Структурные схемы

преобразователей электроэнергии.

1. Сетевые виэп.

1. Т рансформатор не изменяет частоты питающей сети.

Бывает понижающего или повышающего типа в зависимости от коэффициента трансформации (k=W2/W1).

2. Н ерегулируемые выпрямители. Предназначены для питания нагрузки постоянного тока R_н от промышленных или специальных сетей переменного тока.

Недостатки нерегулируемых выпрямителей в том, что U_н ~ U_п и U_н = f(R_н). Однако они применяются довольно часто ввиду простоты и доступности комплектующих.

Специальные лампы накаливания. Централизованные ВИЭП, от которых питаются несколько более сложных, но более стабильных ВИЭП, простейшие зарядные устройства.

Для сглаживания пульсаций на выходе выпрямителя используют реактивные фильтры:

1. емкостные – фильтры С-типа,

2. Г-образные – фильтры LC-типа,

3. П-образные – фильтры CLC-типа,

4. многозвенные фильтры (применяются редко),

5. активные ПП фильтры (применяются все чаще).

3. Регулируемый выпрямитель (РВ).

В РВ совмещены функции преобразования переменного напряжения в постоянное с функциями регулирования или стабилизации. Их работа основана на изменении формы выходного напряжения. Например, U_вых изменяют за счет изменения угла открывания силовых тиристоров под действием маломощного сигнала управления.

РН – регулятор переменного напряжения со стабилизацией. Бывает транзисторного или дроссельного типа.

4. Стабилизирующие выпрямители включают дополнительные стабилизирующие устройства на входе или на выходе выпрямителя.

С – непрерывный или импульсный стабилизатор напряжения.

Стабилизатор находится на стороне постоянного тока. Непрерывные стабилизаторы, включенные на выходе нерегулируемого выпрямителя, кроме функции стабилизации выходного напряжения В (В+Ф) обеспечивают также эффективное сглаживание пульсаций этого напряжения.

5. ВИЭП с бестрансформаторным входом.

В последнее время в связи со снижением удельной энергоемкости радиоаппаратуры и необходимостью резкого уменьшения веса и габаритов ВИЭП возросло практическое применение ВИЭП с бестрансформаторным входом.

Здесь переменное входное напряжение (например, однофазное в 220В, 50Гц или трехфазное в 380В, 50Гц) преобразуется бестрансформаторным выпрямителем в сравнительно высокое напряжение постоянного тока:

220В – в 311В (среднее) – в 340В (с учетом возможной нестабильности),

380В – в 537В (среднее) – в 590В (с учетом возможной нестабильности).

На выходе фильтра включают импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока, который, во-первых, понижает напряжение до 100-150В, а во-вторых, осуществляет стабилизацию выходного напряжения источника питания. ОС можно брать и с выхода ИC, но в этом случае будет U_н(R_н). Для дальнейшего уменьшения габаритов и массы ВИЭП выходное напряжение инвертора имеет прямоугольную форму (но нужно сглаживать) и ИС и И работают при повышенных частотах преобразования в 10-50кГц. ВЧ инверторный трансформатор обеспечивает электрическую изоляцию цепи от питающей сети. На ВЧ параметры С-фильтра тоже малы.

Подобная схема, где функции ИC и И совмещены в регулируемом инверторе:

6. Наряду с потребителями энергии постоянного тока (сетевыми ВИЭП постоянного тока) существуют:

• анодные и сеточные цепи электронных ламп,

• ПП приборы и ИС, реле и электромеханические переключатели,

• цепи управления магнитных усилителей,

• аккумуляторы.

РЭА использует также электроэнергию переменного тока в следующих элементах:

• цепи накала электронных ламп, трубок,

• магнитные усилители,

• цепи сигнализации и блокировки,

• вибраторы,

• электродвигатели, соленоиды и др. электромеханические устройства.

Значительная часть этих потребителей требует стабильных по значению и частоте переменных напряжений, причем частота м. б. значительно выше частоты первичной сети (например, бортовая сеть в 400Гц). Последнее связано с необходимостью уменьшения габаритов и массы электромеханических устройств, радиоэлектронных систем за счет значительного увеличения частоты.

Сетевые ВИЭП переменного тока.

Сетевые ВИЭП переменного тока основаны на промежуточном преобразовании переменного тока в постоянный с последующим инвертированием.

Трансформатор нестабилизирован, U_н~U_п, U_н=f(R_н):

П ростые методы стабилизации:

Сетевые ВИЭП переменного тока

повышенной мощности.

Наиболее остро проблема стоимости, веса и габаритов стоит для мощных преобразователей. Для них наиболее эффективен переход на повышенные рабочие частоты.

При проектироваании таких преобразоваателей начинают обращать внимание на тот факт, что для каждого типа нагрузок (имеющих конкретное применение) после первичного преобразования напряжение можно разделить на две составляющие: постоянную и пульсирующую (переменную). Каждую из составляющих квазипостоянного промежуточного напряжения можно регулировать или инвертировать раздельно по двум каналам. На выходе ВИЭП напряжения двух каналов можно сглаживать и подавлять в R_н. В таких схемах удается значительно уменьшить массу и габариты сглаживающих фильтров, а в ряде случаев – улучшить показатели всего ВИЭП.

Использование вольтодобавочных устройств на входе инвертора.

В – силовые диоды,

РВ – малые тиристоры. Они дешевле силовых тиристоров.

О ба инвертора работают синхронно-синфазно. Стабилизация U_н осуществляется регулируемым выпрямителем на входе инвертора И2.

Оба инвертора работают синхронно (f1=f2) и подключены к общему В-Ф с регулируемым сдвигом U_вых во времени. Синхронизацию ведомого U2 c U1 и стабилизацию U_н осуществляет фазосдвигающее устройство.