Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

Ю.З. Ковалев, Е.М. Кузнецов

Электрооборудование промышленности.

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СИЛОВЫЕ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Учебное пособие

Омск – 2010

Ковалев Ю.З., Кузнецов Е.М.

К56 Электрооборудование промышленности. Полупроводниковые силовые преобразователи электроэнергии. Учеб. пособие. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010. 162 с.

ISBN 5-8149-0380-5

Рассмотрены принципы построения, расчет и проектирование, характеристики и параметры полупроводниковых преобразователей электроэнергии для промышленных установок. Освещены вопросы математического моделирования вентильных преобразователей с использованием программы Electronics Workbench. Приведены варианты домашних заданий, рекомендации по их выполнению. Даются задания по курсовой работе и методические указания по ее выполнению.

Учебное пособие предназначено для студентов специальности 140610 «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений», выполняющих курсовую работу по электрооборудованию промышленности, и студентов смежных специальностей, связанных с использованием и разработкой вентильных преобразователей электрической энергии.

© Ковалев Ю.З., Кузнецов Е.М., 2010

© Омский государственный

технический университет, 2010

Введение

Из всех видов энергии наиболее широкое применение в настоящее время имеет электрическая энергия, сочетающая в себе уникальные свойства: высокую концентрацию мощности при производстве, способность безграничного деления при потреблении, экологичность, плавность регулирования по заданному алгоритму, гибкость применения во всех видах производства. Преобладающая часть электрической энергии производится на тепловых, гидравлических и атомных электростанциях в виде трёхфазного переменного напряжения частотой 50 Гц. Переменный ток находит широчайшее применение на промышленных предприятиях, в сельском хозяйстве и быту.

Однако в ряде областей техники нельзя обойтись без постоянного тока или тока нестандартной частоты. Основными потребителями такого тока являются предприятия электрометаллургии и электрохимии, промышленный и транспортный электропривод, линии электропередачи, сварочные и электростатические установки. До недавнего времени в качестве преобразователей тока и частоты применялись преимущественно двигатель-генераторы, имеющие значительную массу и габариты, низкий КПД, большой уровень акустического шума. В настоящее время постоянный ток получают непосредственным выпрямлением переменного тока с помощью полупроводниковых вентилей. Современные выпрямительные агрегаты представляют собой устройства, содержащие непосредственно выпрямитель, систему управления, устройства защиты и охлаждения силовых вентилей. В зависимости от назначения и области применения к выпрямительным агрегатам предъявляют различные требования по выходным параметрам, электрическим показателям, массе, габаритам, стоимости и др.

В предлагаемом учебном пособии рассмотрены вопросы, связанные с изучением, расчётом, математическим моделированием, проектированием и применением вентильных преобразователей электроэнергии в промышленности, что соответствует содержанию дисциплины «Электрооборудование промышленности» в новой образовательной программе подготовки инженера по специальности 181300 («Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений») в рамках направления «Электроника, электромеханика и электротехнологии», утверждённого Министерством образования Российской Федерации. Пособие может быть использовано студентами указанной специальности при курсовом и дипломном проектировании, проработке лекционного материала, в учебно-исследовательских и научно-исследовательских работах, а также студентами смежных специальностей, связанных с использованием и разработкой полупроводниковых преобразователей электрической энергии.