Электротехника \ Электротехника

Силовые преобразователи энергии. Содержание, цели и задачи дисциплины

Страницы работы

7 страниц (Word-файл)

Скачать файл

Содержание работы

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Задачей дисциплины является изучение силовых преобразователей энергии, а именно наиболее распространенных статических преобразователей электрической энергии одного вида в электрическую энергию другого вида, выполненных на полупроводниковых приборах. Особое внимание уделяется изучению режимов работы этих преобразователей на электромеханическую нагрузку.

Дисциплина базируется на ранее изученных курсах :”Теоретические основы электротехники”, “Электрические машины “, “Промышленная электроника”, “Элементы автоматизированного электропривода”.

В результате изучения дисциплины учащиеся должны :

1. Знать принципы построения и технической реализации основных силовых преобразовательных устройств и способы управления силовыми полупроводниковыми приборами этих устройств, знать режимы работы этих устройств.

2. Уметь рассчитать требуемые параметры основных элементов этих преобразовательных устройств и выбрать элементы.

3 . Уметь рассчитать основные характеристики изучаемых преобразовательных устройств.

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

“Силовые преобразователи энергии “

№ 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.