Document

Report
Предназначение на силовите електронни преобразуватели (СЕП) в
системите за автоматично управление. Видове СЕП. Основни
експлоатационни характеристики
Силовите електронни преобразуватели са устройства, преобразуващи
един или няколко параметъра на електрическата енергия – амплитуда
и/или честота на напрежението (тока), брой на фазите и др.
СЕП
Електрически
захранващ
източник
Силов блок
Блок за
управление
Електрически
товар
2. Предназначение на СЕП в САУ
СЕП като автономнo устройствo може да бъде отворена или затворена
система, което служи за управление на електрическата енергия, подавана
към консуматора.
СЕП в САУ е изпълнителното устройство, посредством което се променя
по подходящ начин електрическата енергия, подавана към обекта на
управление.
Ел.захранване
yзад
Енергиен канал
uy
УУ
СЕП
Управляващ канал
Измервателно
устройство
Обект
y
По управляващия канал основната функция на СЕП е да възпроизвежда
управляващия сигнал, усилвайки го по мощност, а енергийния вход налага
само определени ограничения и измененията по този вход се разглеждат
като източник на смущаващо въздействие.
Основни изисквания към СЕП по енергийния канал –
високи енегийни показатели, надеждост,
продължителен срок за експлоатация
Основни изисквания към СЕП по управляващия канал бързодействие (безинерционност), линейност,
т.е. с предавателна функция, максимално близка до
пропорционално звено
За “идеалния” СЕП
WСЕПu ( p)  kп
WСЕПd ( p)  0
3. Видове СЕП
В зависимост от параметрите на енергийния вход и изхода на СЕП:
- Изправители (Rectifiers) – преобразуват постояннотокова енергия в
променливотокова;
- Инвертори (Inverters) – преобразуват променливотокова енергия в
постояннотокова;
- Постояннотокови преобразуватели (DC-DC Converters) –
преобразуват входното постоянно напрежение (ток) по стойност
(без да се променя честотата);
- Променливотокови преобразуватели (AC-AC Converters) –
преобразуват входното променливо напрежение (ток) по стойност
(без да се променя честотата);
- Преобразуватели на честота (ПЧ) - преобразуват променливотокова
енергия с една честота в променливотокова енергия с друга честота
- ПЧ с междинно звено за постоянен ток;
- Циклоконвертори (Cycloconverters).
4. Основни експлоатационни характеристики и показатели
регулировъчна характеристика - дава връзката между основната
изходна променлива и управляващия сигнал на преобразувателя.
Например за управляемия изправител – Ud=f() или още Ud=f(Uу) при
отчитане и на блока за управление.
външна характеристика – дава връзката между изходното
напрежение и ток на преобразувателя
Например за управляемия изправител – Ud=f(Id)
Ud /Ud0
Ud
Ud
Ud0
1
Udн
0
Uун
Uу
=0
90 180 
0
Id
-1
регулировъчни характеристики
=90
външна характеристика
Пълна представа за процесите в преобразувателя се получава чрез
времедиаграмите на основните величини. Обикновено се дават за
установен (квазиустановен) режим на работа, но могат да отразяват
преходните процеси в системата преобразовател-товар.
ud

ud
t
ua
ub
uc
T2
T3
T1

ivn
T3
T1
T2
T3
t
Основни показатели
- к.п.д.
- коефициент на мощността
- коефициент на пулсациите (за изправителите)
- коефициент на изкривяването (деформирането)
- коефициент на формата
- коефициент на амплитудата
Kф I 
Ka I
I
I ср
; K фU 
U
;
U ср
Im
Um
 ; KaU 
;
I
U
Основни силови полупроводникови елементи
Елемент
Допустим
ток
Допустимo
напрежение
Време за
включване
Приложение
Диод (Diode)
1  5000А
10V  10 kV
20ns100s
Изправители,
инвертори и др.
Биполярен транзистор (Bipolar
junction transistor – BJT)
0.5 500A
30  1200V
0.5 100s
Инветрори, dc-dc
преобразуватели
Полеви транзистори (Field effect 0.5 150A
transistor – FET, MOSFET)
20  1000V
50 200ns
Инветрори, dc-dc
преобразуватели
Биполярен транзистор с
изолиран гейт (Insulated gate
bipolar transistor – IGBT)
10 600A
600  2500V
0.2 20s
(по-бързи
от BJT)
Мощни инвертори
200kW и повече
Тиристор (Thyristor, Silicon
controlled rectifier SCR)
10  5000А
200V  6 kV
1s 200s
Изправители, аc-аc
преобразуватели
GTO тиристор (Gate turn-off
thiristor – GTO)
10  500А
200  1200 V
1s 200s
Мощни инвертори
до 100kW
Симистор (Триак - Triac)
2  50А
200  800 V
1s 200s
За малка мощностлампови димери,
битови цели
MOSFET тиристор (MOSFET
controlled thyristor
По-бързи
от GTO

similar documents