Силовые преобразователи энергии. Содержание, цели и задачи дисциплины

№ темы

Наименование темы

Содержание темы

1

Введение

Предмет изучения дисциплины силовые преобразователи энергии. Классификация статических преобразователей энергии.

2

Современные силовые полупроводникоые приборы

Полевые MOSFET транзисторы и их характеристики. Полностью управляемые GTO тиристоры и их характеристики. Биполярные транзисторы и их характеристики. Биполярные IGBT транзисторы и их характеристики.  

3

Режим прерывистых токов нагрузки преобразователей переменного тока в постоянный.

Режим прерывистых токов нагрузки и условия его появления в схемах выпрямления. Особенности работы выпрямителя на противо-ЭДС в цепи нагрузки. Вывод соотношений характеризующих  режим прерывистого и гранично-непрерывного тока нагрузки. Регулировочные и внешние характеристики выпрямителя в режиме прерывистого тока нагрузки. Скоростные характеристики двигателя постоянного  тока в режиме прерывистого тока якоря.

4

Системы управления полупроводниковыми приборами выпрямительных устройств

Многоканальные и одноканальные системы управления выпрямителями. Синхронные и асинхронные системы управления. Основные составляющие систем управления: узлы синхронизации; фазосдвигающие устройства; устройства сравнения; формирователи импульсов; распределители импульсов; выходные устройства.

5

Реверсивные схемы управляемых выпрямителей

Основные типы реверсивных схем выпрямителей - встречно-параллельная и перекрестная и  их основные технические характеристики. Способ совместного и способ раздельного управления вентильными комплектами реверсивных преобразователей, достоинства и недостатки каждого из способов. Особенности согласования углов отпирания вентильных комплектов при раздельном управлении. Типы логических переключающих устройств.  Функциональные схемы систем управления реверсивными тиристорными преобразователями.

6

Энергетические характеристики силовых статических преобразователей.

Баланс мощностей в преобразовательных устройствах. Коэффициент мощности преобразовательной установки. КПД преобразовательной установки. Мощности, потребляемые из сети управляемым выпрямителем с естественной коммутацией вентилей, коэффициент мощности управляемого выпрямителя. Способы повышения коэффициента мощности управляемых выпрямителей.

7

Импульсные преобразователи постоянного тока.

Основные технические характеристики импульсных преобразователей постоянного тока и область их применения. Способы управления полупроводниковыми приборами импульсных преобразователей. Анализ электромагнитных процессов в реверсивных и нереверсивных схемах импульсных преобразователей на полностью управляемых полупроводниковых приборах при различных нагрузках, особенности работы на электромеханическую нагрузку.  Основные характеристики импульсных преобразователей: регулировочные, внешние, энергетические. Скоростные характеристики двигателя постоянного тока при питании от широтно-импульсного преобразователя. Системы управления полупроводниковыми приборами импульсных преобразователей постоянного тока. Расчет параметров основных элементов импульсных преобразователей и выбор этих элементов.

8

Автономные инверторы

Основные технические характеристики автономных инверторов и область их применения. Инверторы тока и инверторы напряжения, Способы управления полупроводниковыми приборами автономных инверторов. Анализ электромагнитных процессов в мостовых и нулевых схемах автономных инверторов на полностью управляемых полупроводниковых приборах при различных нагрузках. Способы регулирования выходного напряжения (тока) автономных инверторов. Основные характеристики: регулировочные, внешние, энергетические. Системы управления полупроводниковыми приборами. Расчет параметров основных элементов и выбор этих элементов.

9

Преобразователи частоты на основе автономных инверторов.

Основные технические характеристики и области применения преобразователей частоты на основе автономных инверторов тока и инверторов напряжения. Преобразователи частоты для регулируемого электропривода. Способы управления полупроводниковыми приборами мостовых инверторов, регулирование частоты и амплитуды выходного напряжения и тока. Анализ электромагнитных процессов в мостовых схемах преобразователей частоты, выполненных на полностью управляемых полупроводниковых приборах. Особенности выбора основных элементов силовых схем для этих преобразователей. Системы управления преобразователями частоты на основе автономных инверторов. Внешние и регулировочные характеристики таких преобразователей.

10

Преобразователи частоты с непосредственной связью с питающей сетью

Основные технические характеристики и области применения преобразователей частоты с непосредственной связью с сетью на основе не полностью управляемых полупроводниковых приборов. Мостовые и нулевые схемы трехфазно-однофазных и трехфазно-трехфазных преобразователей частоты с непосредственной связью для регулируемого электропривода. Способы раздельного и совместного управления вентильными комплектами преобразователей частоты с непосредственной связью с сетью. Способы регулирования частоты и амплитуды выходного напряжения преобразователей частоты с непосредственной связью. Особенности регулирования частоты и диапазон ее регулирования. Внешние и регулировочные характеристики преобразователей частоты с непосредственной связью.

11

Регуляторы переменного напряжения

Тиристорные и тиристорно-диодные силовые схемы однофазных и трехфазных регуляторов переменного напряжения, схемы для регулируемого электропривода. Способы управления тиристорами регуляторов напряжения. Анализ электромагнитных процессов в схемах тиристорных регуляторов напряжения. Регулировочные и внешние характеристики тиристорных регуляторов напряжения. Системы управления полупроводниковыми приборами тиристорных регуляторов напряжения.

12

Динамические характеристики статических силовых преобразователей энергии.

Понятие об инерционности, связанной с неполной управляемостью полупроводниковых приборов и об инерционности, связанной с дискретностью управления полупроводниковыми приборами, Передаточные функции управляемых выпрямителей, автономных инверторов, преобразователей частоты, тиристорных регуляторов напряжения.