- •Основы преобразовательной техники Содержание курса лекций
- •Основная литература
- •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:
- •Дополнительная литература
- •Лекция № 2 Основные процессы и виды вентильных преобразователей электрической энергии
- •1. Неуправляемый вентиль. Полупроводниковый диод (vd).
- •Вольт–амперная характеристика диода
- •2. Управляемый вентиль. Тиристор (vs).
- •Вольт–амперная характеристика тиристора
- •Вентили в цепях переменного тока
- •Полупроводниковый диод
- •2. Тиристор в цепи переменного тока
- •Способы коммутации вентилей
- •Понятие о выпрямлении напряжения и тока
- •Понятие об инвертировании
- •Основные типы вентильных преобразователей
- •1. Выпрямители
- •2. Инверторы
- •3. Реверсивные преобразователи
- •4. Преобразователи частоты
- •5.1. Регулируемые преобразователи переменного напряжения.
- •5.2. Регулируемые преобразователи постоянного напряжения.
- •Виды широтно–импульсной модуляции (шим):
- •Лекция № 3 Электронные преобразователи электрической энергии. Типы электронных преобразователей электрической энергии:
- •Электронные выпрямители
- •Блок схема выпрямителя
- •Функциональное назначение блоков
- •Типы исполнения блоков
- •Основные величины, характеризующие выпрямленное напряжение
- •Стабилизаторы:
- •Эксплуатационные характеристики преобразователей
- •Идеализация элементов схемы выпрямления
- •1. Идеализация трансформатора
- •Схемы замещения трансформатора
- •2 . Идеализация вентилей
- •Лекция № 4 Однофазные схемы выпрямления
- •1. Однополупериодная схема выпрямления с активной нагрузкой Rн
- •2. Однофазная мостовая схема выпрямления
- •3. Однофазная схема с выводом нуля трансформатора.
- •Лекция № 5 Трехфазные схемы неуправляемых выпрямителей
- •1. Трехфазная схема выпрямления с выводом нулевой точки трансформатора
- •2. Трехфазная мостовая схема (схема Ларионова)
- •Лекция № 6 Методика определения параметров схем выпрямления
- •Сравнительная характеристика схем выпрямления
- •Лекция № 7 Фильтрация выпрямленного напряжения
- •1. Пассивные фильтры 1.1. «с» фильтр
- •1.2. «L» фильтр
- •1.4. «П» образный фильтр
- •1.5. Многозвенные фильтры.
- •2 . Активные фильтры
- •Н еуправляемый выпрямитель с активно–емкостной нагрузкой
- •Схемы умножения напряжения
- •1 . Схема удвоения напряжения Uн.
- •2 . Каскадная схема умножения uh (в 6 раз).
- •Работа неуправляемого выпрямителя н а активно – индуктивную нагрузку (r–l)
- •Лекция № 8 Внешняя характеристика неуправляемого выпрямителя при различных видах нагрузки
- •Стабилизаторы напряжения Uн и тока Iн
- •Параметрические стабилизаторы напряжения
- •Стабилизаторы компенсационного типа
- •1. Стабилизатор с последовательным соединением регулирующего элемента
- •2. Стабилизатор с параллельным соединением регулирующего элемента
- •Стабилизаторы в интегральном исполнении
- •Компенсационные стабилизаторы импульсного действия
- •1. Стабилизаторы с шим
- •2. Стабилизатор релейного типа
- •Стабилизаторы тока
- •1. Параметрические стабилизаторы тока
- •2. Компенсационные стабилизаторы тока.
2. Стабилизатор с параллельным соединением регулирующего элемента
Рис.59 – Структурная
схема стабилизатора непрерывного
действия с параллельным включением
регулирующего элемента
Стабилизация напряжения на нагрузке (рис.59) достигается, как и в параметрическом стабилизаторе, изменением напряжения на балластном резисторе Rб посредством изменения тока регулирующего элемента. Изменение тока нагрузки от нуля до Iн.max, сопровождается соответствующим изменением тока регулирующего элемента от Iн.max до нуля. Мощность, теряемая в данной схеме складывается из потерь на резисторе Rб и регулирующем элементе, в то время как в схеме на рис.58 мощность теряется только на регулирующем элементе. Таким образом, энергетические показатели (КПД) параллельных схем более низкие, чем у последовательных. Поэтому стабилизаторы с последовательно включенным регулируюшим элементом (РЭ) нашли наиболее широкое применение.
Стабилизаторы в интегральном исполнении
Существенные преимущества в отношении массо–габаритных, стоимостных и качественных показателей дает широко используемый в настоящее время интегральный принцип выполнения стабилизаторов, при котором вся маломощная часть схемы стабилизатора унифицируется и представляется в виде микросхемы.
Отечественной промышленностью выпускаются следующие типы стабилизаторов:
С регулированием Uн: К142EН1 … К142EН4
С фиксированным Uн: К142EН5.
С двуполярным Uн: К142EН6.
Микросхема |
Описание |
К142ЕН1А |
Регулируемое выходное напряжение 312 В, ток нагрузки не более 0,15 А. |
К142ЕН1Б |
Регулируемое выходное напряжение 1230 В, ток нагрузки не более 0,4 А. |
К142ЕН5А |
Напряжение стабилизации 5В 1%, ток нагрузки не более 1А. |
К142ЕН5Б |
Напряжение стабилизации 6В 1%, ток нагрузки не более 3А. |
Серия К275 |
Регулируемое выходное напряжение 124 В. |
Серия К181 |
Регулируемое выходное напряжение 315 В. |
Компенсационные стабилизаторы импульсного действия
Компенсационные стабилизаторы импульсного действия выполняют в двух вариантах:
Стабилизаторы с широтно–импульсной модуляцией (ШИМ).
Стабилизаторы релейного типа.
1. Стабилизаторы с шим
Рис.60 – Структурная
схема компенсационного стабилизатора
импульсного действия с широтно–импульсной
модуляцией
Устройство:
В – выпрямитель;
РЭ – регулирующий элемент;
Ф – фильтр;
МУ – модулирующее устройство;
У – усилитель;
ЭС – элемент сравнения.
Принцип действия:
Переменное сетевое напряжение подается на выпрямитель (рис.60). После выпрямителя полученное нестабилизированное напряжение постоянного тока подается на регулирующий элемент (РЭ). Этот элемент открывается и закрывается в определенные моменты времени под действием импульсов, поступающих от модулирующего устройства (МУ) и обеспечивающих подстройку и стабилизацию выходного напряжения. Сглаживание пульсирующего напряжения производится фильтром (Ф).
Стабилизация выходного напряжения осуществляется путем изменения соотношения длительностей открытого и закрытого состояния РЭ (рис.61) (Т = const, tи = var) в зависимости от изменения величины выходного напряжения, регистрируемого элементом сравнения (ЭС). Разность (Uвых – Uоп) усиливается усилителем (У) и передается на МУ. Уменьшение выходного напряжения Uвых относительно опорного Uоп компенсируется подачей более широких управляющих импульсов, и наоборот (см. рис.61).
Рис.61 –
Широтно–импульсная модуляция
В качестве релаксационного генератора (МУ) может служить мультивибратор или триггер.
Выходное напряжение:
(58)
где
– скважность импульса.
