Содержание курса лекций по дисциплине: “Основы преобразовательной техники”, страница 5

Преобразователи постоянного напряжения предназначены для изменения значения постоянного напряжения. Транзисторные преобразователи постоянного напряжения основаны на использовании импульсных методов преобразования и регулирования постоянного напряжения. Выходное напряжение таких преобразователей -  последовательность импульсов прямоугольной формы с длительностью t_и  и периодом T_п. Выходное напряжение преобразователя u_н характеризуется средним значением U_н.

Виды широтно–импульсной модуляции (ШИМ):

1.  Изменение длительности импульсов при неизменной частоте их следования (рис.20).

2.  Изменение частоты следования импульсов при неизменной длительности (рис.21).

Изменяя t_и (рис.20) или T_п (рис.21), можно изменять напряжение U_н. Требуемого качества выходного напряжения с точки зрения пульсаций здесь добиваются, так же как и в выпрямителях, включением между выходом преобразователя и нагрузкой сглаживающего фильтра.

Литература: [5], c. 3 - 14.

Лекция № 3

Электронные преобразователи электрической энергии.

Классификация электронных преобразователей

электрической энергии

Классификация:

1.1. По мощности:

-  малой мощности (Р_Н = до единиц кВт).

-  средней мощности (Р_Н = десятки – сотни кВт).

-  большой мощности (Р_Н > Р_Нср.).

1.2. По возможности регулирования выпрямленного напряжения U _Н:

-  неуправляемые (U_Н = const).

-  Регулируемые (0 < U_Н < U_Нном)

1.3. По тактности:

-  однотактные (по вторичной обмотке трансформатора ток протекает только один полупериод в одном направлении).

-  двухтактные (ток по вторичной обмотке трансформатора протекает как в положительной, так и отрицательный полупериод, т.е. в двух направлениях).

1.4. По схемам выпрямления:

-  простые (однофазная, мостовая и т.д.).

- 

сложные (состоят из нескольких простых).

В зависимости от требований качества питания нагрузки, источник питания может содержать все или только часть блоков. Количество и состав блоков зависит от требований к качеству напряжения нагрузки.

Функциональное назначение блоков

1.  Трансформатор необходим для согласования переменного напряжения сети ~U₁ с напряжением, требуемым в нагрузку.

2.  Блок вентилей осуществляет преобразование переменного напряжения (~U) в постоянное напряжение (=U).

3.  Фильтр предназначен для того, чтобы уменьшить коэффициент пульсации выпрямленного напряжения (сглаживание пульсаций).

4.  Стабилизатор поддерживает на нагрузке напряжение на заданном уровне при изменении напряжения сети.

Типы исполнения блоков

1. Трансформаторы подразделяются по:

-  мощности  Р _тр-ра.

-  числу фаз трансформатора.

-  коэффициенту трансформации  n _тр (показывает, во сколько раз изменяется напряжение на вторичной обмотке относительно первичной).

2. Блок вентилей (различается схемой исполнения):

-  однофазные однополупериодные;

-  однофазные двухполупериодные:

-  с выводом нулевой точки трансформатора;

-  мостовая схема.

-  трёхфазные:

-  с выводом нулевой точки трансформатора;

-  мостовая схема.

-  “m” фазные схемы или сложные (две или более простых схем, соединённых в одну).

Основные величины, характеризующие выпрямленное напряжение

1. U_н – среднее значение выпрямленного напряжения нагрузки.

2. I_н – средний за период ток нагрузки.

3.  - коэффициент пульсации выпрямленного напряжения,

где U_1(m) – амплитуда 1-ой гармонической составляющей;

U_н – выпрямленное напряжение.

4. Кратность пульсаций выпрямленного напряжения К_п,

где  f_п – частота пульсации;

 f_с – частота питающей сети;

 К_п = m – для однотактных схем

 (m – число фаз вторичных обмоток трансформатора);

 К_п = 2m – для двухтактных схем.

3. Сглаживающие фильтры:

- пассивные (R, L, C)

- активные (системы регулирования напряжения, на транзисторах и др.)