Güç elektroniğinin temelleri. Güç Elektroniği Nedir Güç Elektroniği Nedir

pdf formatı
boyut 4.64 MB
24 Ekim 2008 eklendi

ders kitabı - Novosibirsk: NSTU Yayınevi, 1999.

Parçalar: 1.1, 1.2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4

Bu ders kitabı (materyal sunumunun iki derinliği ile), güç elektroniğinde "uzman" olmayan, ancak güç elektroniği cihazlarının kullanımıyla ilgili çeşitli isimlerdeki dersleri okuyan FES, EMF fakültelerinin öğrencilerine yöneliktir. elektrik gücü, elektromekanik, elektrik sistemlerinde. Ders kitabının sans serif ile vurgulanan bölümleri (ayrıca iki sunum derinliği düzeyinde), kursun REF'in "Promelectronics" uzmanlığı öğrencileri için bir ders kitabı olarak kullanılmasına izin veren ek, daha derin çalışma için tasarlanmıştır. güç elektroniğinde "uzman olarak" hazırlananlar. Böylece, önerilen sürüm "dördü bir arada" ilkesini uygular. Dersin ilgili bölümlerine ilişkin bilimsel ve teknik literatürün ayrı bölümlere eklenmesi, kılavuzu lisans ve lisansüstü öğrenciler için bir bilgi yayını olarak önermemize olanak tanır.

Önsöz.
Güç elektroniği cihazlarının incelenmesi için bilimsel, teknik ve metodolojik temeller.
Güç elektroniği cihazlarının analizine sistematik bir yaklaşım metodolojisi.
Valf dönüştürücülerde enerji dönüşüm kalitesinin enerji göstergeleri.
Elektromanyetik süreçlerin kalitesinin enerji göstergeleri.
Cihazın elemanlarının ve bir bütün olarak cihazın kullanım kalitesinin enerji göstergeleri.
Valf dönüştürücülerin eleman tabanı.
Güç yarı iletken cihazları.
Kısmi kontrollü valfler.
Tam kontrol valfleri.
Kilitlenebilir tristörler, transistörler.
Transformatörler ve reaktörler.
kapasitörler.
Elektrik enerjisi dönüştürücü çeşitleri.
Enerji göstergelerini hesaplama yöntemleri.
Valf dönüştürücülerin matematiksel modelleri.
Dönüştürücülerin enerji performansını hesaplama yöntemleri.
integral yöntemi.
Spektral yöntem.
direkt yöntem.
Adu yöntemi.
Adu yöntemi.
Adu(1) yöntemi.
Adum1, Adum2, Adum(1) yöntemleri.
Dönüştürücünün ideal parametreleri ile alternatif akımın doğru akıma dönüşüm teorisi.
Sistem olarak doğrultucu. Temel tanımlar ve notasyon.
AC'yi Dt / From temel hücresinde düzeltilmişe dönüştürme mekanizması.
İki fazlı tek fazlı akım doğrultucu (m1 = 1, m2 = 2, q = 1).
Tek fazlı akım köprüsü doğrultucu (m1 = m2 = 1, q = 2).
Trans sargı bağlantı şemasına sahip üç fazlı akım doğrultucu.
üçgen formatlayıcı - sıfır çıkışlı yıldız (m1 = m2 = 3, q = 1).
Sıfır ile yıldız-zikzak trafo sargı bağlantı şemasına sahip üç fazlı bir akım doğrultucu (m1 = m2 = 3, q = 1).
Transformatörün sekonder sargılarının bir dengeleme reaktörü (m1 \u003d 3, m2 \u003d 2 x 3, q \u003d 1) ile yıldız-ters yıldız bağlantısına sahip altı fazlı üç fazlı bir akım doğrultucu.
Köprü devresinde üç fazlı akım doğrultucu (m1=m2=3, q=2).
kontrollü doğrultucular Düzenleme özelliği, dönüştürücü elemanlarının gerçek parametrelerini dikkate alarak alternatif akımı doğru akıma (geri kazanımlı) dönüştürme teorisidir.
Gerçek bir transformatör ile kontrollü bir doğrultucuda anahtarlama işlemi. Dış karakteristik.
Doğrultucunun karşı emf üzerindeki Ld endüktansının sonlu bir değerinde çalışma teorisi.
Aralıklı akım modu (? 2?/qm2).
Limit-sürekli akım modu (? = 2?/qm2).
Sürekli akım modu (? 2?/qm2).
Doğrultucunun kondansatör yumuşatma filtresiyle çalışması.
DC bağlantısına bağlı ters çevirme modunda geri EMF'li bir valf dönüştürücüde aktif güç akış yönünün tersine çevrilmesi.
Bağımlı tek fazlı akım invertörü (m1=1, m2=2, q=1).
Üç fazlı akıma bağlı invertör (m1=3, m2=3, q=1).
Doğrultucunun birincil akımının anoda ve düzeltilmiş akımlara genel bağımlılığı (Çernişev yasası).
Doğrultucu trafoların ve bağımlı eviricilerin birincil akım spektrumları.
Valf dönüştürücünün doğrultulmuş ve ters çevrilmiş voltajlarının spektrumları.
Doğrultucu transformatörün ikincil faz sayısının optimizasyonu. Eşdeğer çok fazlı doğrultucu devreleri.
Transformatörün akımlarının etkin değerlerine ve tipik gücüne geçişin etkisi.
Doğrultma ve bağımlı ters çevirme modunda valf dönüştürücünün verimliliği ve güç faktörü.
Yeterlik.
Güç faktörü.
Tam kontrollü valflerdeki doğrultucular.
Gelişmiş faz düzenlemeli doğrultucu.
Doğrultulmuş voltajın darbe genişliği düzenlemesine sahip doğrultucu.
Şebekeden çekilen akımın zorla şekillendirildiği doğrultucu.
Ters çevirme valfi dönüştürücü (ters çevirme doğrultucu).
Valf dönüştürücünün besleme ağı ile elektromanyetik uyumluluğu.
Bir doğrultucunun elektrik tasarımının model örneği.
Doğrultucu devre seçimi (yapısal sentez aşaması).
Kontrollü doğrultucu devresinin elemanlarının parametrelerinin hesaplanması (parametrik sentez aşaması).
Çözüm.
Edebiyat.
konu dizini

Ayrıca bakınız

djvu formatı
boyut 1.39 MB
20 Nisan 2011 eklendi

Novosibirsk: NSTU, 1999. - 204 s. Bu ders kitabı (materyal sunumunun iki derinliği ile), güç elektroniğinde "uzman" olmayan, ancak güç elektroniği cihazlarının kullanımıyla ilgili çeşitli isimlerdeki dersleri okuyan FES, EMF fakültelerinin öğrencilerine yöneliktir. elektrik gücü, elektromekanik, elektrik sistemlerinde. Ders kitabının sans serif ile vurgulanan bölümleri amaçlanmıştır (ayrıca iki derinlik seviyesinde ...

Zinovev G.S. Güç elektroniğinin temelleri. Bölüm 1

pdf formatı
boyut 1.22 MB
11 Ekim 2010 eklendi

Novosibirsk: NSTU, 1999. Bu ders kitabı (materyal sunum derinliğinin iki seviyesi ile), güç elektroniği alanında "uzman" olmayan, ancak çeşitli isimlerdeki dersleri okuyan FES, EMF fakültelerinin öğrencilerine yöneliktir. güç elektroniği cihazlarının elektrik güç, elektromekanik, elektrik sistemlerinde kullanımı. Ders kitabının sans serif ile vurgulanan bölümleri amaçlanmıştır (ayrıca iki açıklama derinliği seviyesinde ...

Zinovyev G.S. Güç Elektroniğinin Temelleri (1/2)

pdf formatı
boyut 1,75 MB
19 Haziran 2007 eklendi

ders kitabı - Novosibirsk: NSTU Yayınevi, Birinci Bölüm. 1999. - 199 s. Bu ders kitabı (materyal sunumunun iki derinliği ile), güç elektroniğinde "uzman" olmayan, ancak güç elektroniği cihazlarının kullanımıyla ilgili çeşitli isimlerdeki dersleri okuyan FES, EMF fakültelerinin öğrencilerine yöneliktir. elektrik gücü, elektromekanik, elektrik sistemlerinde. Ders kitabının sans serif ile vurgulanan bölümleri, ...

Zinovyev G.S. Güç elektroniğinin temelleri. Cilt 2,3,4

pdf formatı
boyut 2.21 MB
18 Kasım 2009 eklendi

ders kitabı - Novosibirsk: NSTU Yayınevi, İkinci, üçüncü ve dördüncü bölümler. 2000. - 197 s. Ders kitabının 1999 yılında yayınlanan birinci bölümünün devamı niteliğindeki ikinci bölümü, DC-DC dönüştürücüler, DC-AC dönüştürücüler (otonom invertörler), AC-to-DC dönüştürücülerin temel devrelerinin sunumuna ayrılmıştır. -Sabit veya ayarlanabilir frekansta AC voltajı. Materyal ayrıca "...

Zinovyev G.S. Güç elektroniğinin temelleri. Cilt 5

pdf formatı
boyut 763.08 KB
18 Mayıs 2009 eklendi

ders kitabı - Novosibirsk: NSTU Yayınevi, Beşinci Bölüm. 2000. - 197 s. Ders kitabının 1999 yılında yayınlanan birinci bölümünün devamı niteliğindeki ikinci bölümü, DC-DC dönüştürücüler, DC-AC dönüştürücüler (otonom invertörler), AC-to-DC dönüştürücülerin temel devrelerinin sunumuna ayrılmıştır. -Sabit veya ayarlanabilir frekansta AC voltajı. Malzeme aynı zamanda "dördü bir arada" ilkesine uygun olarak yapılandırılmıştır...

Zinovyev G.S. Güç elektroniğinin temelleri. Bölüm 2

djvu formatı
boyut 3.62 MB
20 Nisan 2011 eklendi

Novosibirsk: NSTU, 2000. Bu ders kitabı "Güç Elektroniğinin Temelleri" kursu için planlanan üç dersin ikinci bölümüdür. Ders kitabının ilk bölümüne, güç elektroniği cihazlarının PARUS-PARAGRAPH modellenmesi için departmana ait yazılım paketi kullanılarak gerçekleştirilen laboratuvar çalışmasına ilişkin metodolojik bir kılavuz eşlik ediyor. Ders kitabının ikinci bölümünün materyali bilgisayarlı laboratuar çalışmaları dersleriyle desteklenmektedir.

İsim: Güç elektroniğinin temelleri.

Elektrik enerjisini dönüştürme ilkeleri özetlenmiştir: düzeltme, ters çevirme, frekans dönüştürme vb. Dönüştürme cihazlarının ana devreleri, bunları kontrol etme ve ana parametreleri düzenleme yöntemleri açıklanmakta, çeşitli dönüştürücü türlerinin rasyonel kullanım alanları gösterilmektedir.
Dönüştürücü cihazları içeren elektrik sistemlerinin geliştirilmesi ve işletilmesindeki mühendisler ve teknisyenlerin yanı sıra dönüştürücü ekipmanın test edilmesi ve bakımıyla ilgilenenler için.

Elektronik mühendisliğinde güç ve bilgi elektroniği ayırt edilir. Güç elektroniği, başlangıçta, elektronik cihazların kullanımına dayalı olarak çeşitli elektrik türlerinin dönüştürülmesiyle ilişkili bir teknoloji alanı olarak ortaya çıktı. Gelecekte, yarı iletken teknolojileri alanındaki gelişmeler, güç elektroniği cihazlarının işlevselliğini ve buna bağlı olarak uygulama alanlarını önemli ölçüde genişletmeyi mümkün kılmıştır.
Modern güç elektroniği cihazları, elektrik akışını yalnızca bir türden diğerine dönüştürmek amacıyla değil, aynı zamanda dağıtım, elektrik devrelerinin yüksek hızlı korunmasının organizasyonu, reaktif güç kompanzasyonu vb. için de kontrol etmeyi mümkün kılar. Elektrik enerjisi endüstrisinin geleneksel görevleriyle yakından ilgili işlevler, güç elektroniğinin bir diğer adını da enerji olarak belirlemiştir.
elektronik.
Bilgi elektroniği, esas olarak bilgi süreçlerini kontrol etmek için kullanılır. Özellikle bilgi elektroniği cihazları, güç elektroniği cihazları dahil olmak üzere çeşitli nesneler için kontrol ve düzenleme sistemlerinin temelini oluşturur.

İlk bölüm. Güç elektroniğinin temel elemanları
1.1. Güç yarı iletkenleri
1.1.1. güç diyotları
1.1.2. Güç transistörleri
1.1.3. tristörler
1.1.4. Güç Yarı İletken Uygulamaları
1.2. Transformatörler ve reaktörler
1.3. kapasitörler
İkinci bölüm. Doğrultucular
2.1. Genel bilgi
2.2. Temel doğrultma devreleri
2.2.1. Orta noktalı tek fazlı tam dalga devresi
2.2.2. Tek fazlı köprü
2.2.3. Orta noktalı üç fazlı devre
2.2.4. Üç fazlı köprü
2.2.5. Çok köprülü devreler
2.2.6. Doğrultma devrelerinde doğrultulmuş voltajın ve birincil akımların harmonik bileşimi
2.3. Doğrultucuların anahtarlama ve çalışma modları
2.3.1. Doğrultucu devrelerinde anahtarlama akımları
2.3.2. Doğrultucuların dış özellikleri
2.4. Doğrultucuların enerji özellikleri ve iyileştirme yolları
2.4.1. Doğrultucuların güç faktörü ve verimliliği
2.4.2. Kontrollü Doğrultucuların Güç Faktörü İyileştirmesi
2.5. Kapasitif yük ve ters EMF için doğrultucuların çalışma özellikleri
2.6. Yumuşatma filtreleri
2.7. Karşılaştırılabilir bir güç kaynağından doğrultucu çalışması
Üçüncü bölüm. İnvertörler ve frekans dönüştürücüler
3.1. Şebeke Tahrikli İnvertörler
3.1.1. Tek fazlı orta nokta invertör
3.1.2. Üç Fazlı Köprü Çevirici
3.1.3. Şebeke tahrikli invertörde güç dengesi
3.1.4. Şebeke tahrikli eviricilerin ana özellikleri ve çalışma modları
3.2. otonom invertörler
3.2.1. akım invertörleri
3.2.2. Gerilim invertörleri
3.2.3. Tristör gerilim invertörleri
3.2.4. Rezonant İnvertörler
3.3. Frekans dönüştürücüler
3.3.1. Ara DC bağlantılı frekans dönüştürücüler
3.3.2. Doğrudan bağlantılı frekans dönüştürücüler
3.4. Otonom invertörlerin çıkış voltajının düzenlenmesi
3.4.1. Düzenlemenin genel ilkeleri
3.4.2. Akım inverterlerinin kontrol cihazları
3.4.3. Darbe genişliği modülasyonu (PWM) ile çıkış voltajı regülasyonu
3.4.4. Gerilmelerin geometrik olarak eklenmesi
3.5. Eviricilerin ve frekans dönüştürücülerin çıkış voltajının şeklini iyileştirmenin yolları
3.5.1. Sinüzoidal olmayan voltajın elektrik tüketicileri üzerindeki etkisi
3.5.2. Sürücü çıkış filtreleri
3.5.3. Filtre kullanılmadan çıkış gerilimindeki daha yüksek harmoniklerin azaltılması
Bölüm dört. Regülatörler-stabilizatörler ve statik kontaktörler
4.1. AC Voltaj Regülatörleri
4.2. DC Regülatörleri
4.2.1. parametrik stabilizatörler
4.2.2. Sürekli Stabilizatörler
4.2.3. Anahtarlama regülatörleri
4.2.4. Anahtarlama düzenleyici yapılarının geliştirilmesi
4.2.5. Yüke ölçülü enerji aktarımına sahip tristör-kapasitör DC kontrolörleri
4.2.6. Kombine konvertör düzenleyiciler
4.3. statik kontaktörler
4.3.1. Tristör AC kontaktörleri
4.3.2. Tristör DC kontaktörleri
Beşinci Bölüm. Dönüştürücü kontrol sistemleri
5.1. Genel bilgi
5.2. Dönüştürme cihazlarının kontrol sistemlerinin yapısal diyagramları
5.2.1. Redresörler ve bağımlı invertörler için kontrol sistemleri
5.2.2. Doğrudan bağlantılı frekans konvertörleri için kontrol sistemleri
5.2.3. Otonom invertör kontrol sistemleri
5.2.4. Stabilizatör kontrol sistemleri
5.3. Dönüştürücü teknolojisinde mikroişlemci sistemleri
5.3.1. Tipik genelleştirilmiş mikroişlemci yapıları
5.3.2. Mikroişlemci kontrol sistemlerini kullanma örnekleri
Altıncı bölüm. Güç elektroniği cihazlarının uygulanması
6.1. Rasyonel uygulama alanları
6.2. Genel teknik gereksinimler
6.3. Acil durum koruması
6.4. Operasyonel kontrol ve teknik durumun teşhisi
6.5. Dönüştürücülerin paralel çalışmasının sağlanması
6.6. Elektromanyetik girişim
Kaynakça

Uygun bir formatta ücretsiz e-kitap indirin, izleyin ve okuyun:
Güç elektroniğinin temelleri kitabını indirin - Rozanov Yu.K. - fileskachat.com, hızlı ve ücretsiz indirme.

djvu'yu indir
Aşağıda bu kitabı en iyi indirimli fiyatla Rusya'nın her yerine teslimatla satın alabilirsiniz.

Güç elektroniği güç elektroniği cihazları yaratma probleminin yanı sıra önemli miktarda elektrik enerjisi elde etme, güçlü elektriksel süreçleri kontrol etme ve bu cihazlar kullanıldıklarında elektrik enerjisini başka türden yeterince büyük bir enerjiye dönüştürme problemini çözen bilim ve teknoloji alanı olarak adlandırılır. ana araç.

Yarı iletken cihazlara dayalı güç elektroniği cihazları aşağıda tartışılmaktadır. Bu cihazlar en çok kullanılanlardır.

Yukarıda tartışılan güneş pilleri, elektrik enerjisi üretmek için uzun süredir kullanılmaktadır. Şu anda, bu enerjinin toplam elektrik hacmindeki payı küçüktür. Ancak aralarında Nobel Ödülü sahibi Akademisyen Zh.I. Alferov, güneş pillerini Dünya'daki enerji dengesini bozmayan çok umut verici elektrik enerjisi kaynakları olarak görüyor.

Güçlü elektriksel süreçlerin kontrolü, güç yarı iletken cihazlarının zaten çok yaygın olarak kullanıldığı ve kullanım yoğunluğunun hızla arttığı bir problemdir. Bunun nedeni, ana özellikleri yüksek hız, açık durumda düşük düşüş ve kapalı durumda düşük düşüş (düşük güç kayıpları sağlar), yüksek güvenilirlik, önemli akım ve voltaj yükü kapasitesi olan güç yarı iletken cihazlarının avantajlarından kaynaklanmaktadır. küçük boyut ve ağırlık, kullanım kolaylığı, kontrol, yüksek akım ve düşük akım elemanlarının entegrasyonunu kolaylaştıran bilgilendirici elektronik yarı iletken cihazlarla organik birlik.

Birçok ülkede güç elektroniği konusunda yoğun araştırma çalışmaları başlatıldı ve bu nedenle güç yarı iletken cihazları ve bunlara dayalı elektronik cihazlar sürekli olarak geliştiriliyor. Bu, güç elektroniği uygulama alanının hızlı bir şekilde genişlemesini sağlar ve bu da bilimsel araştırmaları teşvik eder. Burada, insan faaliyetinin tüm alanı ölçeğinde olumlu geri bildirimlerden bahsedebiliriz. Sonuç, güç elektroniğinin çok çeşitli teknoloji alanlarına hızlı bir şekilde nüfuz etmesidir.

Güç alanı etkili transistörlerin ve IGBT'lerin yaratılmasından sonra güç elektroniği cihazlarının özellikle hızlı bir şekilde yayılması başladı.

Bundan önce, ana güç yarı iletken cihazının geçen yüzyılın 50'lerinde yaratılan kilitlenemeyen bir tristör olduğu oldukça uzun bir dönem geldi. Kilidi açılmış tristörler, güç elektroniğinin geliştirilmesinde olağanüstü bir rol oynamıştır ve günümüzde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak kontrol darbeleri yardımıyla kapatmanın imkansızlığı, uygulamalarını genellikle zorlaştırır. Onlarca yıldır, güç cihazları geliştiricileri, bazı durumlarda tristörleri kapatmak için oldukça karmaşık güç devreleri kullanarak bu eksiklikle yüzleşmek zorunda kaldılar.

Tristörlerin yaygın kullanımı, o dönemde ortaya çıkan ve "güç elektroniği" terimi ile aynı anlamda kullanılan "tristör teknolojisi" teriminin popüler olmasına yol açtı.

Bu dönemde geliştirilen güç çift kutuplu transistörler uygulama alanlarını bulmuş, ancak güç elektroniğindeki durumu kökten değiştirmemiştir.

Ancak güç alanı etkili transistörlerin ve 10 watt'ın ortaya çıkmasıyla, mühendisler kendilerini özelliklerinde ideal olanlara yaklaşan tam kontrollü elektronik anahtarların ellerinde buldular. Bu, güçlü elektriksel süreçlerin kontrolünde çeşitli sorunların çözümünü büyük ölçüde kolaylaştırdı. Yeterince mükemmel elektronik anahtarların varlığı, yalnızca yükü bir DC veya AC kaynağına anında bağlamayı ve kapatmayı değil, aynı zamanda bunun için çok büyük akım sinyalleri veya neredeyse gerekli herhangi bir form oluşturmayı da mümkün kılar.

En yaygın tipik güç elektroniği cihazları şunlardır:

temassız anahtarlama cihazları alternatif veya doğru akım devresindeki yükü açıp kapatmak ve bazen yükün gücünü düzenlemek için tasarlanmış alternatif akım ve doğru akım (kesiciler);

redresörler, değişkeni bir kutupta dönüştürme (tek yönlü);

invertörler, bir sabiti bir değişkene dönüştürmek;

frekans dönüştürücüler, bir frekanstaki bir değişkenin başka bir frekanstaki bir değişkene dönüştürülmesi;

DC dönüştürücüler(dönüştürücüler) bir değerin sabitini başka bir değerin sabitine dönüştüren;

faz numarası dönüştürücüler, bir sayıda faza sahip bir değişkeni farklı sayıda faza sahip bir değişkene dönüştürmek (genellikle tek faz üç faza veya üç faz tek faza dönüştürülür);

dengeleyiciler(güç faktörü düzelticiler) AC besleme ağındaki reaktif gücü telafi etmek ve akım ve gerilim dalga biçimi bozulmasını telafi etmek için tasarlanmıştır.

Özünde, güç elektroniği cihazları, güçlü elektrik sinyallerinin dönüşümünü gerçekleştirir. Bu nedenle güç elektroniği dönüştürücü teknolojisi olarak da adlandırılır.

Hem tipik hem de özel güç elektroniği cihazları, teknolojinin tüm alanlarında ve neredeyse tüm karmaşık bilimsel ekipmanlarda kullanılmaktadır.

Bir örnek olarak, içinde bulundukları bazı nesneleri gösteriyoruz. güç elektroniği cihazlarıönemli işlevleri yerine getirin:

Elektrikli tahrik (hız ve tork düzenlemesi vb.);

Elektroliz tesisleri (demir dışı metalurji, kimya endüstrisi);

Doğru akımda uzun mesafelerde elektrik iletimi için elektrikli ekipman;

Elektrometalürjik ekipman (metalin elektromanyetik karıştırılması, vb.);

Elektrotermal tesisler (indüksiyonlu ısıtma vb.);

Pilleri şarj etmek için elektrikli ekipman;

Bilgisayarlar;

Otomobil ve traktörlerin elektrikli donanımı;

Uçak ve uzay aracının elektrikli donanımı;

Radyo iletişim cihazları;

TV yayın ekipmanı;

Elektrikli aydınlatma cihazları (flüoresan lambalar için güç kaynağı, vb.);

Tıbbi elektrikli ekipman (ultrason tedavisi ve cerrahi, vb.);

Elektrikli alet;

Tüketici elektroniği cihazları.

Güç elektroniğinin gelişimi, teknik problemlerin çözümüne yönelik yaklaşımları da değiştirmektedir. Örneğin, güç alanı etkili transistörlerin ve IGBT'lerin oluşturulması, bazı alanlarda kollektör motorların yerini alan endüktör motorlarının uygulama alanının genişlemesine önemli ölçüde katkıda bulunur.

Güç elektroniği cihazlarının yaygınlaşmasında olumlu etkisi olan önemli bir faktör, bilgilendirici elektroniğin ve özellikle mikroişlemci teknolojisinin başarısıdır. Güçlü elektriksel süreçleri kontrol etmek için, yalnızca yeterince gelişmiş bilgi elektroniği cihazlarının kullanılmasıyla rasyonel olarak uygulanabilen, giderek daha karmaşık algoritmalar kullanılmaktadır.

Güç ve bilgilendirici elektroniğin başarılarının etkili ortak kullanımı gerçekten olağanüstü sonuçlar verir.

Yarı iletken cihazların doğrudan kullanımıyla elektrik enerjisini başka bir enerji türüne dönüştürmek için mevcut cihazlar henüz yüksek bir çıkış gücüne sahip değildir. Ancak burada da sevindirici sonuçlar alındı.

Yarı iletken lazerler, elektrik enerjisini ultraviyole, görünür ve kızılötesi aralıklarda tutarlı radyasyon enerjisine dönüştürür. Bu lazerler 1959'da önerildi ve ilk olarak 1962'de galyum arsenide (GaAs) dayalı olarak gerçekleştirildi. Yarı iletkenlere dayalı lazerler, yüksek verimlilik (% 10'un üzerinde) ve uzun hizmet ömrü ile karakterize edilir. Örneğin kızılötesi projektörlerde kullanılırlar.

Geçen yüzyılın 90'larında ortaya çıkan süper parlak beyaz LED'ler, bazı durumlarda akkor lambalar yerine aydınlatma için zaten kullanılıyor. LED'ler önemli ölçüde daha ekonomiktir ve çok daha uzun ömürlüdür. LED lambaların kapsamının hızla genişleyeceği varsayılmaktadır.

Hakem Teknik Bilimler Doktoru F. I. Kovalev

Dönüştürücü cihazları içeren elektrik sistemlerinin geliştirilmesi ve işletilmesindeki mühendisler ve teknisyenlerin yanı sıra dönüştürücü ekipmanın test edilmesi ve bakımıyla ilgilenenler için.

Rozanov Yu.K. Güç Elektroniğinin Temelleri. - Moskova, Energoatomizdat yayınevi, 1992.- 296 s.

Önsöz
giriiş

İlk bölüm. Güç elektroniğinin temel elemanları
1.1. Güç yarı iletkenleri
1.1.1. güç diyotları
1.1.2. Güç transistörleri
1.1.3. tristörler
1.1.4. Güç Yarı İletken Uygulamaları
1.2. Transformatörler ve reaktörler
1.3. kapasitörler

İkinci bölüm. Doğrultucular
2.1. Genel bilgi
2.2. Temel doğrultma devreleri
2.2.1. Orta noktalı tek fazlı tam dalga devresi
2.2.2. Tek fazlı köprü
2.2.3. Orta noktalı üç fazlı devre
2.2.4. Üç fazlı köprü
2.2.5. Çok köprülü devreler
2.2.6. Doğrultma devrelerinde doğrultulmuş voltajın ve birincil akımların harmonik bileşimi
2.3. Doğrultucuların anahtarlama ve çalışma modları
2.3.1. Doğrultucu devrelerinde anahtarlama akımları
2.3.2. Doğrultucuların dış özellikleri
2.4. Doğrultucuların enerji özellikleri ve iyileştirme yolları
2.4.1. Doğrultucuların güç faktörü ve verimliliği
2.4.2. Kontrollü Doğrultucuların Güç Faktörü İyileştirmesi
2.5. Kapasitif yük ve ters EMF için doğrultucuların çalışma özellikleri
2.6. Yumuşatma filtreleri
2.7. Karşılaştırılabilir bir güç kaynağından doğrultucu çalışması

Üçüncü bölüm. İnvertörler ve frekans dönüştürücüler
3.1. Şebeke Tahrikli İnvertörler
3.1.1. Tek fazlı orta nokta invertör
3.1.2. Üç Fazlı Köprü Çevirici
3.1.3. Şebeke tahrikli invertörde güç dengesi
3.1.4. Şebeke tahrikli eviricilerin ana özellikleri ve çalışma modları
3.2. otonom invertörler
3.2.1. akım invertörleri
3.2.2. Gerilim invertörleri
3.2.3. Tristör gerilim invertörleri
3.2.4. Rezonans İnvertörleri
3.3. Frekans dönüştürücüler
3.3.1. Ara DC bağlantılı frekans dönüştürücüler
3.3.2. Doğrudan bağlantılı frekans dönüştürücüler
3.4. Otonom invertörlerin çıkış voltajının düzenlenmesi
3.4.1. Düzenlemenin genel ilkeleri
3.4.2. Akım inverterlerinin kontrol cihazları
3.4.3. Darbe genişliği modülasyonu (PWM) ile çıkış voltajı regülasyonu
3.4.4. Gerilmelerin geometrik olarak eklenmesi
3.5. Eviricilerin ve frekans dönüştürücülerin çıkış voltajının şeklini iyileştirmenin yolları
3.5.1. Sinüzoidal olmayan voltajın elektrik tüketicileri üzerindeki etkisi
3.5.2. Sürücü çıkış filtreleri
3.5.3. Filtre kullanılmadan çıkış gerilimindeki daha yüksek harmoniklerin azaltılması

Bölüm dört. Regülatörler-stabilizatörler ve statik kontaktörler
4.1. AC Voltaj Regülatörleri
4.2. DC Regülatörleri
4.2.1. parametrik stabilizatörler
4.2.2. Sürekli Stabilizatörler
4.2.3. Anahtarlama regülatörleri
4.2.4. Anahtarlama düzenleyici yapılarının geliştirilmesi
4.2.5. Yüke ölçülü enerji aktarımına sahip tristör-kapasitör DC kontrolörleri
4.2.6. Kombine konvertör düzenleyiciler
4.3. statik kontaktörler
4.3.1. Tristör AC kontaktörleri
4.3.2. Tristör DC kontaktörleri

Beşinci Bölüm. Dönüştürücü kontrol sistemleri
5.1. Genel bilgi
5.2. Dönüştürme cihazlarının kontrol sistemlerinin yapısal diyagramları
5.2.1. Redresörler ve bağımlı invertörler için kontrol sistemleri
5.2.2. Doğrudan bağlantılı frekans konvertörleri için kontrol sistemleri
5.2.3. Otonom invertör kontrol sistemleri
5.2.4. Stabilizatör kontrol sistemleri
5.3. Dönüştürücü teknolojisinde mikroişlemci sistemleri
5.3.1. Tipik genelleştirilmiş mikroişlemci yapıları
5.3.2. Mikroişlemci kontrol sistemlerini kullanma örnekleri

Altıncı bölüm. Güç elektroniği cihazlarının uygulanması
6.1. Rasyonel uygulama alanları
6.2. Genel teknik gereksinimler
6.3. Acil durum koruması
6.4. Operasyonel kontrol ve teknik durumun teşhisi
6.5. Dönüştürücülerin paralel çalışmasının sağlanması
6.6. Elektromanyetik girişim
Kaynakça

Kaynakça
1. GOST 20859.1-89 (ST SEV 1135-88). Tek bir birleşik serinin yarı iletken güç cihazları. Genel Özellikler.

2. Chebovsky O. G., Moiseev L. G., Nedoshivin R. P. Güç yarı iletken cihazları: Bir El Kitabı. -2. baskı, gözden geçirilmiş. ve ek Moskova: Energoatomizdat, 1985.

3 Iravis B. Ayrık güç yarı iletkenleri //EDN. 1984 Cilt. 29, No. 18. S. 106-127.

4. Nakagawa A.e.a. 1800V iki kutuplu mod MOSFET (IGBT) /A. Nakagawa, K. Imamure, K. Furukawa //Toshiba İncelemesi. 1987. N 161. S. 34-37.

5 Chen D. Yarı iletkenler: hızlı, sağlam ve kompakt // IEEE Spectrum. 1987 Cilt 24, No. 9. S. 30-35.

6. Yurt dışında güç yarı iletken modülleri / V. B. Zilbershtein, S. V. Mashin, V. A. Potapchuk ve diğerleri // Elektroteknik endüstrisi. Sör. 05. Güç dönüştürücü teknolojisi. 1988. Sayı. 18. S.1-44.

7. Rischmiiller K. Smatries intelligente Ihstungshalbeitereine neue Halblieter-jenerasyonu // Electronikpraxis. 1987. N6. S.118-122.

8. Yu.S. Rusin, A.N. Gorsky ve Yu. Dönüştürme teknolojisi. 1983. Sayı 10. S. 3-6.

9. Berzan V. P., Gelikman B. Yu., Guraevskiy M. N., Ed. G. S. Kuchinsky. Moskova: Energoatomizdat, 1987.

10. Yarı iletken doğrultucular / Ed. F.I. Kovalev ve G.P. Mostkova. Moskova: Enerji, 1978.

11. Süper iletken manyetik enerji depolaması için GTO dönüştürücünün devre yapılandırması / Toshifumi JSE, James J. Skiles, Kohert L., K. V. Stom, J. Wang//IEEE 19th Power Electronics Specialists Conference (PESC"88), Kyoto, Japonya, 11-14 Nisan 1988. S. 108-115.

12. Rozanov Yu.K. Güç dönüştürücü teknolojisinin temelleri. Moskova: Enerji, 1979.

13. Chizhenko I. M., Rudenko V. S., Seiko V. I. Dönüştürme teknolojisinin temelleri. Moskova: Lise, 1974.

14. Ivanov V. A. Doğrudan anahtarlamalı otonom invertörlerin dinamiği. Moskova: Enerji, 1979.

15. F. I. Kovalev, G. M. Mustafa ve G. V. Baregemyan, "Sinüzoidal çıkış voltajına sahip bir darbe dönüştürücü tarafından hesaplanabilir tahmin kontrolü", Elektrotekhnicheskaya promyshlennost', no. Dönüştürme teknolojisi. 1981. Sayı 6 (34). 10-14.

16. Middelbrook R. D. DC - tV - DC dönüştürücü / / IEEE Güç Elektroniği Uzmanları Konferansı (PESC "78), 1978. S. 256-264.

17. Bulatov O. G., Tsarenko A. I. Tristör kapasitör dönüştürücüler. M. Energoizdat, 1982.

18. Rozinov Yu K. Arttırılmış frekans bağlantısına sahip yarı iletken dönüştürücüler. Moskova: Energoatomizdat, 1987.

19. Kalabekov A. A. Mikroişlemciler ve bunların sinyal iletim ve işleme sistemlerindeki uygulamaları. Moskova: Radyo ve iletişim, 1988.

20. Stroganov R. P. Kontrol makineleri ve uygulamaları. Moskova: Lise, 1986.

21. Obukhov ST., Ramizevich T. V. Valf dönüştürücülerini kontrol etmek için mikro bilgisayarların uygulanması // Elektroteknik endüstrisi. Dönüştürme teknolojisi. 1983. Sayı. 3(151). S. 9

22. Mikroişlemcilere dayalı valf dönüştürücülerin yönetimi / Yu M. Bykov, I. T. Par, L. Ya. Raskin, L. P. Detkin // Elektroteknik endüstrisi. Dönüştürme teknolojisi. 1985. Sayı. 10. S. 117.

23. Matsui N., Takeshk T., Vura M. One-Chip Micro - Bilgisayar - MC Hurray Junerter // Endüstriyel elektronik üzerine IEEE İşlemleri için tabanlı denetleyici, 1984. Cilt. JE-31, No. 3. S. 249-254.

24. Bulatov O. G., Ivanov V. S., Panfilov D. I. Kapasitif enerji depolama cihazları için yarı iletken şarj cihazları. Moskova: Radyo ve iletişim, 1986.

ÖNSÖZ

Güç elektroniği, elektrik mühendisliğinin sürekli gelişen ve gelecek vaat eden bir alanıdır. Modern güç elektroniğinin başarıları, tüm gelişmiş endüstriyel toplumlarda teknolojik ilerlemenin hızı üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Bu bağlamda, modern güç elektroniğinin temellerini daha net bir şekilde anlamak için çok çeşitli bilimsel ve teknik çalışanlara ihtiyaç vardır.

Güç elektroniği şu anda oldukça iyi gelişmiş bir teorik temele sahiptir, ancak yazar, bu konulara çok sayıda monografi ve ders kitabı ayrıldığından, bunların kısmi bir sunumunu bile yapma görevini üstlenmemiştir. Bu kitabın içeriği ve sunum yöntemi, öncelikle güç elektroniği alanında uzman olmayan ancak elektronik cihaz ve aparatların kullanımı ve çalıştırılması ile ilgili olan ve fikir edinmek isteyen mühendislik ve teknik çalışanlara yöneliktir. elektronik cihazların temel çalışma ilkeleri, devreleri ve geliştirilmesi ve çalıştırılmasına ilişkin genel hükümler. Ek olarak, kitabın çoğu bölümü, müfredatı güç elektroniği konularını içeren disiplinlerin çalışmasında çeşitli teknik eğitim kurumlarının öğrencileri tarafından da kullanılabilir.

Kitap "Güç Elektroniğinin Temelleri" acemi bir radyo amatörünün, güç elektroniğinin temellerini anlamaktan profesyonel becerinin dağ zirvelerine kadar dikenlerden yıldızlara gitmek için bir havya ile adım adım ilerlemesine izin verecek.

Kitapta sunulan bilgiler, güç elektroniği alanında bir uzman için üç eğitim seviyesi kategorisine ayrılmıştır. Hazırlığın bir sonraki aşamasına hakim olduktan ve orijinal sınav sorularını yanıtladıktan sonra, öğrenci bir sonraki bilgi düzeyine "aktarılır".

Kitap, okuyucunun kitabın sayfaları arasında dolaşırken beğendiği elektronik tasarımı bağımsız olarak hesaplaması, bir araya getirmesi ve ayarlaması için yeterli pratik, teorik ve referans bilgileri sağlar. Kitap, okuyucunun mesleki becerilerini geliştirmek için, pratikle kanıtlanmış çok sayıda pratik ipucu ve gerçek elektronik cihaz devreleri içerir.
Yayın, güç elektroniği elemanlarının ve düzeneklerinin oluşturulması, tasarımı, iyileştirilmesi ve onarımı ile ilgilenen farklı yaş ve eğitim seviyelerindeki okuyucular için yararlı olabilir.

giriiş

Bölüm I. Güç Elektroniğinin Temellerinde Ustalaşmak
1.1. Elektrik mühendisliğinin tanımları ve yasaları
1.2. Güç elektroniğinin temel elemanları
1.3. Seri-paralel ve diğer bağlantı
radyo elektroniği elemanları
Dirençlerin seri-paralel bağlantısı
Kondansatörlerin seri-paralel bağlantısı
İndüktörlerin seri-paralel bağlantısı
Yarı iletken diyotların seri paralel bağlantısı
Kompozit transistörler
Darlington ve Shiklai-Norton şemaları
Transistörlerin paralel bağlantısı
Transistörlerin seri bağlantısı
1.4. RLC devrelerindeki geçici olaylar
CR ve RC devrelerinde geçici olaylar
LR ve RL devrelerindeki geçici olaylar
CL ve LC devrelerindeki geçici olaylar
1.5. Lineer trafo güç kaynakları
Klasik bir ikincil güç kaynağının tipik blok diyagramı
trafo
1.6. Doğrultucular
1.7. Pürüzsüzleştirici Güç Filtreleri
Tek elemanlı, tek bölümlü C filtresi
Tek elemanlı tek bağlantılı L-filtresi
İki elemanlı tek bölümlü L-şekilli LC filtresi
İki elemanlı tek bölümlü L-şekilli RC filtresi
Üç elemanlı tek bölümlü U-şekilli diyot kenar yumuşatma filtresi
Tazminat filtresi
Çok bölümlü yumuşatma filtreleri
Aktif filtreler
Transistör yumuşatma filtresi
Seri transistör filtresi
Transistör Paralel Filtre
Güç kaynağı filtrelerinin karşılaştırmalı özellikleri
1.8. Aşırı Gerilim Koruyucular
Paralel Voltaj Regülatörü
artan yük gücü için
Seri Voltaj Regülatörü
Seri kompanzasyon stabilizatörü
İşlemsel yükselteç kullanarak
Entegre devrelerde voltaj stabilizatörleri
1.9. Gerilim dönüştürücüler
Kondansatör voltaj dönüştürücüler
Kendinden uyarmalı voltaj dönüştürücüler
Harici uyarımlı gerilim dönüştürücüler
Darbe gerilimi dönüştürücüler
1.10. Bilginin kendi kendine incelenmesi için sorular ve görevler

Bölüm II. Pratik Güç Elektroniği Tasarımları
2.1. Doğrultucular
Tek fazlı iki kanallı ve adım kontrollü doğrultucular
Üç fazlı (çok fazlı) doğrultucuların şemaları
Yarım dalga çok fazlı doğrultucu
2.2. Gerilim çarpanları
2.3. Pürüzsüzleştirici Güç Filtreleri
2.4. DC Stabilizatörleri
Kararlı Akım Jeneratörleri
mevcut ayna
Alan etkili transistörlerde kararlı akım üreteçleri
Sahada kararlı akım üreteçleri ve iki kutuplu transistörler
İşlemsel yükselteçler kullanan kararlı akım üreteçleri
Özel çipler kullanan GTS
2.5. Aşırı Gerilim Koruyucular
Referans gerilim kaynakları
Paralel Tip Gerilim Stabilizatörleri
özel mikro devrelerde
Anahtarlama stabilize voltaj regülatörü
Düşürücü anahtarlama voltaj regülatörü
Laboratuvar stabilize güç kaynağı
Anahtarlama gerilimi stabilizatörleri
2.6. Gerilim dönüştürücüler
DC/DC Takviye Dönüştürücü
Stabilize voltaj dönüştürücü
Multimetreye güç sağlamak için voltaj dönüştürücü 1,5 / 9 V
Basit gerilim dönüştürücü 12/220 V 50 Hz
Gerilim dönüştürücü 12V/230V 50Hz
TOPSwitch'te galvanik izolasyonlu DC/DC dönüştürücünün tipik devresi
Galvanik izolasyonlu voltaj dönüştürücü 5/5 V
2.7. Gaz deşarjına ve LED'e güç sağlamak için voltaj dönüştürücüler
ışık kaynakları
Parlaklık kontrollü LDS için düşük voltajlı güç kaynağı
Floresan lambayı çalıştırmak için voltaj dönüştürücü
TVS-110LA için LDS güç dönüştürücü
Enerji tasarruflu lamba güç dönüştürücü
LED ışık kaynaklarına güç sağlamak için sürücüler
LED ışık kaynaklarına galvanik güç sağlamak için
parmak veya şarj edilebilir piller
Mikro devrelerdeki voltaj dönüştürücüler
AC şebekesinden LED ışık kaynaklarına güç sağlamak için
2.8. kısıcılar
Akkor lambaların ışıma yoğunluğunu kontrol etmek için dimmerler
Radyasyonun yoğunluğunu kontrol etmek için dimmerler
LED ışık kaynakları
2.9. Piller ve şarj cihazları
Pillerin karşılaştırmalı özellikleri
Üniversal şarj cihazları
NiCd/NiMH pilleri şarj etmek için
Bir çip üzerinde Li-Pol pil şarj denetleyicisi
Li-Pol pil için şarj cihazı
LiFePO4 ve Li-Ion pilleri şarj etmek için cihaz
Güneş enerjili otomatik şarj cihazları
Kablosuz şarj cihazları
2.10. Elektrik motorlarının şaftının dönme frekansının düzenleyicileri ve dengeleyicileri
Elektrik motorlarının özellikleri
DC motorlar
DC motorlar için hız kontrolörleri
entegre devreler üzerinde
Bilgisayar için soğutucu hız kontrol cihazı
Sıcaklığa bağlı fan anahtarı
Elektrik motoru mili hız sabitleyici
DC motorun dönüş frekansının düzenlenmesi ve dengelenmesi
DC Motor Hız Kontrol Cihazı
DC motorlar için PWM hız kontrolörleri
Geri vitesli motor hız kontrolörü
AC motorlar
Üç fazlı asenkron elektrik motorunun bağlantısı
tek fazlı bir ağa
Elektrik motorundan üç fazlı voltaj
Tek fazlı voltajın üç faza dönüştürücü
Üç fazlı voltaj düzenleyiciler
Scott transformatörünün elektronik analogu
Geniş aralıklı üç fazlı voltaj jeneratörü
Üç fazlı eşzamansız güç sağlamak için frekans dönüştürücüler
elektrik motorları
Darbe Genişliği Modülasyonunu Kullanma
elektrik motorunun hızını kontrol etmek için
Step Motor Hız Kontrol Cihazı
Motor aşırı yük koruma cihazı
2.11. Güç faktörü düzelticileri
Güç Üçgeni
Güç faktörü düzeltme yöntemleri
Pasif güç faktörü düzeltmesi
Aktif güç faktörü düzeltmesi
2.12. Hat Gerilimi Stabilizatörleri
Stabilizatörlerin temel özellikleri
Ferro-rezonans stabilizatörleri
Elektromekanik stabilizatörler
Elektronik Stabilizatörler
İnverter stabilizatörleri
Kesintisiz veya yedek güç kaynakları
2.13. Güç elektroniği birimlerinin onarımı ve ayarlanması
2.14. Bilginin kendi kendine incelenmesi için sorular ve görevler
sonraki adıma geçmek için

Bölüm III. Güç elektroniği için profesyonel teknik çözümler
3.1. Mühendisliğin metodolojik temelleri ve çözmede teknik yaratıcılık
radyo elektroniğinin pratik görevleri
3.2. Yaratıcı problemleri çözme yöntemleri
Birinci karmaşıklık seviyesindeki yaratıcı problemleri çözme
Zaman veya büyüteç yöntemi
İkinci karmaşıklık seviyesindeki yaratıcı problemleri çözme
Beyin fırtınası (beyin fırtınası, beyin fırtınası)
Üçüncü karmaşıklık seviyesindeki yaratıcı problemleri çözme
fonksiyonel maliyet analizi
Güç elektroniği görevleri
yaratıcı hayal gücü geliştirmek
3.3. Güç elektroniği alanında patentler ve yeni fikirler
Güç elektroniği alanında yeni patentler
Telafi DC Voltaj Sabitleyici
DC Voltaj Sabitleyici
AC'den DC'ye düşürücü dönüştürücü
Tek kutuplu voltajın iki kutupluya dönüştürücü
Micropower tek kutupludan çift kutupluya voltaj dönüştürücü
Bariyer dirençli elemanlar - baristörler ve uygulamaları
indüksiyonla ısıtma
Soğutucuyu ısıtmak için akım trafosu
3.4. Güç Elektroniği Olağanüstü Olayları
Paradoksal deneyler ve yorumları
Kirlian fotoğraf tekniği
Gaz boşaltma işlemlerinin incelenmesi için kurulum
"Kirlian" fotoğrafçılığı için cihazların devresi
"Kirlian" fotoğrafları elde etmek için jeneratör
Ultraton tedavisi için cihazlar
Elektronik radyoaktif toz tutucular - elektronik elektrikli süpürge
iyon motoru
İyonolet
İyonofon veya şarkı söyleyen ark
plazma topu
Basit doğrusal hızlandırıcı - Gauss tabancası
Raylı tüfek
3.5. Güç elektroniğinde pasif elemanların kullanım özellikleri
Direnç ve Kondansatör Sıraları
Güç elektroniği için dirençler
Güç elektroniği için kapasitörler
Çeşitli tiplerdeki kapasitörlerin frekans özellikleri
Alüminyum Elektrolitik Kapasitörler
Tantal Elektrolitik Kondansatörler
Güç elektroniği için indüktörler
İndüktörlerin temel parametreleri
İndüktörlerin frekans özellikleri
3.6. Güç elektroniğinde yarı iletken cihazların kullanım özellikleri
n-p-kavşak özellikleri
bipolar transistörler
MOSFET'ler ve IGBT'ler
3.7 Engelleyiciler
3.8. Güç elektroniğinin soğutulması
Soğutma sistemlerinin karşılaştırmalı özellikleri
hava soğutma
sıvı soğutma
Peltier etkisini kullanan termal soğutucular
Piezoelektrik Aktif Soğutma Modülleri
3.9. Bilginin kendi kendine incelenmesi için sorular ve görevler

Ek 1. Toroidal transformatörleri sarma yolları
Ek 2. Üretimde güvenlik önlemleri, devreye alma
ve güç elektroniği cihazlarının çalıştırılması
Referanslar ve İnternet kaynakları

Güç elektroniğinin temellerini indirin (2017) Shustov M.A.