Μετατροπείς ηλεκτρικής ενέργειας

Ένας μετατροπέας είναι μια ηλεκτρική συσκευή που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια κατά μία παράμετρο ή δείκτες ποιότητας στην ηλεκτρική ενέργεια με άλλες τιμές παραμέτρων ή δείκτες ποιότητας. Παράμετροι ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να είναι ο τύπος του ρεύματος και της τάσης, η συχνότητά τους, ο αριθμός των φάσεων, η φάση της τάσης.

Ανάλογα με τον βαθμό ελέγχου, οι μετατροπείς ηλεκτρικής ενέργειας χωρίζονται σε μη ελεγχόμενους και ελεγχόμενους... Στους ελεγχόμενους μετατροπείς, οι μεταβλητές εξόδου: τάση, ρεύμα, συχνότητα — μπορούν να ρυθμιστούν.

Σε στοιχειώδη βάση, οι μετατροπείς ισχύος χωρίζονται σε ηλεκτρικές μηχανές (περιστρεφόμενες) και ημιαγωγούς (στατικούς)... Οι μετατροπείς ηλεκτρικών μηχανών εφαρμόζονται με βάση τη χρήση ηλεκτρικών μηχανών και επί του παρόντος βρίσκουν σχετικά σπάνια εφαρμογή σε ηλεκτροκινητήρες. Οι μετατροπείς ημιαγωγών μπορούν να είναι δίοδος, θυρίστορ και τρανζίστορ.

Από τη φύση της μετατροπής ηλεκτρικής ενέργειας, οι μετατροπείς ισχύος χωρίζονται σε ανορθωτές, μετατροπείς, μετατροπείς συχνότητας, ρυθμιστές τάσης AC και DC και μετατροπείς φάσης AC.

Στους σύγχρονους αυτοματοποιημένους ηλεκτρικούς κινητήρες, χρησιμοποιούνται κυρίως μετατροπείς θυρίστορ και τρανζίστορ ημιαγωγών συνεχούς και εναλλασσόμενου ρεύματος.

Τα πλεονεκτήματα των μετατροπέων ημιαγωγών είναι η ευρεία λειτουργικότητα για τον έλεγχο της διαδικασίας μετατροπής ηλεκτρικής ενέργειας, η υψηλή ταχύτητα και απόδοση, η μεγάλη διάρκεια ζωής, η ευκολία και η ευκολία συντήρησης κατά τη λειτουργία, οι ευρείες δυνατότητες εφαρμογής προστασίας, σηματοδότησης, διάγνωσης και δοκιμών τόσο της ηλεκτρικής πρόωσης όσο και του τεχνολογικού εξοπλισμού. .

Ταυτόχρονα, οι μετατροπείς ημιαγωγών χαρακτηρίζονται από ορισμένα μειονεκτήματα. Αυτά περιλαμβάνουν: υψηλή ευαισθησία των συσκευών ημιαγωγών στην υπερφόρτωση ρεύματος, την τάση και τον ρυθμό μεταβολής τους, τη χαμηλή ατρωσία θορύβου, την παραμόρφωση του ημιτονοειδούς ρεύματος και την τάση δικτύου.

Ένας ανορθωτής που ονομάζεται μετατροπέας εναλλασσόμενης τάσης σε συνεχές ρεύμα (συνεχές).

Οι μη ελεγχόμενοι ανορθωτές δεν παρέχουν ρύθμιση τάσης στο φορτίο και εκτελούνται σε μη ελεγχόμενες συσκευές ημιαγωγών με αγωγιμότητα μονής όψης — διόδους.

Οι ελεγχόμενοι ανορθωτές κατασκευάζονται σε ελεγχόμενες διόδους - θυρίστορ και σας επιτρέπουν να ρυθμίσετε την τάση εξόδου τους λόγω του κατάλληλου ελέγχου θυρίστορ.

Ελεγχόμενος ανορθωτής

Οι ανορθωτές μπορεί να είναι μη αναστρέψιμοι και αναστρέψιμοι.Οι ανορθωτές αντιστροφής σάς επιτρέπουν να αλλάξετε την πολικότητα της ανορθωμένης τάσης στο φορτίο τους, ενώ οι ανορθωτές που δεν αντιστρέφονται δεν το κάνουν. Σύμφωνα με τον αριθμό των φάσεων της τάσης εισόδου AC, οι ανορθωτές χωρίζονται σε μονοφασικούς και τριφασικούς και σύμφωνα με το σχήμα του τμήματος ισχύος - σε γέφυρα και μηδενική έξοδο.

Ένας μετατροπέας που ονομάζεται μετατροπέας τάσης DC σε AC. Αυτοί οι μετατροπείς χρησιμοποιούνται ως μέρος μετατροπέων συχνότητας όταν ο ηλεκτροκινητήρας τροφοδοτείται από ηλεκτρικό δίκτυο AC ή ως ανεξάρτητος μετατροπέας όταν ο ηλεκτροκινητήρας τροφοδοτείται από πηγή τάσης DC.

Αντιστροφέας

Η μεγαλύτερη εφαρμογή εντοπίζεται στα ηλεκτρικά κυκλώματα μετάδοσης κίνησης αυτόνομους μετατροπείς τάσης και ρεύματοςεφαρμόζεται σε θυρίστορ ή τρανζίστορ.

Οι αυτόνομοι μετατροπείς τάσης (AVI) έχουν ένα άκαμπτο εξωτερικό χαρακτηριστικό, το οποίο είναι η εξάρτηση της τάσης εξόδου από το ρεύμα φορτίου, ως αποτέλεσμα του οποίου, όταν αλλάζει το ρεύμα φορτίου, η τάση εξόδου τους πρακτικά δεν αλλάζει. Έτσι ο μετατροπέας τάσης συμπεριφέρεται σε σχέση με το φορτίο όπως Πηγή EMF.

Οι αυτόνομοι μετατροπείς ρεύματος (AIT) έχουν ένα «μαλακό» εξωτερικό χαρακτηριστικό και έχουν τις ιδιότητες μιας πηγής ρεύματος. Με αυτόν τον τρόπο, ο μετατροπέας ρεύματος συμπεριφέρεται ως πηγή ρεύματος σε σχέση με το φορτίο.

Ένας μετατροπέας συχνότητας (FC) ονομάζεται μετατροπέας τάσης AC τυπικής συχνότητας και μετατροπέας τάσης AC μεταβλητής συχνότητας. Οι μετατροπείς συχνότητας ημιαγωγών ταξινομούνται σε δύο ομάδες: μετατροπείς συχνότητας άμεσης σύζευξης και μετατροπείς συχνότητας συζευγμένου DC.

Εργαστηριακός μετατροπέας συχνότητας

Οι μετατροπείς άμεσης συχνότητας επιτρέπουν την αλλαγή της συχνότητας της τάσης φορτίου μόνο προς την κατεύθυνση της μείωσής της σε σύγκριση με τη συχνότητα της τάσης τροφοδοσίας. Οι μετατροπείς συχνότητας με ενδιάμεση σύνδεση DC δεν έχουν αυτόν τον περιορισμό και βρίσκουν ευρύτερη εφαρμογή στην ηλεκτροκίνηση.

Βιομηχανικός μετατροπέας συχνότητας για έλεγχο ηλεκτροκίνησης

Ένας ρυθμιστής τάσης εναλλασσόμενου ρεύματος ονομάζεται μετατροπέας τάσης AC τυπικής συχνότητας και τάσης σε ρυθμιζόμενη τάση AC της ίδιας συχνότητας. Μπορούν να είναι μονοφασικά και τριφασικά και να χρησιμοποιούν, κατά κανόνα, θυρίστορ μίας λειτουργίας στο τμήμα ισχύος τους.

Ένας ρυθμιστής τάσης DC ονομάζεται μετατροπέας μιας μη ρυθμισμένης πηγής τάσης DC σε μια ρυθμισμένη τάση φορτίου. Σε τέτοιους μετατροπείς, χρησιμοποιούνται ελεγχόμενοι διακόπτες ισχύος ημιαγωγών που λειτουργούν σε παλμική λειτουργία και η ρύθμιση της τάσης σε αυτούς οφείλεται στη διαμόρφωση της τάσης τροφοδοσίας.

Ήταν το πιο συνηθισμένο διαμόρφωση πλάτους παλμού, στα οποία η διάρκεια των παλμών τάσης αλλάζει με σταθερή συχνότητα επανάληψης τους.

Διαβάστε επίσης για αυτό το θέμα: Βελτίωση μετατροπέων ημιαγωγών σε αυτοματοποιημένα συστήματα ηλεκτροκίνησης