Лекция № 2. «Назначение, область применения, состав и классификация судовых полупроводниковых преобразователей»

«Назначение, область применения, состав и классификация судовых полупроводниковых преобразователей»

Вопрос № 12. Назначение и область применения судовых полупроводниковых преобразователей?.

Основным назначением судовых полупроводниковых преобразователей (ПП) является преобразование параметров электроэнергии, в частности, рода тока, величины напряжения и частоты.

На судах силовые полупроводниковые преобразователи применяются:

- в качестве выпрямителей общего назначения для питания общесудовых потребителей напряжением постоянного рода тока;

- в составе зарядных устройств для зарядки щелочных и кислотных ак - | кумуляторных батарей;

- в сварочных выпрямительных агрегатах;

- в системе катодной защиты корпуса судна для устранения электро -химической коррозии;

- в системах возбуждения синхронных электрических машин;

- в валогенераторных и гребных электрических установках;

- в судовом регулируемом электроприводе (подруливающие устройства, буксирные лебедки) и т.д.

Вопрос № 13. Состав и элементы силовых полупроводниковых преобразователей?.

ПП состоят из силовой схемы, собираемой на полупроводниковых вен тилях (ключах), и системы управления (СУ). В состав ПП также включают- ся трансформаторы, силовые дроссели, конденсаторы.

Полупроводниковые вентили могут быть неуправляемыми (диоды), не полностью управляемыми (однооперационные тиристоры) и полностью управляемыми (транзисторы и двухоперационные тиристоры).

Диоды открываются тогда, когда к ним приложено прямое напряжение положительной полярности и закрываются, когда ток уменьшается до вели­чины тока запирания.

Не полностью управляемые вентили открываются подачей сигнала на управляющий электрод и запираются, как и диоды, при уменьшении тока до величины тока запирания.

Полностью управляемые вентили могут не только открываться, но и запираться подачей (снятием) сигнала управления на управляющий электрод.

Назначением систем управления ПП является формирование и подача импульсов управления на управляющий электрод силового вентиля в опре­деленный момент времени. После подачи импульса на управляющий элек­трод полупроводниковый вентиль открывается и начинает проводить элек­трический ток.

Наибольшее распространение для управления ПП нашли системы им-пульсно-фазового управления (СИФУ). В СИФУ управляющий сигнал име­ет форму импульса, фазу которого можно регулировать. Схема и временные диаграммы одноканальной СУ однофазным мостовым выпрямителем пред­ставлены на рис. 9.1.

Блок синхронизации (БС) синхронизирует работу СУ с фазой питаю­щего напряжения выпрямителя. Генератор пилообразного напряжения (ГПН) выполняет функцию интегратора.

Началом процесса интегрирования ГПН является момент перехода фазного напряжения через ноль. В момент равенства величины напряжения ГПН (U_гпн) и напряжения управления (U_у) устройство сравнения (УС) формирует импульс управления. Распределитель импульсов (РИ) распреде­ляет импульсы по силовым вентилям преобразователя, а формирователь импульсов (ФИ) и блок выходных каскадов (ВК) усиливают сигнал до не­обходимой величины.

Изменяя величину U_y можно управлять моментом подачи импульса управления на силовой вентиль, благодаря чему регулируется выходное напряжения выпрямителя.

Рис. 9.1. Блок-схема (а) и временные диаграммы (б) системы управления однофазного мостового выпрямителя

Вопрос № 14. Классификация судовых полупроводниковых преобразователей электроэнергии?.

Классификация полупроводниковых преобразователей электроэнергии представлена на рис. 9.2.

Вопрос № 15. Типы силовых полупроводниковых преобразователей?.

Основными типами силовых ПП являются:

- выпрямители - преобразуют электроэнергию переменного тока

в электроэнергию постоянного тока;

- инверторы - преобразуют электроэнергию постоянного тока в электроэнергию переменного тока;

- преобразователи частоты - преобразуют электроэнергию переменного тока одной частоты в электроэнергию переменного тока другой частоты.

Вопрос № 16. Назначение, виды, состав и применение полупроводниковых выпрямителей?.

Выпрямители могут быть неуправляемыми и управляемыми. Напряже­ние на выходе неуправляемого выпрямителя (HB) зависит от величины входного напряжения и не может регулироваться. В HB отсутствует систе­ма управления. Силовая схема HB строится на неуправляемых вентилях -диодах. Данные выпрямители дешевле, чем остальные преобразователи, и вносят наименьшее искажение в питающую сеть.

Рис. 9.2. Классификация полупроводниковых преобразователей электроэнергии

Управляемым называется выпрямитель, который позволяет изменять величину выходного напряжения при постоянном значении входного. Силовую часть управляемых выпрямителей (УВ) составляют тиристоры или транзисторы.

Вопрос № 17. Назначение, виды, состав и применение полупроводниковых инверторов?.

Инверторы делятся на автономные инверторы и инверторы, ведомые сетью. Инверторы, ведомые сетью, могут работать только на сеть, в кото­рой присутствует источник ЭДС. Источник ЭДС, направленный встречно напряжению в звене постоянного тока, необходим для уменьшения тока, протекающего через тиристор, и его запирания.

Автономные инверторы (АИ) строятся на базе полностью управляемых вентилей - двухоперационных тиристоров или транзисторов. Данные ин­верторы могут автономно работать на любую электрическую нагрузку.

Вопрос № 18. Назначение, виды, состав и применение полупроводниковых преобразователей частоты?.

Полупроводниковые преобразователи частоты (ППЧ) могут быть двух-звенными (со звеном постоянного тока) или непосредственными. Двух-звенный ППЧ состоит из последовательно включенных выпрямителя и ин­вертора. В непосредственных ППЧ отсутствует явно выраженное звено по­стоянного тока.

Оба типа ППЧ имеют свои достоинства и недостатки, их применение зависит от режима эксплуатации и типа электрической установки.

Так, в ВГУ, где на выходе преобразователя частота выше входной, чаще исполь­зуют ППЧ со звеном постоянного тока на базе ведомых инверторов. В гребных электрических установках традиционной комплектации с мало­оборотным электродвигателем нашли применение непосредственные ППЧ.В ГЭУ на базе винторулевых колонок и других судовых электропривода чаще используют ППЧ со звеном постоянного тока на базе автономный инверторов.

32эм,26.09.14г.