1 1. НЕУПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ
ГЛАВА
1.1. Однофазные неуправляемые выпрямители
1.2. НЕУПРАВЛЯЕМЫЕ 1.2. ВЫПРЯМИТЕЛИ ТРЕХФАЗНОГО ТОКА
1.3. РАБОТА ВЫПРЯМИТЕЛЯ НА R-L НАГРУЗКУ
1.4. РАБОТА ВЫПРЯМИТЕЛЯ НА R-C НАГРУЗКУ
1.5. РАБОТА ВЫПРЯМИТЕЛЯ НА ВСТРЕЧНУЮ ЭДС
1.6. КОММУТАЦИЯ ТОКА, ВНЕШНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ СРЕДНЕЙ И ЬОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ
Выпрямительное устройство преобразует переменное напряжение в постоянное. На выходе этого устройства получается пульсирующее постоянное напряжение Ud, где постоянная составляющая Ud определяет среднее значение выпрямленного напряжения.
Включение в сеть переменного тока вентилей, способных проводить ток только в одном направлении, вносит существенные особенности в режим работы элементов преобразователя и источника питания переменного тока. Для обеспечения надежной работы всего преобразовательного комплекса необходимо определить основные режимы каждого элемента, по которым можно правильно выбрать вентиль, трансформатор, состав фильтра по условиям нормальной работы и нагреву этих элементов звена.
Наличие питающей сети переменного тока создает определенную общность электромагнитных процессов, протекающих в этих преобразователях. Принятая последовательность рассмотрения преобразователей позволяет перенести ряд положений, получаемых из анализа одного типа, на другие типы.
Цель главы – ознакомиться с общей структурой построения неуправляемых вентильных выпрямителей переменного тока в постоянный ток; изучить основные режимы роботы таких выпрямителей при различных видах нагрузки на них.
После изучения главы необходимо знать
Назначение основных элементов силовой цепи полупроводниковых выпрямителей.
Особенности режимов работы выпрямительных комплексов, содержащих вентили с нелинейными характеристиками.
Требования, предъявляемые к электромагнитной совместимости.
Принцип действия выпрямителей при различных видах нагрузки на выпрямитель.
Принципы расчета основных схем выпрямления. Выбор элементной базы выпрямителей.
Влияние высших гармоник на питающую сеть.
Энергетический баланс выпрямительных установок.
Составляющие полной потребляемой мощности выпрямителем из питающей сети.
Параметры, определяющие качество электрической энергии.
ВВЕДЕНИЕ
“Силовая промышленная электроника “ относится к числу наиболее важных курсов для подготовки современных инженеров электриков, электромехаников.
Электроника охватывает обширный раздел науки и техники, связанный с изучением и использованием различных физических явлений, а также разработкой и применением устройств, основанных на протекании электрического тока в вакууме, газе и твердом теле.
Силовая промышленная электроника (применение электроники в промышленности, на транспорте, в электроэнергетике) и радиоэлектроника (применение электроники в радиотехнике, телевидении) являются важнейшими составными частями электроники, рассматриваемой в широком смысле.
В свою очередь, в промышленную электронику, обеспечивающую разнообразные виды техники электронными устройствами измерения, контроля, управления и защиты, а также электронными системами преобразования энергии, входят:
1. Информационная электроника, к которой относятся электронные системы и устройства, связанные с измерением, контролем и управлением промышленными объектами и технологическими процессами;
2. Силовая промышленная электроника (преобразовательная техника), связанная с преобразованием вида электрического тока для целей электропривода, электрической тяги, электротермии, электротехнологии, электроэнергетики и т. д.
Силовая промышленная электроника постоянно развивается. Это определяется в первую очередь непрерывным совершенствованием ее элементной базы. Элементная база промышленной электроники прошла несколько этапов развития.
Начало развития этого направления было положено созданием электровакуумных и газоразрядных приборов.
Низкая надежность, сложность эксплуатации, большая потребляемая мощность, громоздкость реализации явились в последующем тормозящими факторами расширения областей применения промышленной электроники, а газоразрядные приборы используются преимущественно в виде элементов индикации.
Развитию информационной электроники способствовало создание в 1948г. транзистора, а в энергетической электронике – разработка и последующее совершенствование силовых полупроводниковых приборов (диодов, транзисторов и тиристоров).
Состояние элементной базы силовой электроники ( свойства, параметры и характеристики электронных вентилей) определяет каждый этап ее развития.
Твердотельные полупроводниковые приборы, сменившие вакуумные и газонаполненные, произвели в силовой электронике настоящую революцию.
Их малые масса и габариты, удобство в эксплуатации, высокая надежность, широкий диапазон номинальных параметров по току и напряжению, простота группового соединения и другие известные преимущества обеспечили радикальное улучшение технико-экономических и эксплуатационных показателей преобразовательного оборудования.
Общая тенденция улучшения указанных показателей в условиях возрастающей сложности электронной аппаратуры на дискретных компонентах ведет ее к интегральному исполнению.
Начиная с 70-х годов большая часть электронной аппаратуры стала производиться на интегральных микросхемах с широким внедрением микропроцессорных систем непосредственного цифрового управления.
Развитие силовой прмышленной электроники стимулируется возрастающим требованием повышения удельного веса электроэнергии, потребляемой на постоянном токе и на переменном токе нестандартной частоты, а также непрерывным совершенствованием элементной базы - увеличением единичной мощности силовых полупроводниковых приборов, улучшением их динамических показателей, появлением приборов новых типов, в том числе запираемых тиристоров (GTO, IGCT) и мощных полевых транзисторов с запираемым затвором (IGBT).