Лекция № 1

Основы преобразовательной техники

Содержание курса лекций

г. Новокузнецк, 2004 г.

УДК 621.314.6

(075)

Изложено тезисное содержание курса лекций в соответствии с рабочей программой дисциплины «Основы преобразовательной техники». Приведено распределение часов по видам учебных занятий и семестрам, а также постраничные ссылки на учебную литературу по материалам каждой лекции.

Пособие предназначено для студентов специальности 200400 – «Промышленная электроника», но может быть полезным студентам специальности 180400 – «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов» при изучении курса «Промышленная электроника и преобразовательная техника», а также другим специальностям электротехнического цикла.

Рецензент – кафедра электротехники и электрооборудования Сибирского государственного индустриального университета.

Печатается по решению редакционно-издательского совета университета.

Лекция № 1. Введение. Виды преобразований электрической энергии. Область применения полупроводниковых преобразователей. Преимущества электронных преобразователей. Перспективы развития преобразовательной техники. Цель изучения дисциплины. Задачи изучения дисциплины. Связь дисциплины с другими курсами. Основная и дополнительная литература……………………………………………………………………...5

Лекция № 2. Основные процессы и виды вентильных преобразователей электрической энергии. Вентили в цепях переменного тока. Понятие о выпрямлении напряжения и тока. Понятие об инвертировании. Основные типы вентильных преобразователей…………………7

Лекция № 3. Электронные преобразователи электрической энергии. Типы электронных преобразователей электрической энергии. Эксплуатационные характеристики преобразователей. Идеализация элементов схемы выпрямления……………………………...14

Лекция № 4. Однофазные схемы выпрямления…………………………..……………..19

Лекция № 5. Трехфазные схемы неуправляемых выпрямителей…………..…………..23

Лекция № 6. Методика определения параметров схем выпрямления. Сравнительная характеристика схем выпрямления……………………………………………………………….26

Лекция № 7. Фильтрация выпрямленного напряжения. Неуправляемый выпрямитель с активно–емкостной нагрузкой. Схемы умножения напряжения. Работа неуправляемого выпрямителя на активно – индуктивную нагрузку (R–L)………………………………………28

Лекция № 8. Внешняя характеристика неуправляемого выпрямителя при различных видах нагрузки. Стабилизаторы напряжения U_н и тока I_н. Параметрические стабилизаторы напряжения. Стабилизаторы компенсационного типа. Стабилизаторы тока…………………36

Лекция № 9. Неуправляемые преобразователи большой и средней мощности. Особенности работы преобразователей большой и средней мощности……………………….45

Лекция № 10. Параллельное и последовательное соединение вентилей. Охлаждение вентилей…………………………………………………………………………………………….47

Лекция № 11. Необходимость уменьшения потока вынужденного намагничивания……...50

Лекция № 12. Регулируемые преобразователи постоянного напряжения. Однофазный управляемый выпрямитель с активной нагрузкой………………………………………………52

Лекция № 13. Управляемые преобразователи ведомые сетью. Однофазный выпрямитель с активно-индуктивной нагрузкой. Многофазные управляемые выпрямители……………….60

Лекция № 14. Нагрузка на встречную ЭДС. Характеристики многофазного управляемого преобразователя……..……………………………………………………………65

Лекция № 15. Инверторы. Понятие о процессе инвертирования. Инверторы ведомые сетью. Входная и ограничительная характеристики инвертора………………………………..69

Лекция № 16. Режимы работы трехфазного мостового управляемого преобразователя. Режимы работы в зависимости от угла коммутации……………………………………………73

Лекция № 17. Полная внешняя характеристика трехфазного управляемого преобразователя. Трехфазный мостовой инвертор. Входная и ограничительная характеристика инвертора………………………………………………………………………...76

Лекция № 18. Реверсивные преобразователи. Однокомплектный преобразователь с реверсом. Двухкомплектные реверсивные преобразователи…………………………………...79

Лекция № 19. Способы управления вентильными группами двухкомплектного реверсивного преобразователя. Процесс реверса при раздельном управлении. Процесс реверса вентильных групп при совместном управлении……………………………………….82

Лекция № 20. Уравнительный ток. Построение уравнительного тока. Способы ограничения уравнительного тока………………………………………………………………..85

Лекция № 21. Согласование углов регулирования выпрямительной и инверторной групп реверсивного преобразователя. Сравнительная характеристика законов согласования. Особенности согласованного управления вентильными группами. Требования к СИФУ реверсивного преобразователя……………………………………………………………………88

Лекция № 22. Функциональная схема серийно выпускаемого преобразователя с раздельным управлением вентильными группами. Типы исполнения системы управления преобразователем при раздельном управлении вентильных групп……………………………91

Лекция № 23. Сканирующее ЛПУ. Сравнительная характеристика БРУ…………………..95

Лекция № 24. Согласование углов регулирования ВГ преобразователя с раздельным управлением. Сравнительная характеристика раздельного и совместного управления ВГ реверсивного преобразователя……………………………………………………………………97

Лекция № 25. Преобразователи частоты. Функциональная схема непосредственного преобразователя частоты. Трехфазная нулевая схема НПЧ……………………………………99

Лекция № 26. Принцип формирования выходного напряжения. Требуемый закон изменения угла a для формирования Е_вых. Характеристика управления НПЧ. Особенности характеристик НПЧ………………………………………………………………………………102

Лекция № 27. Гармонический состав токов в вентильных и сетевых обмотках преобразовательного трансформатора при различных видах схем…...………………………118

Лекция № 28. Коэффициент мощности управляемых преобразователе….…….…………119

Лекция № 29. Способ повышения коэффициента мощности………………………………121

Лекция № 30. Аварийные режимы работы преобразователей…..…………….……………127

Лекция № 31. Способы защиты от аварийного режимы………...…………………………130

Лекция № 32. СИФУ тиристорных преобразователей….….……………………………….135

Лекция № 33. Синхронные СИФУ…………………………..………………………………..137

Лекция № 34. Типовые узлы многоканальной аналоговой СИФУ……………..………….144

Лекция № 35. Способы синхронизации БУ различных схем……………………….………147

Лекция № 36. Типовые узлы аналоговой СИФУ…………… ………………………………148

Лекция № 1