- •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
Заключение
Появление на рынке нового поколения полупроводниковых приборов – MOSFET-транзисторов и IGBT-транзисторов, запираемых тиристоров – привело к изменению силовой электроники и, как следствие, преобразовательного оборудования промышленных предприятий, систем электроснабжения и приборостроения. Современные силовые приборы отличаются полной управляемостью, высоким быстродействием, способностью коммутировать цепи с мощностью более 1 МВт на частотах до десятков килогерц при низкой мощности в цепи управления. Благодаря новому поколению силовых полупроводниковых ключей существенно повысились технико-экономические показатели и функциональные возможности выпрямителей и других статических преобразователей электроэнергии.
Широкий круг задач, решаемых полупроводниковыми преобразовательными устройствами, определяет большое разнообразие их схемных и конструктивных решений. В учебном пособии рассмотрены наиболее распространенные типы силовых преобразовательных устройств в сетях переменного тока (выпрямители, ведомые инверторы). Приведены сведения о физических процессах преобразования электроэнергии, даны типовые схемы преобразовательных устройств и основы их расчета.
Лабораторные стенды на основе технологии виртуальных приборов системы схемотехнического проектирования MULTISIM 8 позволяют измерять и исследовать статические и динамические параметры реальных полупроводниковых приборов силовой электроники, дают возможность получать нагрузочные, регулировочные, энергетические характеристики статических преобразователей, способствуют приобретению практических навыков работы с приборами и схемами, создают иллюзию реальности, дополняя тем самым исследования на физических стендах.
Для углубления знаний по дисциплине «Силовая электроника», а также расширения кругозора рекомендуем регулярно изучать информацию, размещаемую в таких периодических изданиях, как журналы «Силовая электроника», «Электричество», «Промышленная энергетика», «Электротехника».
Библиографический список
1. Воронин П.А. Силовые полупроводниковые ключи: семейства, характеристики, применение / П.А. Воронин. – 2-е изд. – М. : Додэка ХХI, 2005. – 384 с.
2. Герман-Галкин С.Г. Силовая электроника: лабораторные работы на ПК / С. Г. Герман-Галкин. – СПб. : Корона принт, 2002 – 304 с.
3. Гельман, М. В. Преобразовательная техника : учеб. пособие / М. В. Гельман, М. М. Дудкин, К. Преображенский. – Челябинск : Издательский центр ЮУрГУ, 2009. – 425 с.
4. Зиновьев Г.С. Силовая электроника : учеб. пособие для бакалавров / Г.С. Зиновьев. – 5-е изд., испр. и доп. – М. : Изд-во Юрайт, 2014. – 667 с. – Серия : Бакалавр. Углубленный курс.
5. Ковалев Ю.З. Электрооборудование промышленности. Полупроводниковые силовые преобразователи электроэнергии : учеб. пособие / Ю.З. Ковалев, Е.М. Кузнецов. – Омск : Изд-во ОмГТУ, 2011. – 164 с.
6. Лукутин, Б. В. Силовые преобразователи в электроснабжении : учеб. пособие / Б. В. Лукутин, С. Г. Обухов. – Томск : Изд-во ТПУ, 2007. – 144 с.
7. Попков О.З. Основы преобразовательной техники : учеб. пособие для вузов / О.З. Попков. – 2-е изд. – М. : МЭИ, 2007. – 210 с.
8. Программа схемотехнического проектирования Multisim [Электронный ресурс]. Режим доступа http://www. phtf spb ru.
9. Розанов Ю.К. Силовая электроника : учеб. для вузов / Ю.К. Розанов, М.В. Рябчицкий, А.А. Кваснюк. – М. : МЭИ, 2007. – 632 с.
10. Силовая электроника: краткий энциклопедический словарь терминов и определений / под ред. Ф. И. Ковалева и М. В. Рябчицкого. – М.: Издательский дом МЭИ, 2008. – 90 с.
11. Электротехнический справочник. В 4 т. Т. 2. Электротехнические изделия и устройства / под общ. ред. проф. МЭИ В.Г. Герасимова [и др.]. – М. : МЭИ, 2001. – 518 с.
12. POWER DEVICE Selection Guide 2010. pdf [Электронный ресурс]: Руководство по выбору. Режим доступа: http:// hghltd.yandex.ru
