Pretvorniki električne energije

Pretvornik je električna naprava, ki pretvarja električno energijo po enem parametru oz indikatorji kakovosti v električni energiji z drugimi vrednostmi parametrov ali kazalniki kakovosti. Parametri električna energija lahko je vrsta toka in napetosti, njihova frekvenca, število faz, faza napetosti.

Po stopnji vodljivosti delimo pretvornike električne energije na nekrmovljive in krmiljene... Pri krmiljenih pretvornikih je mogoče regulirati izhodne veličine: napetost, tok, frekvenca.

Na elementarni osnovi se močnostni pretvorniki delijo na električne strojne (rotacijske) in polprevodniške (statične)... Električni strojni pretvorniki se uporabljajo na osnovi uporabe električnih strojev in trenutno najdejo relativno redko uporabo v električnih pogonih. Polprevodniški pretvorniki so lahko diodni, tiristorski in tranzistorski.

Po naravi pretvorbe električne energije močnostne pretvornike delimo na usmernike, inverterje, frekvenčne pretvornike, regulatorje izmenične in enosmerne napetosti ter izmenične fazne pretvornike.

V sodobnih avtomatiziranih električnih pogonih se uporabljajo predvsem polprevodniški tiristorski in tranzistorski pretvorniki enosmernega in izmeničnega toka.

Prednosti polprevodniških pretvornikov so široka funkcionalnost za krmiljenje procesa pretvorbe električne energije, visoka hitrost in učinkovitost, dolga življenjska doba, priročnost in enostavnost vzdrževanja med delovanjem, široke možnosti uporabe zaščite, signalizacije, diagnostike in testiranja tako električne pogonske kot tehnološke opreme. .

Hkrati so za polprevodniške pretvornike značilne nekatere pomanjkljivosti. Ti vključujejo: visoko občutljivost polprevodniških naprav na preobremenitev toka, napetost in njihovo hitrost spremembe, nizko odpornost proti hrupu, izkrivljanje sinusnega toka in omrežne napetosti.

Usmernik se imenuje pretvornik izmenične napetosti v enosmerni tok (enosmerni) tok.

Nenadzorovani usmerniki ne zagotavljajo regulacije napetosti na bremenu in se izvajajo na polprevodniških nenadzorovanih napravah z enostranskim prevodom - diode.

Krmilni usmerniki so izdelani na krmiljenih diodah - tiristorjih in omogočajo prilagajanje njihove izhodne napetosti zaradi ustreznega krmiljenja tiristorji.

Krmilni usmernik

Usmerniki so lahko ireverzibilni in reverzibilni.Obračalni usmerniki vam omogočajo, da spremenite polarnost popravljene napetosti na njihovem bremenu, medtem ko neinvertirajoči usmerniki ne. Glede na število faz vhodne izmenične napetosti so usmerniki razdeljeni na enofazne in trifazne, po shemi močnostnega odseka pa na most in ničelni izhod.

Pretvornik, imenovan pretvornik enosmerne napetosti v izmenični. Ti pretvorniki se uporabljajo kot del frekvenčnih pretvornikov, ko se pogon napaja iz omrežja AC ali kot samostojni pretvornik, ko se pogon napaja iz vira enosmerne napetosti.

Inverter

Največjo uporabo najdemo v električnih pogonskih vezjih avtonomni pretvorniki napetosti in tokaizveden na tiristorjih ali tranzistorjih.

Avtonomni napetostni pretvorniki (AVI) imajo togo zunanjo karakteristiko, ki je odvisnost izhodne napetosti od bremenskega toka, zaradi česar se njihova izhodna napetost praktično ne spremeni, ko se tok bremena spremeni. Tako se napetostni pretvornik glede na obremenitev obnaša kot Vir EMF.

Avtonomni tokovni pretvorniki (AIT) imajo "mehko" zunanjo karakteristiko in imajo lastnosti tokovnega vira. Na ta način se tokovni pretvornik glede na obremenitev obnaša kot tokovni vir.

Frekvenčni pretvornik (FC) se imenuje pretvornik izmenične napetosti s standardno frekvenco in pretvornik izmenične napetosti s spremenljivo frekvenco. Polprevodniški frekvenčni pretvorniki so razvrščeni v dve skupini: neposredno sklopljeni frekvenčni pretvorniki in enosmerno sklopljeni frekvenčni pretvorniki.

Laboratorijski frekvenčni pretvornik

Neposredni frekvenčni pretvorniki omogočajo spreminjanje frekvence bremenske napetosti le v smeri njenega zmanjšanja v primerjavi s frekvenco napajalne napetosti. Frekvenčni pretvorniki z vmesno enosmerno povezavo te omejitve nimajo in najdejo širšo uporabo v elektromotorjih.

Industrijski frekvenčni pretvornik za krmiljenje električnega pogona

Regulator izmenične napetosti se imenuje pretvornik izmenične napetosti standardne frekvence in napetosti v regulirano izmenično napetost iste frekvence. Lahko so enofazni in trifazni in v močnostnem delu uporabljajo praviloma enodelne tiristorje.

Regulator enosmerne napetosti se imenuje pretvornik nereguliranega vira enosmerne napetosti v regulirano bremensko napetost. V takšnih pretvornikih se uporabljajo močnostna polprevodniška stikala, ki delujejo v impulznem načinu, regulacija napetosti v njih pa je posledica modulacije napajalne napetosti.

Bilo je najpogostejše širinsko modulacijo impulza, pri katerem se trajanje napetostnih impulzov spreminja s konstantno frekvenco njihovega ponavljanja.

Preberite tudi o tej temi: Izboljšava polprevodniških pretvornikov v avtomatiziranih električnih pogonskih sistemih