Физические основы электроники (стр. 6 из 8)
Литература: [1, с. 351 – 370; 3, с. 79 – 100].
Контрольные вопросы
1. Из каких блоков состоит система управления преобразователя (СУП)?
2. Обоснуйте требования предъявляемые к СУП.
3. Что такое СИФУ?
4. В какой момент и почему появляется импульс на выходе СИФУ?
5. Чем определена частота импульсов на выходе СИФУ?
6. От чего зависит вид регулировочных характеристик СУ и преобразователя вместе с СУ?
7. Как влияет на вид регулировочных характеристик введение напряжения смещения?
8. Каков вид регулировочных характеристик реверсивного преобразователя при различных формах опорных напряжениях СУ и различных способах согласования?
9. Почему применяют нелинейное согласование характеристик?
10. Почему при раздельном управлении при Uвх = 0 угол управления 
должен быть больше 90°?
11. Для чего вводятся ограничения в регулировочной характеристике системы управления и в регулировочной характеристике всего преобразователя вместе с системой управления?
5.8. Влияние вентильных преобразователей на питающую
и приемную сеть, и пути повышения коэффициента мощности
Энергетические характеристики выпрямителей и качество выпрямленного напряжения. КПД. Гармонические составляющие в кривой выпрямленного напряжения и первичного тока. Пульсации. Коэффициент несинусоидальности тока, коэффициент мощности, cos
. Условно 12-фазные схемы. Схемы с переключением отпаек и обмоток трансформатора. Понятие о схемах с искусственной коммутацией и опережающим углом сдвига.Фильтрокомпенсирующие устройства для уменьшения вредного влияния преобразователей на сеть.
Улучшение качества выпрямленного напряжения. Сглаживающие фильтры. Назначение. Емкостной фильтр. Индуктивный фильтр. Г-образный фильтр. Многозвенные фильтры.
Методические указания
Обратите особое внимание на этот важный материал. Энергетические показатели выпрямителя – это коэффициент полезного действия (КПД), коэффициент мощности, коэффициент несинусоидальности тока и cos j. Качество выпрямленного напряжения характеризует коэффициент пульсаций.
Преимущества полупроводниковых выпрямителей: высокий КПД и малая зависимость КПД от нагрузки.
С точки зрения улучшения качества выпрямленного напряжения увеличение пульсности выгодно, т.к. увеличивается частота пульсаций и уменьшается их амплитуда. Коэффициент пульсаций резко растет с увеличением угла управления α
Выпрямители генерируют высшие гармоники и посылают их в сеть. Чем выше пульсность, тем выше частота и меньше амплитуда гармоник, генерируемых в сеть, тем легче с ними бороться. Гармоники первичного тока искажают напряжение сети. Чем выше внутреннее сопротивление сети, тем сильнее искажения. Напряжение в сети становится несинусоидальным.
Недостатки полупроводниковых выпрямителей: уменьшение
, коэффициента мощности и ухудшение качества выпрямленного напряжения с ростом глубины регулирования; генерация высших гармоник, ухудшающих качество напряжения в сети.Снижение содержания гармоник в первичном токе и в выпрямленном напряжении возможно за счет применения условно двенадцатифазной схемы.
Изучите принципы работы схем, повышающих коэффициент мощности.
Фильтры включаются на входе и на выходе преобразователей. Входные фильтры служат для уменьшения вредного влияния преобразователей на питающую сеть. Выходные фильтры улучшают форму выходного напряжения.
Сглаживающие фильтры бывают емкостные, индуктивные, Г-образные и др. Обратите внимание на их области применения, преимущества и недостатки.
Литература: [1, с. 327 – 337, 481 – 485; 2, с. 50 – 62; 4, с.133 – 137].
Контрольные вопросы
1. Что такое КПД, и как он определяется в выпрямителях?
2. Как и почему зависит КПД выпрямителя от нагрузки?
3. Что такое коэффициент мощности и к чему приводит его уменьшение?
4. Что такое коэффициент пульсаций, и от чего зависит его величина?
5. От чего зависит частота основной гармоники пульсаций?
6. От чего зависит cos выпрямителя?
7. Каковы пути улучшения cos 
выпрямителя?
8. Каковы пути улучшения коэффициента пульсаций?
9. Поясните преимущества условно 12-фазной схемы.
10. Поясните принципы действия известных Вам сглаживающих фильтров.
11. Обоснуйте области применения индуктивного и емкостного фильтров.
12. Каково назначение фильтро-компенсирующих устройств?
5.9. Преобразователи постоянного напряжения (ППН)
Классификация. Непосредственные преобразователи. ППН на транзисторах и тиристорах. Реверсивные ППН при симметричном и несимметричном управлении и различных видах нагрузки. Двухзвенные ППН.
Методические указания
Преобразователи постоянного напряжения (ППН) предназначены для преобразования постоянного напряжения одного уровня в постоянное напряжение другого уровня с высоким КПД. Иногда их называют конверторами. Они служат для питания нагрузки постоянным напряжением, отличающимся по величине от напряжения источника. ППН делятся по построению на двухзвенные ППН и непосредственные ППН, выполненные на основе прерывателей с применением ШИМ. Непосредственные ППН могут быть понижающими, повышающими и инвертирующими.
В электроприводах применяют реверсивные ППН, позволяющие менять не только величину, но и знак напряжения на нагрузке. Если транзисторы комплекта включаются и выключаются одновременно, то такой способ управления называется симметричным. При этом всегда проводят либо два, либо ни один транзистор. Если выключение происходит не одновременно, то такое управление называется несимметричным. При несимметричном управлении все время проводят либо один, либо два транзистора.
При изучении этого материала обратите внимание на принципы действия, регулировочные и внешние характеристики ППН.
Литература: [1, с. 371 – 401; 4, с. 4 – 39].
Контрольные вопросы
1. Какие виды ППН Вы знаете?
2. Поясните преимущества и недостатки непосредственных ППН.
3. Сравните симметричное и несимметричное управление реверсивными ППН.
4. Как происходит переход к торможению при симметричном управлении?
5. Как происходит переход к торможению при несимметричном управлении?
6. От чего зависит наклон внешних характеристик?
7. Что такое регулировочная характеристика преобразователя постоянного напряжения?
8. В чем состоят преимущества двухзвенных ППН?
5.10. Автономные инверторы (АИ)
Классификация и принципы построения. АИ тока, напряжения и резонансные. Сравнение АИ. Автономные инверторы с одноступенчатой коммутацией. Параллельный автономный инвертор тока (АИТ). Пути улучшения характеристик АИТ. Автономный инвертор напряжения (АИН). Резонансный АИ. АИН с двухступенчатой коммутацией. Трехфазный мостовой АИН на транзисторах. Способы регулирования напряжения в АИН. АИН с широтно-импульсной модуляцией. Методы расчета АИ.
Методические указания
В настоящее время в связи с развитием электропривода переменного тока автономные инверторы приобретают особую актуальность. Автономные инверторы (АИ) - это, преобразователи постоянного тока в переменный, которые работают на сеть, в которой нет других источников электроэнергии. Коммутации вентилей в них осуществляются благодаря применению полностью управляемых вентилей или устройств искусственной коммутации. При этом частота на выходе АИ определяется частотой управления, а напряжение – параметрами нагрузки и системой регулирования.
Автономные инверторы (АИ) классифицируются по ряду признаков.
1. По виду входного тока или напряжения АИ делятся на:
а) автономные инверторы тока (АИТ). На входе АИТ действует источник тока, образованный источником ЭДС и большой индуктивностью, форма тока на выходе вентильной группы прямоугольная, а форма напряжения определяется характером нагрузки;
б) автономные инверторы напряжения (АИН). На входе АИН действует источник ЭДС, напряжение на выходе вентильной группы прямоугольное, а форма тока определяется характером нагрузки;
в) резонансные (колебательные) автономные инверторы (РАИ). РАИ - это инвертор, на входе и на выходе вентильной группы которого ток прерывистый, а форма напряжения на выходе определяется нагрузкой.
2.По применяемым вентилям АИ делятся на:
а) АИ на вентилях с неполным управлением (обычных тиристорах);
б) АИ на вентилях с полным управлением (транзисторах и запираемых тиристорах).
3.По способу коммутации АИ на незапираемых тиристорах делятся на:
а) АИ с одноступенчатой коммутацией;
б) АИ с двухступенчатой коммутацией.
4. По месту включения коммутирующего конденсатора АИ с одноступенчатой коммутацией делятся на:
а) параллельные АИ;
б) последовательные АИ.