Transcript Document
Предназначение на силовите електронни преобразуватели (СЕП) в системите за автоматично управление. Видове СЕП. Основни експлоатационни характеристики Силовите електронни преобразуватели са устройства, преобразуващи един или няколко параметъра на електрическата енергия – амплитуда и/или честота на напрежението (тока), брой на фазите и др. СЕП Електрически захранващ източник Силов блок Блок за управление Електрически товар 2. Предназначение на СЕП в САУ СЕП като автономнo устройствo може да бъде отворена или затворена система, което служи за управление на електрическата енергия, подавана към консуматора. СЕП в САУ е изпълнителното устройство, посредством което се променя по подходящ начин електрическата енергия, подавана към обекта на управление. Ел.захранване yзад Енергиен канал uy УУ СЕП Управляващ канал Измервателно устройство Обект y По управляващия канал основната функция на СЕП е да възпроизвежда управляващия сигнал, усилвайки го по мощност, а енергийния вход налага само определени ограничения и измененията по този вход се разглеждат като източник на смущаващо въздействие. Основни изисквания към СЕП по енергийния канал – високи енегийни показатели, надеждост, продължителен срок за експлоатация Основни изисквания към СЕП по управляващия канал бързодействие (безинерционност), линейност, т.е. с предавателна функция, максимално близка до пропорционално звено За “идеалния” СЕП WСЕПu ( p) kп WСЕПd ( p) 0 3. Видове СЕП В зависимост от параметрите на енергийния вход и изхода на СЕП: - Изправители (Rectifiers) – преобразуват постояннотокова енергия в променливотокова; - Инвертори (Inverters) – преобразуват променливотокова енергия в постояннотокова; - Постояннотокови преобразуватели (DC-DC Converters) – преобразуват входното постоянно напрежение (ток) по стойност (без да се променя честотата); - Променливотокови преобразуватели (AC-AC Converters) – преобразуват входното променливо напрежение (ток) по стойност (без да се променя честотата); - Преобразуватели на честота (ПЧ) - преобразуват променливотокова енергия с една честота в променливотокова енергия с друга честота - ПЧ с междинно звено за постоянен ток; - Циклоконвертори (Cycloconverters). 4. Основни експлоатационни характеристики и показатели регулировъчна характеристика - дава връзката между основната изходна променлива и управляващия сигнал на преобразувателя. Например за управляемия изправител – Ud=f() или още Ud=f(Uу) при отчитане и на блока за управление. външна характеристика – дава връзката между изходното напрежение и ток на преобразувателя Например за управляемия изправител – Ud=f(Id) Ud /Ud0 Ud Ud Ud0 1 Udн 0 Uун Uу =0 90 180 0 Id -1 регулировъчни характеристики =90 външна характеристика Пълна представа за процесите в преобразувателя се получава чрез времедиаграмите на основните величини. Обикновено се дават за установен (квазиустановен) режим на работа, но могат да отразяват преходните процеси в системата преобразовател-товар. ud ud t ua ub uc T2 T3 T1 ivn T3 T1 T2 T3 t Основни показатели - к.п.д. - коефициент на мощността - коефициент на пулсациите (за изправителите) - коефициент на изкривяването (деформирането) - коефициент на формата - коефициент на амплитудата Kф I Ka I I I ср ; K фU U ; U ср Im Um ; KaU ; I U Основни силови полупроводникови елементи Елемент Допустим ток Допустимo напрежение Време за включване Приложение Диод (Diode) 1 5000А 10V 10 kV 20ns100s Изправители, инвертори и др. Биполярен транзистор (Bipolar junction transistor – BJT) 0.5 500A 30 1200V 0.5 100s Инветрори, dc-dc преобразуватели Полеви транзистори (Field effect 0.5 150A transistor – FET, MOSFET) 20 1000V 50 200ns Инветрори, dc-dc преобразуватели Биполярен транзистор с изолиран гейт (Insulated gate bipolar transistor – IGBT) 10 600A 600 2500V 0.2 20s (по-бързи от BJT) Мощни инвертори 200kW и повече Тиристор (Thyristor, Silicon controlled rectifier SCR) 10 5000А 200V 6 kV 1s 200s Изправители, аc-аc преобразуватели GTO тиристор (Gate turn-off thiristor – GTO) 10 500А 200 1200 V 1s 200s Мощни инвертори до 100kW Симистор (Триак - Triac) 2 50А 200 800 V 1s 200s За малка мощностлампови димери, битови цели MOSFET тиристор (MOSFET controlled thyristor По-бързи от GTO