Русская Википедия:Преобразователь электрической энергии

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Файл:Mobile charger.svg
Зарядное устройство телефона, один из примеров понижающего (step-down) импульсного преобразователя.
Файл:Инвертор автомобильный.jpg
Пример повышающего (step-up) преобразователя, — автомобильный инвертор. Преобразует постоянное напряжение бортовой сети (12V) в переменное 220V.

Преобразователь электрической энергии — электротехническое устройство, преобразующее электрическую энергию с одними значениями параметров и/или показателей качества в электрическую энергию с другими значениями параметров и/или показателей качества.[1] Для реализации преобразователей широко используются полупроводниковые приборы, так как они обеспечивают высокий Шаблон:Abbr.

История развития

При начале практического использования электрической энергии (1880-е) возникла проблема преобразования энергии.

Период использования Компонентная база Особенности
1880-е — 1990-е Мотор-генератор (умформер)
До сих пор находят применение (например, динамотор), хотя и ограниченное
+ Низкий коэффициент нелинейных искажений
+ Высокий КПД

+ Большие мощности
+ Возможность преобразования постоянного тока
+ Стойкость к коротким замыканиям, перегрузкам, перенапряжениям
— Материалоёмкость
- Сложность ремонта и обслуживания
- Наличие подвижных изнашивающихся частей
- Шум и вибрации
— Низкий коэффициент мощности

1880-е — настоящее время Трансформаторы + Большая надёжность
+ Высокий КПД
+ Большие мощности
- Большие габариты при малых частотах
- Невозможность преобразования постоянного тока
1930—1970-е
В настоящее время практически не используются
Ионные приборы (игнитрон)

+Большая преобразуемая мощность (по этому показателю устройства на ионных приборах до сих пор не превзойдены полупроводниковыми)
+Стойкость к коротким замыканиям и перенапряжениям
-Хрупкость корпусов (стекло, керамика)
-Мощные ионные приборы наполнены парами ртути. В случае аварии высок риск загрязнения окружающей среды
-Длительное время подготовки к работе

1960-е — настоящее время Полупроводниковые диоды, тиристоры

и транзисторы

+ Компактность
+ Бесшумность
+ Лёгкость и гибкость управления
- Потери мощности в ключах
- Искажения и помехи в сетях

Зачастую появление новых приборов не устраняет необходимости использовать ряд приборов, прежде существовавших. Например, многие полупроводниковые приборы используют трансформаторы, но в более выгодном высокочастотном диапазоне. В результате устройство приобретает преимущества и тех, и других.
Использование п-п инверторов для управления умформерами позволяет устранить коллекторы и щётки. Это снижает потери омические и на трение. Сами инверторы тоже могут быть меньшей мощности, например, при использовании машин двойного питания, потери — меньше, а качество преобразования энергии — гораздо выше.

Функции преобразователей

  • Преобразование
  • Преобразование и регулирование
  • Преобразование и стабилизация

Классификация

По характеру преобразования

Шаблон:Familytree/start Шаблон:Familytree Шаблон:Familytree Шаблон:Familytree Шаблон:Familytree/end

Выпрямители

Шаблон:Main Выпрямитель — устройство, предназначенное для преобразования энергии источника переменного тока в постоянный ток[2].

Инверторы

Шаблон:Main Инвертор — устройство, задача которого обратна выпрямителю, то есть преобразование энергии источника постоянного тока в энергию переменного тока.

Инверторы подразделяются на два класса: ведомые сетью (зависимые) и автономные.

Зависимые инверторы

Ведомые инверторы преобразуют энергию источника постоянного тока в переменный с отдачей её в сеть переменного тока, то есть осуществляют преобразование, обратное выпрямителю[3].

Автономные инверторы

Автономные инверторы — устройства, преобразующие постоянный ток в переменный с неизменной или регулируемой частотой и работающие на автономную (не связанную с сетью переменного тока) нагрузку[4].

В свою очередь автономные инверторы подразделяются на:

Преобразователи частоты

Шаблон:MainПреобразователь частоты — вторичный источник электропитания, вырабатывающий переменный электрический ток с частотой, отличной от частоты тока исходного источника.

Преобразователи напряжения

Шаблон:Неполный список

По способу управления

  1. Импульсные (на постоянном токе)
  2. Фазовые (на переменном токе)

По типу схем

  • Нулевые, мостовые
  • Трансформаторные, бестрансформаторные
  • Однофазные, двухфазные, трёхфазные…

По способу управления

  • Управляемые
  • Неуправляемые
См. также

Примечания

Шаблон:Примечания

Шаблон:Rq

  1. ГОСТ Р 50369-92 Электроприводы. Термины и определения
  2. Шаблон:Книга
  3. Шаблон:Книга
  4. Шаблон:Книга