ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
3
Введение
В данном курсе лекций рассматриваются преобразовательные устройства, которые
служат для преобразования переменного тока в постоянный (выпрямители), преобразова-
ния постоянного тока в переменный (инверторы), для преобразований частоты и других
целей.
Наиболее важным и распространенным является преобразование переменного тока
в постоянный ток. Исторически выпрямители развивались в следующем порядке.
1. Вращающиеся преобразователи: двигатели – генераторы и одноякорные преобра-
зователи.
2. Ионные (ртутные) преобразователи.
3. Полупроводниковые преобразователи на полупроводниковых диодах.
Промышленные полупроводниковые преобразователи, широкое применение которых
началось в конце 50-ых годов, выполнялись на базе германиевых, а позднее кремниевых
диодов. Для регулирования напряжения использовались дроссели насыщения с подмагни-
чиванием постоянным током.
4. Полупроводниковые преобразователи на управляемых полупроводниковых венти-
лях.
Появление тиристоров резко расширило возможность использования преобразова-
тельных устройств для автономного преобразования постоянного тока в переменный (ав-
тономные инверторы) и преобразования частоты (преобразователи частоты).
Параметры преобразовательных устройств весьма различны. Различны и предъяв-
ляемые к ним требования, а также режимы и условия их работы. Выпрямленный ток уста-
новок изменяется в широком диапазоне от единиц ампер до сотен тысяч ампер, а вы-
прямленное напряжение от десятков до сотен тысяч вольт.
Разнообразны требования и к режиму регулирования. Так большая группа устано-
вок работает при нерегулируемом выпрямленном напряжении. Наряду с этим на других
установках требуется не только регулирование напряжения, но и преобразование посто-
янного тока в переменный ток. Существенен для работы преобразовательных устройств
также и характер графика нагрузки – от совершенно ровного (электролиз) до резкого не-
равномерного (тяга).
Диапазон параметров устройств зависимого инвертирования также как и выпрями-
тельных устройств очень обширен: от нескольких ампер до десятков тысяч ампер, от де-
сятков вольт до сотен тысяч вольт.
Диапазон параметров автономных инверторов более скромен. Максимальные токи
и напряжения редко превосходят нескольких тысяч ампер и несколько сотен вольт.
При проектировании преобразовательных устройств необходимо составить рацио-
нальную общую схему со стороны как переменного так и постоянного тока, определить
параметры и число рабочих и резервных преобразователей, выбрать коммутационную,
защитную и контрольную аппаратуру, составить схему регулирования, схему вспомога-
тельных устройств и собственных нужд. Все перечисленные вопросы должны решатся не
изолированно друг от друга, а совместно, преследуя общую цель – создание установки
определенного назначения, обеспечивающую максимальную экономичность и нужную
для конкретных условий степень надежности при минимальных затратах. Для правиль-
ного решения необходимо принять во внимание ряд факторов: особенности питающей се-
ти переменного тока, график нагрузки, степень требуемой потребителем бесперебойности,
особенности заданного режима работы преобразователей, условия эксплуатации и, нако-
нец, условия размещения оборудования.
Анализ электромагнитных процессов в преобразовательных устройствах и разра-
ботка на этой основе методов расчета схем преобразователей является главным содержа-
нием курса «Основы преобразовательной техники».
