Преобразователь электрической энергии — электротехническое устройство, преобразующее электрическую энергию с одними значениями параметров и/или показателей качества в электрическую энергию с другими значениями параметров и/или показателей качества.[1] Для реализации преобразователей широко используются полупроводниковые приборы, так как они обеспечивают большой КПД.
История развития
При начале практического использования электрической энергии (1880-е) возникла проблема преобразования энергии.
| Период использования | Компонентная база | Особенности |
|---|---|---|
| 1880-е — 1990-е | Двигатель-генератор (умформер) До сих пор находят применение (например, динамотор), хотя и ограниченное |
+ Малый коэффициент нелинейных искажений + Большой КПД + Большие мощности |
| 1880-е — настоящее время | Трансформаторы | + Большая надёжность + Больший КПД + Большие мощности - Большие габариты при малых частотах - Невозможность преобразования постоянного тока |
| 1930—1970-е В настоящее время практически не используются |
Ионные приборы (игнитрон) |
+Большая преобразуемая мощность (по этому показателю устройства на ионных приборах до сих пор не превзойдены полупроводниковыми) |
| 1960-е — настоящее время | Полупроводниковые диоды, тиристоры | + Компактность + Бесшумность + Лёгкость и гибкость управления - Потери мощности в ключах - Искажения и помехи в сетях |
Зачастую появление новых приборов не устраняет необходимости использовать ряд приборов, прежде существовавших. Например, многие полупроводниковые приборы используют трансформаторы, но в более выгодном высокочастотном диапазоне. В результате устройство приобретает преимущества и тех, и других.
Использование п-п инверторов для управления умформерами позволяет устранить коллекторы и щётки. Это снижает потери омические и на трение. Сами инверторы тоже могут быть меньшей мощности, например, при использовании машин двойного питания, потери — меньше, а качество преобразования энергии — гораздо больше.
Функции преобразователей
- Преобразование
- Преобразование и регулирование
- Преобразование и стабилизация
Классификация
По характеру преобразования
| Преобразователи | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Выпрямители ≈ → = | Инверторы = → ≈ | Преобразователи частоты и числа фаз ≈ → ≈ | Напряжения = → = инвертор + выпрямитель ≈ → ≈ Трансформатор | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Выпрямители
Выпрямитель — устройство, предназначенное для преобразования энергии источника переменного тока в постоянный ток[2].
Инверторы
Инвертор — устройство, задача которого обратна выпрямителю, то есть преобразование энергии источника постоянного тока в энергию переменного тока.
Инверторы подразделяются на два класса: ведомые сетью (зависимые) и автономные.
Зависимые инверторы
Ведомые инверторы преобразуют энергию источника постоянного тока в переменный с отдачей её в сеть переменного тока, то есть осуществляют преобразование, обратное выпрямителю[3].
Автономные инверторы
Автономные инверторы — устройства, преобразующие постоянный ток в переменный с неизменной или регулируемой частотой и работающие на автономную (не связанную с сетью переменного тока) нагрузку[4].
В свою очередь автономные инверторы подразделяются на:
- АИН
- АИТ
- АИР
Преобразователи частоты
Преобразователь частоты — вторичный источник электропитания, вырабатывающий переменный электрический ток с частотой, отличной от частоты тока исходного источника.
Преобразователи напряжения
По способу управления
- Импульсные (на постоянном токе)
- Фазовые (на переменном токе)
По типу схем
- Нулевые, мостовые
- Трансформаторные, бестрансформаторные
- Однофазные, двухфазные, трёхфазные…
По способу управления
- Управляемые
- Неуправляемые
См. также
Примечания
- ↑ ГОСТ Р 50369-92 Электроприводы. Термины и определения
- ↑ С. Ю. Забродин. Глава 5 Маломощные выпрямители постоянного тока, §5.1 Общие сведения // Промышленная электроника: учебник для вузов. — М.: Высшая школа, 1982. — С. 287. — 496 с.
- ↑ С. Ю. Забродин. Глава 6 Ведомые сетью преобразователи средней и большой мощности, §6.1 общие сведения // Промышленная электроника: учебник для вузов. — М.: Высшая школа, 1982. — С. 315. — 496 с.
- ↑ С. Ю. Забродин. Глава 8 Автономные инверторы, §8.1 Автономные инверторы и их классификация // Промышленная электроника: учебник для вузов. — М.: Высшая школа, 1982. — С. 438. — 496 с.
Эта страница в последний раз была отредактирована 12 февраля 2024 в 17:46.
Обычно почти сразу, изредка в течении часа.