Преобразование электроэнергии. Схемы выпрямления. Принцип действия и основные соотношения. Сложные нулевые схемы выпрямления. Теория работы мостовых схем выпрямления, страница 3

В соответствии со своим назначением и требуемым законом регулирования преобразователь может иметь различные регулировочные характеристики. Под «регулированием» в этом смысле понимается любое изменение электрической мощности, передаваемой из входной (питающей) сети в выходную (приемную) сеть, или любое наперед заданное изменение напряжения U, тока I или частоты f в выходной сети.

Однако не все виды преобразования выходных параметров (U, I, f) или мощности могут быть реализованы с помощью простейших схем преобразователей. Часто для этого необходима комбинация различных преобразовательных схем. Поэтому различают простые преобразователи, основанные на использовании какой-либо одной из  основных преобразовательных схем, и комбинированные, основанные на использовании нескольких преобразовательных схем. На рис. 2 представлена классификация простых преобразователей.

                а                      б                      в                         г                          д

Рис. 1. Подразделение преобразователей в зависимости от режима работы:

а – выпрямитель (В); б – инвертор (И); в – преобразователь

 частоты (ПЧ); г – регулятор постоянного напряжения (Р1);

 д – регулятор переменного напряжения (Р2)

Рис. 2. Классификация простых преобразователей: 1, 3 – выпрямители;

2, 4 – инверторы; 5, 6, 7 – регуляторы постоянного

и переменного напряжений

          Разработка новых полупроводниковых во многом определяется успехами в развитии силовых полупроводниковых приборов (диодов, тиристоров, силовых транзисторов). Указанные приборы при незначительных внутренних потерях могут управлять большими мощностями, подводимыми к нагрузке, что открывает широкие перспективы для их использования в различных областях техники, где требуется высокоэффективное регулирование режимов работы потребителя.

1.2. Структурная схема преобразователя

Принцип работы преобразователя основан на периодическом включении и выключении тех или иных полупроводниковых приборов (вентилей), бла­годаря чему осуществляется управление потоком энергии. Под включени­ем понимается проводящее или открытое, а под выключением – непроводя­щее или закрытое (запертое) состояние полупроводникового прибора.

В процессе работы преобразователя происходит циклическая передача тока от одного вентиля, который закрывается, другому, который откры­вается. Отмеченный процесс передачи тока называется коммутацией. Ес­ли источником коммутирующего напряжения является первичная или вто­ричная сеть переменного тока, то коммутацию называют естественной (или сетевой); в случае же, когда коммутирующее напряжение получает­ся от элементов, входящих в специальные коммутирующие цепи самого пре­образователя (конденсаторов, дросселей и т. д.), то коммутацию назы­вают искусственной (или принудительной).

Несмотря на исключительное многообразие схем преобразователей, различающихся типом применяемых ключевых элементов, формой питающего и выходного напряжений, глубиной регулирования напряжения и частоты, в целом структурная схема преобразователя может быть представлена в виде, показанном на рис. 3.

Данная схема включает в себя следующие функциональные части: коммутационную аппаратуру 1 (выключатели или контакторы); измерительные устройства 2 для контроля входных и выходных электрических величин; фильтры и реакторы 3 для ограничения скорости нарастания тока, ослабления радиопомех, сглаживания, накопления энергии; трансформаторы 4 для согласования напряжений или разделения потенциалов; устройства защиты вентилей 5от перегрузок по току и по напряжению; вентильный блок 6; вспомогательный блок питании 7; система пуска, защиты и от­ключения преобразователя 8; система управления вентилями 9; устрой­ства обработки информации 10; система охлаждения 11; вспомогательный источник питания 12.

Рис. 3. Структурная схема преобразователя