Měniče elektrické energie

Měnič je elektrické zařízení, které přeměňuje elektřinu jedním parametrem resp indikátory kvality v elektřině s jinými hodnotami parametrů nebo ukazatelů kvality. Parametry elektrická energie může to být druh proudu a napětí, jejich frekvence, počet fází, fáze napětí.

Podle stupně ovladatelnosti se měniče elektrické energie dělí na neovladatelné a řízené... U řízených měničů lze regulovat výstupní veličiny: napětí, proud, frekvence.

Výkonové měniče se elementárně dělí na elektrické strojní (točivé) a polovodičové (statické)... Měniče elektrických strojů se uplatňují na základě použití elektrických strojů a v elektrických pohonech nacházejí v současnosti poměrně vzácné uplatnění. Polovodičové měniče mohou být diodové, tyristorové a tranzistorové.

Podle povahy přeměny elektřiny se výkonové měniče dělí na usměrňovače, střídače, frekvenční měniče, regulátory střídavého a stejnosměrného napětí a fázové měniče střídavého proudu.

V moderních automatizovaných elektrických pohonech se používají především polovodičové tyristorové a tranzistorové měniče stejnosměrného a střídavého proudu.

Předností polovodičových měničů je široká funkčnost pro řízení procesu přeměny elektřiny, vysoká rychlost a účinnost, dlouhá životnost, pohodlí a snadná údržba za provozu, široké možnosti uplatnění ochran, signalizace, diagnostiky a testování jak elektrického pohonu, tak technologických zařízení. .

Polovodičové měniče se přitom vyznačují některými nevýhodami. Patří mezi ně: vysoká citlivost polovodičových součástek na proudové přetížení, napětí a rychlost jejich změny, nízká odolnost proti šumu, zkreslení sinusového proudu a síťového napětí.

Usměrňovač nazývaný převodník střídavého napětí na stejnosměrný proud (stejnosměrný).

Neřízené usměrňovače nezajišťují regulaci napětí na zátěži a jsou prováděny na polovodičových neřízených zařízeních s jednostranným vedením — diody.

Řízené usměrňovače jsou vyrobeny na řízených diodách - tyristorech a umožňují upravit jejich výstupní napětí díky vhodné regulaci tyristory.

Řízený usměrňovač

Usměrňovače mohou být nevratné a reverzibilní.Reverzní usměrňovače umožňují měnit polaritu usměrněného napětí na jejich zátěži, zatímco neinvertující usměrňovače nikoli. Podle počtu fází vstupního střídavého napětí jsou usměrňovače rozděleny na jednofázové a třífázové a podle schématu výkonové části - na můstek a nulový výstup.

Střídač nazývaný měnič napětí DC-na-AC. Tyto měniče se používají jako součást frekvenčních měničů, když je měnič napájen ze sítě AC nebo jako nezávislý měnič, když je měnič napájen ze zdroje stejnosměrného napětí.

Střídač

Největší uplatnění nachází v obvodech elektrických pohonů autonomní měniče napětí a prouduimplementované na tyristorech nebo tranzistorech.

Autonomní napěťové měniče (AVI) mají tuhou vnější charakteristiku, což je závislost výstupního napětí na zatěžovacím proudu, v důsledku čehož se při změně zatěžovacího proudu jejich výstupní napětí prakticky nemění. Napěťový střídač se tedy chová vzhledem k zátěži jako Zdroj EMF.

Autonomní proudové invertory (AIT) mají „měkkou“ vnější charakteristiku a mají vlastnosti zdroje proudu. Tímto způsobem se proudový měnič chová jako zdroj proudu vzhledem k zátěži.

Frekvenční měnič (FC) se nazývá standardní frekvenční měnič střídavého napětí a měnič střídavého napětí s proměnnou frekvencí. Polovodičové měniče kmitočtu se dělí do dvou skupin: měniče kmitočtu s přímou vazbou a měniče kmitočtu se stejnosměrnou vazbou.

Laboratorní frekvenční měnič

Přímé frekvenční měniče umožňují měnit frekvenci napětí zátěže pouze ve směru jejího poklesu oproti frekvenci napájecího napětí. Frekvenční měniče s mezilehlým stejnosměrným připojením toto omezení nemají a nacházejí širší uplatnění v elektropohonu.

Průmyslový frekvenční měnič pro řízení elektrického pohonu

Regulátor střídavého napětí se nazývá převodník střídavého napětí standardní frekvence a napětí na regulované střídavé napětí stejné frekvence. Mohou být jednofázové i třífázové a ve své výkonové části používají zpravidla jednočinné tyristory.

Regulátor stejnosměrného napětí se nazývá převodník neregulovaného zdroje stejnosměrného napětí na regulované napětí zátěže. V takových měničích se používají výkonové polovodičové ovladatelné spínače pracující v pulzním režimu a regulace napětí v nich je způsobena modulací napájecího napětí.

Bylo to nejčastější pulzní šířková modulace, ve kterém se doba trvání napěťových impulsů mění s konstantní frekvencí jejich opakování.

Přečtěte si také na toto téma: Zlepšení polovodičových měničů v automatizovaných systémech elektrických pohonů