Электрические преобразователи (стр. 1 из 2). Постоянный ток в переменный схема

Электрические преобразователи

“Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники”

Кафедра защиты информации

РЕФЕРАТ

на тему:

«ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ »

МИНСК 2009

Инвертор – преобразует постоянный ток в переменный.

Конвертор – преобразователь постоянного напряжения в постоянное, но другого уровня (с промежуточным преобразованием входного напряжения в переменное и трансформацией к нужному уровню).

Центральным звеном является преобразователь постоянного напряжения в переменное.

Применяют различные схемы таких устройств:

- транзисторные и на электронных лампах;

- построенные на транзисторах с насыщающимися сердечниками;

- релаксационные генераторы, триггеры, мультивибраторы;

- по однотактной, двухтактной и мостовой схемах;

- тиристорные простые и мостовые схемы (в мощных устройствах).

Простая схема двухтактного тиристорного инвертора

Рисунок 1 - простая схема двухтактного тиристорного инвертора

От Т2 поступают импульсы управления в цепь тиристоров.

От постоянного источника напряжение поступает на вход схемы. Оно проходит через

на аноды VD.

заряжается до двойного входного напряжения. Если теперь подать импульсы на VD2, сразу закрывается VD1,

перезаряжается, все знаки в Т1 поменяются на противоположные и ток потечет через VD2.

Как видно из работы схемы, на коммутирующей емкости

в момент закрытия тиристора действует напряжение равное удвоенному напряжению питания, что является недостатком для схемы.

Его устраняет мостовая схема тиристорного инвертора.

Мостовая схема тиристорного инвертора

Рисунок 2 - Мостовая схема тиристорного инвертора

Схема управления открывает сначала VD1 и VD4, а потом, когда емкость зарядится до

, в этот момент, если открыть другие тиристоры, VD1 и VD4 мгновенно закроются.

В данной схеме на закрытых тиристорах действует лишь напряжение источника питания.

Тиристорные выпрямители являются эффективными перспективными инверторами. Применяются на значительной мощности и используются в настоящее время для замены электромашинных агрегатов, преобразующих энергию постоянного тока резервных аккумуляторных батарей в переменный ток, в устройствах гарантированного питания (УГП) аппаратуры на предприятиях связи.

Преобразователи постоянного напряжения

Часто при питании электронных устройств ИП являются низковольтными, а для питания цепей потребления требуются значительные напряжения. При этом прибегают к преобразованию напряжения. Для этого используют инверторы и конверторы. Используются электромагнитные преобразователи, вибропреобразователи и статические преобразователи на п/п приборах.

Электромагнитные преобразователи вырабатывают напряжение синусоидальной формы, в то время как полупроводниковые и вибропреобразователи – напряжение прямоугольной формы. В настоящее время имеются статические преобразователи с выходным напряжением по форме близким к синусоидальному. Недостаток электромагнитного преобразователя: большие габариты и масса. Вибропреобразователи – маломощные и малонадежные. Поэтому наибольшее применение находят полупроводниковые преобразователи с малыми габаритами и массой, высоким КПД и эксплуатационной надежностью.

Построение преобразователей на тиристорах и транзисторах следует связывать с величиной питающих напряжений, требуемой мощности, характером изменения нагрузки.

Транзисторные преобразователи напряжения

Они подразделяются по способу возбуждения на 2 типа: с самовозбуждением и преобразователи с усилением мощности.

Транзисторы могут включаться по схеме с ОЭ, ОК, ОБ, но наиболее широко используются включение с ОЭ, так как в этом случае реализуется максимальное усиление транзисторов по мощности и тем более просто достигаются условия самовозбуждения.

Преобразователи с самовозбуждением выполняются на мощных, до нескольких десятков ватт, по однотактным и двухтактным схемам. Простейшая схема однотактного преобразователя представляет собой релаксационный генератор с обратной связью.

С обратным включ. диода.С прямым включ. диода.

При подключении напряжения питания через резистор на базу транзистора подается опирающий потенциал. Транзистор открывается и через первичную обмотку Wк трансформатора протекает ток, который вызывает магнитный поток в магнитопроводах транзистора. Появляющееся при этом напряжение на обмотке Wк трансформируется в обмотке обратной связи Wб, полярность подключения которой такова, что она способствует отпиранию транзистора. Когда ток коллектора достигает своего максимального значения: Iк=Iб*h31э, нарастание магнитного потока прекратится, полярность напряжений на обмотках трансформатора изменяется на противоположное и происходит лавинообразный процесс запирания транзистора. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора имеет прямоугольную форму.

Полярность подключения силового диода выпрямителя на вторичной обмотке трансформатора определяет способ передачи энергии в нагрузку. Диод открывается когда закрывается транзистор, заряжается конденсатор, который поддерживает постоянство тока в нагрузке.

При прямом включении диода передача энергии источника питания Uп в нагрузку Rн происходит в период времени tu, когда транзистор и силовой диод VD1 открыты. В дросселе запасается энергия W = 0,5*Lф*Iн^2*tu. Конденсатор сглаживающего фильтра Cф при этом заряжается выпрямленным напряжением до Uп.

В течении паузы tп, когда транзистор закрыт, цепь тока Iн замыкается через дроссель Lф и блокирующий диод VD2, как и в импульсном стабилизаторе с последовательным регулированием.

В однотактных преобразователях трансформатор работает с подмагничиванием, для борьбы с которым можно применять сердечник с зарядом. Однако он не подходит при использовании тор. транзистора. В нашем случае используется блокирующий конденсатор, который в течении паузы tп разряжаетсячерез обмотку W1, перемагничивая сердечник током разряда.

Емкость Cбл. Выбирается из условия, чтобы при максимальном коэффициенте заполнения φmax длительность паузы tп была не менее четверти периода колебательного контура L, Cбл.

Такой преобразователь с обратным включением диода обеспечивает развязку и защиту выходного напряжения от помех по входным шинам питания.

Транзисторные преобразователи определяются по следующим формулам:

Uп=Uп(Iкм/2Iн-W1/W2)

tu = Iкм*L1/Uп

tп = Iкм*L2/Uн*W2

φ = fп*Iкм*L1/Uп = tu/(tu+tп)

Лучшие массогабаритные показатели имеют двухтактные преобразователи с понижающим трансформатором.

Трансформаторы выполняются на магнитопроводе с прямоугольной петлей гистерезиса. Здесь также используется положительная ОС. Генератор работает следующим образом. При включении напряжения питания Uп из-за неидентичности параметров один из транзисторов, например VT1, начинает открываться и его коллекторный ток увеличивается. Обмотки ОС Wб подключены так, что наведенное в них ЭДС полностью открывает транзистор VT1 и закрывает транзистор VT2.

Переключение транзисторов начинается в момент насыщения транзистора. Вследствие этого наведенные во всех обмотках трансф. Напряжения уменьшаются до нуля, а затем изменяют свою полярность.

Теперь на базу ранее открытого транзистора VT1 подается отрицательное напряжение, а на базу ранее закрытого транзистора VT2 поступает положительное напряжение и он начинает открываться. Этот регенеративный процесс формирования фронта выходного напряжения протекает очень быстро. В дальнейшем процессы в схеме повторяются.

Частота переключения зависит от значения напряжения питания, параметров трансформатора и транзисторов и рассчитываются по формуле:fп=((Uп-Uкэ нас)*10000)/4*B*s*Wк*Sc*Kc.

Такой режим более экономичен, чем при переключении за счет предельного тока коллектора и работа преобразователя более устойчива.

Такие преобразователи используются как задающие генераторы для усилителей мощности и как автономные маломощные источники электропитания. Основные достоинства: простота схемы, а также нечувствительность к короткому замыканию в цепи нагрузки.

Недостатком преобразователя с насыщающимся сердечником является наличие выбросов коллекторного тока в момент переключения транзисторов, что увеличивает потери а преобразователе.

Напряжение на закрытом транзисторе может достигать значения:

Uкэm = (2,2 : 2,4)Uпmax

два напряжения это сумма Uп+ЭДС на неработающей обмотке, кроме того учитываются выбросы напряжения во время переключения. Для уменьшения последних в схему иногда включают шунтирующие диоды.

При преобразовании больших мощностей наибольшее распространение получили преобразователи с использованием усилителя мощности. В качестве задающего генератора можно использовать преобразователи с самовозбуждением. Применение таких преобразователей целесообразно если необходимо обеспечить постоянство частоты и напряжения на выходе, а также неизменность формы кривой переменного напряжения при изменении нагрузки преобразователя.

mirznanii.com

Преобразование - постоянный ток - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Преобразование - постоянный ток

Cтраница 1

Преобразование постоянного тока в переменный в динамическом конденсаторе осуществляется за счет периодически изменяющейся емкости конденсатора при колебании одной из пластин. [1]

Преобразование постоянного тока в переменный называется инвертированием, а устройство, выполняющее такую функцию, - инвертором. [2]

Преобразование постоянного тока в переменный и модуляция сигналов переменного тока. Для усиления постоянного напряжения обычно используются усилители с непосредственной гальванической связью между каскадами. Существенным недостатком всех усилителей постоянного тока является дрейф нуля. Наличие дрейфа нуля и трудности непосредственного усиления малых постоянных напряжений явились причиной возникновения ряда схем усилителей с преобразованием постоянного напряжения в переменное и усилением последнего с помощью усилителя переменного тока. В качестве преобразователей применяются механические, микрофонные, электронные и другие устройства. [4]

Преобразование постоянного тока в переменный ток осуществляется путем периодического прерывания цепи питания нагрузки. Если уровень выходного напряжения преобразователя отличается от уровня входного напряжения постоянного тока, нагрузка включается через трансформатор. [5]

Преобразование постоянного тока в переменный и обратное преобразование. [6]

Преобразование постоянного тока в переменный ( инвертирование) может осуществляться при помощи электрических вентилей, проводимостью которых можно управлять. Для этой цели используются тиристоры. Как было показано, выпрямитель е фазовым управлением и ведомый сетью инвертор ( инвертор, частота тока в котором соответствует частоте сети и Р0 Рин) работают одинаково и любой из этих режимов может быть осуществлен в одной и той же схеме. При работе как выпрямитель устройство передает энергию в нагрузку постоянного тока. Когда оно работает как инвертор, источник постоянного напряжения нужен, чтобы создать ток в устройстве и передать мощность на сторону переменного тока, инверторный режим наступает при а 90 ч - 180 эл. Ведомый сетью ( неавтономный) инвертор используется при реостатных испытаниях тепловозов с рекуперацией энергии. Подобные установки о каждым годом находят все большее распространение. [7]

Преобразование постоянного тока в переменный производится конденсатором, емкость к-рого периодически изменяется ( напр. [9]

Преобразование Постоянного тока в переменный отао вано на периодическом Изменении направления тока е нагрузке, осуществляемом управляемыми вентилями, которые играют роль переключателей, переключаемых с заданной частотой. Момент открытия каждого нентиля определяется Моментом подачи па его управляющий электрод управляющего сигнала. [10]

Преобразование постоянного тока в переменный связано с потреблением инверторами около 0 5 ква реактивной мощности на каждый киловатт активной мощности, отданной подстанцией. На подстанции нужно установить мощные генераторы реактивной мощности, что связано с дополнительными расходами. [11]

Преобразование постоянного тока в переменный может быть осуществлено разными методами, как электронными, так и механическими. Электронные установки, например тиратронные преобразователи и генераторы с электронными лампами, имеют определенные преимущества, а также и недостатки по сравнению с установками, имеющими вращающиеся или движущиеся части. С другой стороны, статические установки ( без движущихся частей) много более спокойны в работе, портативны и требуют меньших первоначальных затрат. [13]

Преобразование постоянного тока в переменный возможно лишь при токе, опережающем инвертированное напряжение. Для этого в автономных инверторах используют конденсаторы. [14]

Страницы: 1 2 3 4 5

www.ngpedia.ru

50. Мостовые схемы преобразования переменного тока в постоянный и обратно

При зарядке аккумуляторов нужно преобразовывать переменный ток в постоянный с помощью выпрямителя, построенного чаще всего по схеме моста. Подобный мост используется также в блоке питания ПК. На рисунке слева приведена схема выпрямительного моста на четырех диодах, а в центре поясняется его работа. Диоды работают как ключи. При питании ЭВМ от аккумулятора нужно выполнять обратное преобразование постоянного тока в переменный. Это выполняется также с помощью мостовой схемы, но в ней использованы управляемые ключи на мощных транзисторах МДП или IGBT. Две схемы в центре рисунка поясняют, как это работает, но здесь нужно представить, что вход не слева, как обычно, а справа. Параллельно каждому транзистору включен предохранительный диод, защищающий транзистор от обратного перенапряжения в закрытом состоянии, здесь на мост из транзисторов наложен мост из диодов.

51. Система scada

Это международный стандарт на построение АСУ, включая САУ. Можно сказать, что в нем учтены ранее указанные взгляды на построение системы снизу и сверху. В этом стандарте накоплен опыт построения АСУ с учетом перспективы развития компьютерных сетей, с учетом использования самого разнообразного оборудования и модульного принципа построения систем.

Рассмотрим простой пример системы, показанной на рисунке. На артезианской скважине, расположенной за чертой города, установлен насос (pump), который должен обеспечить определенный объем воды в единицу времени - расход (л/мин - flow). Датчик F-1 измеряет текущее значение расхода, а УЭВМ (PLC-1), изменяя частоту вращения электродвигателя насоса, поддерживает заданное значение (setpoint) расхода. Вода от насоса поступает в бак, где другая САУ с PLC- 2 поддерживает определенный уровень воды в баке, измеряемый датчиком L (level), открывая или закрывая вентиль (valve) V-2, подающий воду потребителям. В системе SCADA указанные САУ образуют нижний уровень управления. УЭВМ в виде ПЛК (PLC), цифровых сигнальных процессоров (DSP) или других ЭВМ называются в общем виде RTU (Remote Terminal Unit – удаленное терминальное устройство). Эти устройства связаны с центром управления по компьютерной сети, ЭВМ центра получает и накапливает данные о расходе воды в колодце и об уровне воды в баке. Эта ЭВМ показывает данные управляющему персоналу, который на основании этих и других данных (например, об ожидаемом расходе воды, об ожидаемой погоде и т.д.) принимает решение о заданных значениях (setpoint) расхода и уровня в текущее время и передает их по сети в RTU. Сокращение SCADA расшифровывается как “supervisory control and data acquisition” – «управление и сбор данных». Это название предполагает управление с участием человека (АСУ), поэтому важной частью является HMI (Human-Machine Interface) – интерфейс человек-ЭВМ. Сюда входят различные графические средства отображения информации (видеоподсистема ПК с экранами и программным обеспечением), средства ввода информации. На экранах обычно наглядно показывается схема управляемых объектов, как на рисунке, и текущие значения управляемых параметров. Для облегчения принятия решений персоналом имеется еще база данных, например о предыстории событий, а также различные системы принятия решений.

В системе SCADA специально предусмотрены средства аварийной сигнализации и возможности устранения последствий аварий, например, дублирование (резервирование).

SCADA предполагает охват объектов на значительном пространстве, например в системе водоснабжения городом, как в данном примере. Поэтому одной из важнейших ее функцией является передача данных. В настоящее время здесь используются последние достижения в области компьютерных сетей и стандартные решения на базе Internet (TCP/IP-based SCADA networks) и Ethernet.

studfiles.net

Постоянный и переменный ток, в чем их различия

Как преобразовывают постоянный ток и переменный ток

Движение заряженных частиц (электронов и ионов), которое направлено или упорядоченно, называется электрическим током. Электрический ток может быть переменный ток и постоянный.

Электроток с постоянными свойствами и направлением называется постоянным. Постоянный ток необходим для работы всех электроприборов. Все электрическое оборудование, питающееся от аккумулятора, тоже потребляет постоянный ток. Батарейка и аккумулятор являются источниками постоянного тока, с помощью преобразователя его можно превратить в переменный ток. Постоянный ток и переменный, в чем же их отличия?

Когда величина изменяется по синусоидальному закону, то такой электрический ток называется переменный. Характеризуется он частотой и напряжением, бывает однофазным и трехфазным.

Всем известно, что выдаваемое розеткой напряжение составляет 220 Вольт, однако оно не постоянное, а максимальное напряжение, может достигать показаний свыше 300 Вольт.

Соответственно постоянный имеет не меняющееся в течение времени направление движения электронов и величину напряжения, а напряжение переменного тока постоянно изменяется. Отличие переменный от постоянного тока имеют именно в величине напряжения.

Важная характеристика электрического тока – это частота

Измеряется она Герцами, представляя собой, отношение количества повторений к промежутку времени, за которое они совершены. Россия применяет частоту 50 Гц.

На практике частота 50 Гц значит, что поток электронов колеблется, а его направление изменяется 50 раз в секунду.

Во всех электрических розетках течет переменный ток. Использование переменного, а не постоянного тока связано с возможностью передачи электроэнергии на большие расстояния без значительных потерь. Этим собственно и отличается постоянный ток и также переменный. В электрической подстанции подается напряжение в 220 тысяч Вольт и более, затем в трансформаторной подстанции, расположенной поблизости от жилых строений, преобразуется из 10 тысяч в 380 Вольт и направляется потребителю.

Электродвигатели, работающие на переменном токе значительно проще в конструкции и более долговечны.

Переменный в постоянный преобразуют с помощью выпрямителей. Сначала подключают диодный мост, чтобы сделать его однонаправленным. Затем необходимо подключение конденсатора или сглаживающего фильтра для исправления провала между пиками синусоиды.

Превращается постоянный ток и также переменный в одно мгновение, а вот с обратным изменением дела обстоят намного хуже. То есть переменный в постоянный преобразовать сложнее. Для этого требуется использовать инвертор, достаточно сложное и дорогое устройство. Как правило, такое преобразование требуется редко, например, если нужно включить электроприборы в бортовую сеть автомобиля.

ampersite.ru

Каталог товаров