- •Е. М. Кузнецов, о. А. Лысенко силовая электроника
- •Оглавление
- •1. Краткое описание системы multisim
- •Обзор компонентов
- •Виртуальные приборы
- •Экспорт данных в Excel
- •Общие правила моделирования
- •Топология схем
- •Упражнение
- •2. Силовые полупроводниковые диоды
- •2.1. Общие сведения из теории
- •Диоды Шоттки
- •2.2. Лабораторная работа «исследование характеристик и параметров силовых полупроводниковых диодов»
- •Описание виртуальной лабораторной установки и методики измерений
- •Домашняя подготовка
- •Рабочее задание
- •Модели диодов
- •Результаты измерений и расчетов
- •Результаты измерений и расчетов динамических параметров
- •Модули силовых биполярных транзисторов фирмы Mitsubishi
- •Интегральные драйверы управления модулями силовых транзисторов фирмы Mitsubishi
- •Основные параметры некоторых mosfet-транзисторов
- •Силовые модули на mosfet-транзисторах
- •3.2. Лабораторная работа «исследование характеристик и параметров силовых полупроводниковых транзисторных ключей»
- •Описание виртуальной лабораторной установки и методики измерений
- •Домашняя подготовка
- •Рабочее задание
- •Исследуемые модели силовых транзисторов
- •Статические и динамические параметры силовых транзисторных ключей
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Выпрямители
- •4.1. Общие сведения из теории
- •Эксплуатационные характеристики выпрямителей
- •Эквивалентные схемы и расчетные формулы
- •Основные соотношения для неуправляемых выпрямителей
- •Выпрямитель с активно-индуктивной нагрузкой
- •Эффект коммутации в выпрямителях
- •Управляемые выпрямители
- •Лабораторная работа «исследование однофазного двухтактного выпрямителя»
- •Указания к выполнению работы
- •Описание лабораторной установки и методики измерений
- •Домашняя подготовка
- •Рабочее задание
- •Результаты исследований
- •Результаты Фурье-анализа
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •4.3. Лабораторная работа «исследование трехфазного управляемого выпрямителя с нулевым выводом»
- •Описание лабораторной установки и методики измерений
- •Домашняя подготовка
- •Характеристики управляемого выпрямителя
- •Регулировочная характеристика
- •Спектральный состав входного тока управляемого выпрямителя
- •Спектральный состав выходного напряжения управляемого выпрямителя
- •Контрольные вопросы
- •Описание лабораторной установки и методики измерений
- •Домашняя подготовка
- •Рабочее задание
- •Характеристики управляемого выпрямителя
- •Регулировочная характеристика
- •Спектральный состав входного тока управляемого выпрямителя
- •Спектральный состав выходного напряжения управляемого выпрямителя
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •5. Ведомые инверторы
- •5.1. Краткие сведения из теории
- •Переход от выпрямительного к инверторному режиму работы
- •Регулировочные и внешние характеристики ведомого инвертора
- •Условия устойчивой работы инвертора
- •5.2. Лабораторная работа Исследование трехфазного вентильного преобразователя с нулевым выводом в режиме инвертирования
- •Указания к выполнению работы
- •Описание лабораторной установки и методики измерений
- •Домашняя подготовка
- •Рабочее задание
- •Характеристики ведомого инвертора
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •6. Курсовая работа
- •Задания к курсовой работе Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Числовые варианты к курсовому проекту
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Приложения
- •П 1. Краткий перечень терминов и определений, используемых в силовой электронике
- •П 2. Параметры силовых полупроводниковых приборов
Регулировочная характеристика
|
|
150 |
120 |
90 |
60 |
30 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4.
Исследовать спектральный состав (до
девятой гармоники) тока потребления и
спектральный состав выпрямленного
напряжения управляемого выпрямителя
при одном значении угла
(задается преподавателем). Фурье-анализ
в точках «8», «9», «16» провести по методике,
изложенной ранее
в п. 3 (с. 66). Для расчета
амплитудных значений
гармонических
составляющих тока на входе выпрямителя
воспользоваться формулой
(4.62)
Для
расчета порядка
гармонических составляющих выпрямленного
напряжения воспользоваться формулой
,
(4.63)
где n = 1, 2, 3 … – последовательный ряд чисел. Результаты измерений занести в табл. 4.10 и 4.11.
Таблица 4.10
Спектральный состав входного тока управляемого выпрямителя
|
|
| |||||||||
|
Номер гарм. сост. () |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
|
|
Изм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расч. |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
Таблица 4.11
Спектральный состав выходного напряжения управляемого выпрямителя
|
|
| ||||||||||||||||||
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | ||||||||||
|
|
Изм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||
Содержание отчета
1. Схема виртуальной установки.
2. Формулы для расчета основных характеристик управляемого несимметричного мостового выпрямителя.
3. Внешние характеристики выпрямителя, таблица 4.8.
4. Энергетические характеристики выпрямителя.
5. Осциллограммы мгновенных значений входного и выходного напряжений управляемого выпрямителя.
6. Регулировочная характеристика выпрямителя, таблица 4.9.
7. Спектральный состав входного тока и выходного напряжения управляемого выпрямителя, таблицы 4.10, 4.11.
8. Выводы по работе.
Контрольные вопросы
1. Выполните анализ нагрузочной и регулировочной характеристик управляемого выпрямителя.
2. Выполните анализ энергетических характеристик управляемого выпрямителя.
3. Дайте характеристику спектральному составу тока, потребляемого управляемым выпрямителем.
4. Определите мощность искажений на входе управляемого выпрямителя по результатам Фурье-анализа.
5. Определите коэффициент мощности управляемого выпрямителя и его КПД по результатам Фурье-анализа.
5. Ведомые инверторы
5.1. Краткие сведения из теории
Инвертирование – преобразование энергии постоянного тока в энергию переменного тока [10]. Существует два типа инверторов: ведомые и автономные.
Ведомые или зависимые инверторы (ВИ) работают на сеть, в которой имеются другие мощные источники переменного тока. При этом коммутация вентилей осуществляется под действием переменного напряжения сети Напряжение и частота на выходе ВИ полностью определяются параметрами внешней сети переменного тока.
Автономные инверторы (АИ) – преобразователи, в которых коммутация вентилей осуществляется благодаря применению полностью управляемых вентилей или устройств искусственной коммутации. При этом частота на выходе АИ определяется частотой управления, а напряжение – параметрами нагрузки и системой регулирования.
Наиболее часто ведомые инверторы применяются, когда нужно отдать механическую энергию, запасенную в маховых массах электродвигателя и рабочей машины, обратно в сеть. Торможение электропривода, осуществляемое таким образом, является наиболее энергетически эффективным. Количество возвращаемой энергии может быть весьма велико.
Автономные инверторы применяются для получения регулируемой частоты в электроприводах переменного тока, а также для получения более высоких частот в электротермических и электротехнологических установках. Они являются основной частью преобразователей частоты.

,
град
,
В
,
А
,
град

,
В
,
град