Meniče elektrickej energie

Menič je elektrické zariadenie, ktoré premieňa elektrickú energiu jedným parametrom resp ukazovatele kvality v elektrine s inými hodnotami parametrov alebo ukazovateľmi kvality. Parametre elektrická energia môže to byť druh prúdu a napätia, ich frekvencia, počet fáz, fáza napätia.

Podľa stupňa ovládateľnosti sa meniče elektrickej energie delia na neregulovateľné a riadené... U riadených meničov sa dajú regulovať výstupné veličiny: napätie, prúd, frekvencia.

Meniče výkonu sa elementárne delia na elektrické strojové (rotačné) a polovodičové (statické)... Elektrické strojové meniče sa aplikujú na základe využitia elektrických strojov av súčasnosti nachádzajú v elektrických pohonoch pomerne zriedkavé uplatnenie. Polovodičové meniče môžu byť diódové, tyristorové a tranzistorové.

Podľa povahy premeny elektriny sa výkonové meniče delia na usmerňovače, invertory, frekvenčné meniče, regulátory striedavého a jednosmerného napätia a striedavé fázové meniče.

V moderných automatizovaných elektrických pohonoch sa používajú najmä polovodičové tyristorové a tranzistorové meniče jednosmerného a striedavého prúdu.

Výhodami polovodičových meničov sú široká funkcionalita pre riadenie procesu premeny elektriny, vysoká rýchlosť a účinnosť, dlhá životnosť, pohodlnosť a nenáročnosť na údržbu počas prevádzky, široké možnosti uplatnenia ochrany, signalizácie, diagnostiky a testovania elektrického pohonu a technologických zariadení. .

Zároveň sa polovodičové meniče vyznačujú niektorými nevýhodami. Patria sem: vysoká citlivosť polovodičových súčiastok na prúdové preťaženie, napätie a rýchlosť ich zmeny, nízka odolnosť voči šumu, skreslenie sínusového prúdu a sieťového napätia.

Usmerňovač nazývaný menič striedavého napätia na jednosmerný (jednosmerný) prúd.

Neriadené usmerňovače nezabezpečujú reguláciu napätia na záťaži a vykonávajú sa na polovodičových neriadených zariadeniach s jednostranným vedením — diódy.

Riadené usmerňovače sú vyrobené na riadených diódach - tyristoroch a umožňujú prispôsobiť ich výstupné napätie vďaka vhodnému riadeniu tyristory.

Riadený usmerňovač

Usmerňovače môžu byť nevratné a reverzibilné.Reverzné usmerňovače umožňujú meniť polaritu usmerneného napätia na ich záťaži, zatiaľ čo neinvertujúce usmerňovače nie. Podľa počtu fáz vstupného striedavého napätia sú usmerňovače rozdelené na jednofázové a trojfázové a podľa schémy výkonovej časti - na most a nulový výstup.

Invertor nazývaný menič napätia jednosmerný na striedavý prúd. Tieto meniče sa používajú ako súčasť frekvenčných meničov, keď je pohon napájaný zo siete striedavého prúdu alebo ako nezávislý prevodník, keď je pohon napájaný zo zdroja jednosmerného napätia.

Invertor

Najväčšie uplatnenie nachádza v obvodoch elektrických pohonov autonómne meniče napätia a prúduimplementované na tyristoroch alebo tranzistoroch.

Autonómne napäťové meniče (AVI) majú tuhú vonkajšiu charakteristiku, ktorou je závislosť výstupného napätia od záťažového prúdu, v dôsledku čoho sa pri zmene záťažového prúdu ich výstupné napätie prakticky nemení. Napäťový menič sa teda správa vzhľadom na záťaž ako Zdroj EMF.

Autonómne meniče prúdu (AIT) majú „mäkkú“ vonkajšiu charakteristiku a majú vlastnosti zdroja prúdu. Týmto spôsobom sa prúdový menič správa ako zdroj prúdu vzhľadom na záťaž.

Frekvenčný menič (FC) sa nazýva štandardný frekvenčný menič striedavého napätia a menič striedavého napätia s premenlivou frekvenciou. Polovodičové frekvenčné meniče sú rozdelené do dvoch skupín: frekvenčné meniče s priamou väzbou a frekvenčné meniče s jednosmernou väzbou.

Laboratórny frekvenčný menič

Priame frekvenčné meniče umožňujú meniť frekvenciu napätia záťaže len v smere jej poklesu oproti frekvencii napájacieho napätia. Frekvenčné meniče s medziľahlým jednosmerným pripojením toto obmedzenie nemajú a nachádzajú širšie uplatnenie v elektrickom pohone.

Priemyselný frekvenčný menič pre riadenie elektrického pohonu

Regulátor striedavého napätia sa nazýva menič striedavého napätia štandardnej frekvencie a napätia na regulované striedavé napätie rovnakej frekvencie. Môžu byť jednofázové a trojfázové a vo svojej výkonovej časti používajú spravidla jednooperačné tyristory.

Regulátor jednosmerného napätia sa nazýva menič neregulovaného zdroja jednosmerného napätia na regulované napätie záťaže. V takýchto meničoch sa používajú výkonové polovodičové ovládateľné spínače pracujúce v impulznom režime a regulácia napätia v nich je spôsobená moduláciou napájacieho napätia.

Bolo to najčastejšie pulzná šírková modulácia, pri ktorej sa trvanie napäťových impulzov mení s konštantnou frekvenciou ich opakovania.

Prečítajte si aj na túto tému: Zlepšenie polovodičových meničov v automatizovaných elektrických pohonných systémoch