параметрами нагрузки.

Трансформаторустройство которое служит для преобразования переменного напряжения одного уровня ,в переменное напряжение другого уровня. Электрическая связь между первичной

и вторичной обмоткой отсутствует.

52

Токоограничивающий реактор предназначен для ограничения токов короткого замыкания, возникающих при коммутации вентилей на уровне, не превышающем ударный ток вентиля.

 Реактор – устройстово предстовляющее собой катушку индуктивности,в слаботочной электронике эти же устройства называются дросселями.

5.Устройство защиты вентилей.

6.Вентильный комплект - основной узел ППЭЭ.

7.Блок питания СУ и вспомогательных устройств.

8.Система пуска, защиты и отключения преобразователя.

9.Система управления вентилями (система импульсно-фазового управления).

10.Система автоматического управления выходными параметрами преобразователя.

11.Система охлаждения.

12.Вспомогательный источник питания (аккумулятор АКБ).

53

Занятие 5 Раздел 2 Выпрямители. Тема 2.1 Однофазные выпрямители. Общие

сведения о выпрямителях. Основные схемы выпрямителей.

Выпрямитель – это преобразователь электрической энергии переменного тока в постоянный. Состоит из:

1)трансформатора (Тр),

2)блока полупроводниковых элементов (V),

3)выходного фильтра (Ф)

1

-неуправляемы (на диодах)

-полууправляемые (на диодах и тиристорах) 2) по числу фаз питающей сети: -однофазные -трехфазные

3) по способу подключения к сети:

-через согласующий трансформатор

-через токоограничивающий (анодный) реактор 4) по способу включения нагрузки: -нулевые, где нагрузка включается между нулевой точкой трансформатора и общей точкой анодов (катодов) вентилей -мостовые, где нагрузка включается между общей точкой анодов и общей точкой катодов комплекта вентилей.

3

54

Однофазный нулевой выпрямитель

6

55

Однофазный мостовой выпрямитель

7

Трехфазный нулевой УВ

56

Занятие 6 Схема однофазного однополупериодного выпрямителя.

1 Схема однофазного однополупериодного неуправляемого выпрямителя

Рисунок 1 - Однопулупериодная схема однофазного выпрямителя

Рисунок 2 – Кривые изменения тока и напряжения

2 Схема однофазного однополупериодного управляемого выпрямителя представлена ниже.

58

Диаграммы работы выпрямителя на R-нагрузку показаны на рис. 2.4.

Для того чтобы открыть тиристор, необходимо выполнение двух условий:

1)потенциал анода должен быть выше потенциала катода;

2)на управляющий электрод должен быть подан управляющий импульс. Таким образом выпрямленная ЭДС е и ток i представляют собой , следующие друг за другом отрезки положительных полусинусоид постоянные по направлению, но не постоянные по величине. Поэтому выпрямленная ЭДС и ток имеет пульсирующий характер.

Процесс регулирования напряжения на нагрузке путем изменения альфа называется фазовым регулированием. Данная схема имеет ряд недостатков:

1)высокое содержание высших гармонических в выпрямленной ЭДС;

2)большие пульсации ЭДС и тока;

3)прерывисты режим работы схемы;

4)низкий коэффициент использования схемы Ксх=0,45 .

Ксх – это коэффициент схемы по ЭДС , это отношение постоянной составляющей Е0 к действующему значению фазного напряжения источника питания Ксх= Е0/U1.

Ксх= =0,45

2

Режимом прерывистого тока (РТП) работы выпрямителя называется такойрежим, при котором ток в цепи нагрузки выпрямителя прерывается, т.е.становится равным нулю.

59

Занятие 7 Схема однофазного нулевого выпрямителя.

Однофазная схема с нулевым выводом приведена на рисунке 1

Рисунок 1 – Двухполупериодная схема выпрямления с нулевой точкой Эта схема имеет трансформатор и два диода по которым

попеременно протекает ток.

Рисунок 2 – Кривые изменения тока и напряжения Средняя точка трансформатора соединяется с проводом нулевого

потенциала. Работает схема следующим образом. Напряжение 2 , 2Б , измеренные на концах А и Б вторичной обмотки трансформатора относительно средней точки 0, являются противофазными. Во время положительного полупериода напряжение 2 открывается VD1, а VD2 закрыт. Поэтому через нагрузку Н протекает ток а1, создаваемый верхней

60