疯狂与权力:介绍功率处理

权力的核心概念处理可以解释与几个重要电力电子的应用程序。电力电子技术处理和控制的电力通过修改和提供的电压和电流的形式最适合客户在负载端。

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介绍电力处理

电力电子的技术处理和控制的电力通过修改和提供电压和电流的形式最适合客户在负载端。特有的框图见图1。

电力电子更关心的是电子相关的原则的情况下功率比信号电平。这个区域的电子于1956年起源于可控硅整流器演化贝尔实验室。SCR技术使电子设备的电源处理能力的突破使小电子设备结构的变化信号。这导致高性能半导体器件具有更好的电压和电流处理能力目前用于不同的应用程序,如鼓风机,球迷,AC,电池充电器、冰箱、烘干机、直流传输,pf与静态补偿器,校正静态断路器、继电器、UPS、etc.Power电子将三个主要的电气工程领域:电力、电子和控制,如图1所示。

图1表示电力电子系统的主要组件

PE的电源系统可能是一个直流或交流供应,根据应用程序或条件的位置。体育系统可能是一个变量的输出交流或直流电压或电压和频率可能是一个变量。因此,权力需要处理中间帧源和负载。这是用转换器的帮助。

转换器的故障影响用户,损失的转换器是整个系统的损失。转换器必须可靠和必须的组件有一个微不足道的损失如半导体开关。

的反馈元件测量参数加载和比较指令信号。两者的差异作为基础的接通和断开命令电力电子装置。

因此,电力电子处理器可以最小的分类根据其操作:

• 交流直流转换器(整流器)
• 直流交流转换器(逆变器)
• 直流对直流转换器(直升机)
• 交流交流转换器(回旋转换器)

它们也可以被分类的基础上,接通和断开特征以及门信号要求和可控性的程度。

(一)不可控整流设备(如二极管):他们的开/关状态依赖于电源。

(b)种半控制状态的设备(如晶闸管)之中:他们可以打开门但其断开信号条件依赖于电源电路。

(c)全程操控开关(如是机器,MOSFET, GTO和IGBT):这些设备的开启和关闭控制信号的应用。

电力电子的应用

电力电子已经彻底改变了innumberable两电机控制技术和非应用程序,如下:

(1)感应电动机速度控制。感应电动机的速度可以通过交流电压控制,不同的电压/频率控制,转子电阻变化的控制,滑动力回收系统的控制,等等。最便宜的方法控制感应电动机的速度是不同的外加电压通过使用每一行的交流稳压器,组成晶体闸流管。这是一个电压控制方法。V / f控制实现整流与逆变器/转换器的结合。这个逆变器可能是一个电压源逆变器(VSI),电流源逆变器,(CSI)或一个impedance-source逆变器(ZSI)。转子电阻变化是一个传统的方法用于感应电动机的速度控制,但这将导致引发和其他维护问题。

电力电子的发展,一个静态转子电阻的变化实现的帮助下转子的直升机。虽然一个伟大的改进是实现的帮助下一个静态转子电阻的变化,速度控制的更好的方法是滑动力恢复计划,这当然是一个电力电子应用程序。在转子电阻控制驱动,效率低滑力量消散的外部阻力。这是更激烈的低速度或高转差率的价值。闭环系统命名为速度环和电流环通常用于更好地控制和电流保护的目的。

(2)感应电动机制动。有三种类型的制动采用电力电子电路停止正在运行的感应电动机。这些被称为“堵、动态和再生制动。除了这一点,相序也可以逆转的帮助下半导体开关。

(3)直流电机速度控制。直流电机的速度控制的主要方法是电枢控制和现场控制。在电枢控制、电枢电压领域多种多样,同时保持电压不变。在现场控制的情况下,现场电压变化而保持电枢电压不变。速度控制在基地速度得到的帮助下电枢控制方法虽然基础之上的速度控制速度的帮助下完成现场控制方法。Multi-quadrant操作包括汽车和发电,并扭转汽车和一代的帮助下可以得到不同方案的转换器。速度可以由不同的点火角不同的转换器。闭环控制装置还可以用于更精确和详细的控制。

(4)直流电机制动。类似于感应电动机,直流电机也可以停止在堵塞的帮助下,动态和再生制动。

(5)电源调节器。有两种类型的直流电源监管者:传统稳压电源,稳压电源。这些通常是用于多个应用程序,如实验室、电子医疗设备的电路,等等。在传统的稳压电源的情况下,可用的AC供应辞职到一个较低的水平的帮助下一个变压器,然后由整流器整流成直流。然后,它也需要稳定的帮助一个齐纳二极管。

传统的电压调整器的主要缺点是它的笨重的变压器和笨重的电感器。这些缺点可以固定在一个更先进的版本的帮助监管机构称为开关型电源(smp)。在这里,AC供应直接送入整流变压器。整流器的直流输出的高频逆变器的输入。逆变器的输出然后走下来一个变压器低压交流的帮助下。现在,这个高频低压交流由整流器整流和过滤使用L和C组件。随着变压器的频率增加,基于基本e.m.f.方程,减少所需的流量。因此,变压器的大小减少。

(6)焊接。焊接过程中熔化金属块通过短暂的和高价值的电流通过接触的面积。焊接所需的力量是我^ $ $ P = {2} R。$ $电流增加的帮助下一个降压变压器。这个焊接电源由交流斩波器控制。整数周期可以通过触发应用晶体闸流管的一个特定的时间间隔,随后将其特定的一段时间。

(7)加热器。有两种类型的加热,在电力电子设备的帮助下完成的。他们是电阻加热和感应加热。

电阻加热是在金属导体的帮助下完成的,非金属导体如碳管、液体和电力电子设备例如交流斩波器。加热电阻组成的合金,如镍、铬等,其原理类似于焊接即积分周期交流斩波器的控制。这种类型的加热加热保温炉用于生产或实验室的目的。

感应加热是用于多个应用程序,如融化,锻造、钎焊、焊接、退火、锻造、表面淬火等。它也被称为涡流加热的热生成由于涡流。当工作线圈的交变电压,交流电会流。这个电流线圈产生交变磁场。金属的工作在这个领域削减交变磁通和emf诱导。这个感应电动势会导致涡流的循环和热。如果电源频率增加的帮助下半导体器件如循环换流器、涡流也会增加,产生更多的热量。

感应加热也是目前用于电子加热器采用整流器、滤波器和一个变频器在序列。当一个交变磁场应用于不导电的材料,产生的热量。这些热量产生是由于介质损耗,这个过程称为介电加热。的热量取决于工作的绝缘强度。这个介电加热方法用于塑料、木材、纺织、橡胶、食品和化学工业等。

(8)静态负载抽头切换装置。减少电压变化得到的负载变化,需要一个变压器抽头切换齿轮。改变水龙头设置实际上意味着改变变压器的匝数比为不同电压。它需要制作和电触点的制动,这通常是手动完成的。然而,可能有负载,负载断开是不能接受的,在有载抽头转换开关需要这样的目的。的制作和制动电触点可能会导致引发电触点和点蚀或侵蚀。此外,它可能污染油的变压器。此外,抽头兑换有高成本,奢侈的需求,反应缓慢,和电压波动问题。这些问题是可以克服的反向电压控制器有两个控制开关。它减少了瞬态电压下降和连续的控制电压。

(9)静态无功补偿器。这些电力电子设备供应和补偿滞后的无功功率消耗的电感负载。他们帮助保持恒定的电源电压与功率因数改进。有各种电力电子设备如thyristor-switched电容器(TSC),可控硅控制反应堆(TCR), STATCOM, UPSC、UPFC等。

(10)不间断电源(UPS):一个简单的UPS包括整流器、逆变器和蓄电池。电池提供供应逆变器时没有从传统源供电。然而,如果任何UPS组件失败,它停止工作。它实际上是不太可靠。一个更可靠的系统可以通过使用并行多个组件。在平行配置的情况下,如果有任何错误的逆变器,这部分可以孤立的固态断续器的帮助下。UPS还必须减少电压瞬变总线上的临界荷载和供应能力在漫长的停电。

(11)直流传输。代的高压直流是有限的由于条件/直流发电机的局限性。因此,在发送端,然后转换成直流传输。在接收端,它被转换回一个逆变器的交流与帮助。用于HVDC单极和双极型方案。由于串联电抗的HVDC系统是零,不存在稳定性问题。因此,更高的直流工作电压是可能的。

(12)静态开关。这些开关没有移动部件。晶体闸流管是用作大功率应用静态开关而功率晶体管用于低功耗应用程序。静态开关有很高的开关速度和长使用寿命。因为他们没有移动部件,几乎不需要维护。

静态开关有两种类型取决于供给即交流静态开关和直流静态开关。这些开关作为交流和直流继电器电路。如果输入是交流,交流静态开关使用;当输入直流,直流静态开关使用。AC开关的开关速度取决于电源频率而直流开关的开关速度取决于所使用的整流电路。

(13)静态的断路器。这些半导体器件提供了一种快速和可靠的连续电流中断。有两种类型的静态断路器,交流和直流断路器。