Kako pretvoriti DC u AC. Pretvarači električne energije.

Pretvarač napona je uređaj koji menja napon kola. Ovo je elektronski uređaj koji se koristi za promjenu vrijednosti ulaznog napona uređaja. Pretvarači napona mogu povećati ili smanjiti ulazni napon, uključujući promjenu vrijednosti i frekvencije početnog napona.

Potreba za ovim uređajem se uglavnom javlja u slučajevima kada je neophodno koristiti električni uređaj na mjestima gdje je nemoguće koristiti postojeće standarde ili mogućnosti napajanja. Pretvarači se mogu koristiti kao odvojeni uređaji ili biti deo sistema za neprekidno napajanje i izvora električne energije. Oni se široko koriste u mnogim oblastima industrije, u svakodnevnom životu i drugim industrijama.

Uređaj

Za pretvaranje jednog nivoa napona na drugi, impulsni naponski pretvarači se često koriste pomoću induktivnih uređaja za skladištenje energije. Prema tome, poznata su tri tipa konvertorskih kola:

1.Inverting.
  2. Povećanje.
  3. Spuštanje.

Zajedno sa ovim tipovima pretvarača su pet elemenata:

1. Ključni prekidački element.
  2. Izvor moći.
  3. Induktivno skladištenje energije (duša, induktor).
  4. Kondenzator filtera, koji je povezan paralelno sa otpornošću na opterećenje.
  5. Blokada dioda.

Uključivanje ovih pet elemenata u različite kombinacije omogućava stvaranje bilo kog od navedenih vrsta impulsnih pretvarača.

Podešavanje nivoa izlaznog napona pretvarača obezbeđuje se promenom širine impulsa koji kontrolišu rad ključnog prekidačkog elementa. Stabilizacija izlaznog napona stvorena je metodom povratne veze: promena izlaznog napona stvara automatsku promjenu širine impulsa.

Tipičan predstavnik naponskog pretvarača je takođe transformator. Pretvara jedan promjenljivi napon jedne vrijednosti u alternativni napon drugačije vrijednosti. Ova svojstva transformatora se široko koristi u elektronskoj i elektroničkoj industriji. Transformatorski aranžman uključuje sledeće elemente:

1.Magnitoprovod.
  2. Primarni i sekundarni namotaj.
  3. Trup za namotavanje.
  4.Izolacija.
  5. Sistem hlađenja.
  6. Ostali elementi (za pristup namotajima, montažu, zaštiti transformatora itd.).

Napon koji transformator proizvede na sekundarnom namotaju zavisiće od okreta koji su prisutni na primarnom i sekundarnom namotaju.

Postoje i drugi tipovi konvertora napona koji imaju drugačiji dizajn. Njihov uređaj u većini slučajeva radi na poluprovodničkim elementima, jer oni pružaju značajan koeficijent efikasnosti.

Princip rada

Pretvarač napona daje napon napajanja željene vrijednosti iz drugog napona napajanja, na primjer, da isporučuje određenu opremu iz baterije. Jedan od glavnih zahteva koji se nameću na pretvaraču jeste osigurati maksimalnu efikasnost.

Konverzija naponskog napona se lako može izvršiti transformatorom, tako da se takvi DC konvertori često stvaraju na osnovu srednje konverzije DC napona na AC.

1. Moćni alternativni generator napona, koji se napaja izvorom početnog DC napona, povezan je sa primarnim navojem transformatora.
  2. Naizmenični napon potrebne količine uklanja se iz sekundarnog namotaja, koji se zatim ispravlja.
  3. U slučaju potrebe ispravljač DC izlazni napon se stabilizirala koristi stabilizator koji je uključen na izlazu ispravljača, ili pomoću kontrolnih parametara AC napon koji je proizveden od strane proizvođača.
  4. Da bi se dobila visoka efikasnost u pretvaračima napona, koriste se generatori koji rade u ključnom režimu i generišu napon koristeći logičke krugove.
  5.Vyhodnye oscilator tranzistora, koji kretati napon na primarnom namotaju, prešao iz zatvorene države (bez struja teče kroz tranzistor) u zasićenje države u kojoj su padovi napona preko tranzistora.
  6. U visokog napona pretvarača, napajanja koristi u većini slučajeva samoindukcija elektromotorna sila, koja se stvara kroz induktivitet u slučaju naglog struja prekida. Tranzistor radi kao strujni prekidač, a primarni namotaj step-up transformatora je induktivnost. Izlazni napon se stvara na sekundarnom namotaju i ispravlja se. Takva kola mogu proizvesti napon do nekoliko desetina kV. Često se koriste za napajanje katodnih cijevi, kinezi i tako dalje. Istovremeno, efikasnost je veća od 80%.

U  ida

Pretvarači se mogu klasifikovati na više načina.

DC naponski pretvarači;

1) regulatori napona;
  2) konvertori nivoa napona;
  3) linearni regulator napona.

Pretvarač AC u DC;

1) impulsni regulatori napona;
  2) napajanja;
  3) ispravljači.

DC na AC pretvarače: pretvarači.

Pretvarači izmenjivog napona;

1) transformatori promenljive frekvencije;
  2) frekventni pretvarači i naponski oblici;
  3) regulatori napona;
  4) pretvarači napona;
  5) transformatori svih vrsta.

Pretvarači napona u elektronici u skladu sa dizajnom su takođe podeljeni u sledeće tipove:

1. Na piezoelektričnim transformatorima.
  2.Autogenerator.
  3. Transformator sa impulsnim uzbuđenjem.
  4. Impulsni napojnici.
  5. Impulsni pretvarači.
  6. Multiplekser.
  7. Sa komutiranim kondenzatorima.
  8. Kondenzator bez transformatora.

Karakteristike

1. U odsustvu ograničenja zapremine i mase, kao i sa visokom vrijednošću napona napajanja, pretvarači se racionalno koriste na tiristorima.
  2. Poluprovodnički pretvarači na tiristore i tranzistore mogu biti podesivi i neregulirani. U ovom slučaju, podesivi konvertori mogu se koristiti kao stabilizatori za AC i DC napon.
  3. Prema metodu uzbudjenja oscilacija u uređaju, mogu postojati krugovi sa nezavisnim ekscitacijom i samosvjetom. Šeme sa nezavisnim ekscitacijom vrše se iz pojačavača snage i glavnog oscilatora. Pulsevi sa izlaza generatora se šalju na ulaz snage pojačala, što vam omogućava da ga kontrolišete. Šeme sa samo-ekscitacijom su impulsni self-oscilatori.

Aplikacija

1. Za distribuciju i prenos električne energije. Generatori naizmenične struje obično generišu snagu od 6-24 kV u elektranama. Za prenos energije na velike udaljenosti, korisno je koristiti viši napon. Kao posledica toga, transformatori se stavljaju na svaku elektranu kako bi povećali napon.
  2. Za razne tehnološke svrhe: elektrotermalne instalacije (transformatori elektro peći), zavarivanje (transformatori za zavarivanje) i slično.
  3. Za hranjenje raznih krugova;

1) automatizacija u telemehanika, komunikacijskih uređaja, električnih uređaja;
  2) radio i televizijska oprema.

Za odvajanje električnih kola ovih uređaja, uključujući usklađivanje napona i tako dalje. Transformatori koji se koriste u ovim uređajima u većini slučajeva imaju malu snagu i niskonapon.

4. Pretvarači napona skoro svih vrsta se široko koriste u svakodnevnom životu. Pogonske jedinice mnogih kućnih aparata, složenih elektronskih uređaja, inverterskih jedinica se široko koriste za obezbeđivanje potrebnog napona i obezbeđivanje autonomnog napajanja. Na primjer, to može biti inverter koji se mogu koristiti za hitne ili back-up izvor energije kućanskih aparata (TV, električni alat, kuhinjski aparati, itd) koji koriste izmjenične struje napona 220 volti.
  5. Najskuplje i na zahtev u medicini, energetici, vojsci, nauci i industriji su pretvarači koji imaju izlazni naponski napon čiste oblike sinusoida. Ovaj oblik je pogodan za rad uređaja i instrumenata koji imaju povećanu osetljivost na signal. Tu spadaju mjerna i medicinska oprema, električne pumpe, gasni kotlovi i frižideri, odnosno oprema koja uključuje elektromotore. Često su potrebni pretvarači kako bi se produžio vek trajanja opreme.

Prednosti i mane

Prednosti pretvarača napona uključuju:

1. Obezbeđivanje kontrole ulazne i izlazne struje. Ovi uređaji transformišu AC u DC, služe kao distributeri DC napona i transformatori. Zbog toga se često mogu naći u proizvodnji i svakodnevnom životu.
  2. Dizajn najsavremenijih pretvarača napona ima mogućnost prebacivanja između različitih ulaznih i izlaznih napona, uključujući i realizaciju podešavanja izlaznog napona. Ovo vam omogućava da izaberete pretvarač napona za određeni uređaj ili povezano opterećenje.
  3.Kompaktnost i lakoća konvertora napona u domaćinstvu, na primer, pretvarača automobila. Oni su minijaturni i ne zauzimaju mnogo prostora.
  4. Ekonomija. Efikasnost naponskih pretvarača dostiže 90%, što značajno štedi energiju.
  5. Pogodnost i univerzalnost. Konvertori vam omogućavaju da brzo i jednostavno povežete bilo koji električni uređaj.
  6. Mogućnost prenosa električne energije na velike udaljenosti zbog povećanog napona i tako dalje.
  7. Obezbeđivanje pouzdanog rada kritičnih čvorova: sigurnosni sistemi, osvetljenje, pumpe, kotlovi za grejanje, naučna i vojna oprema i tako dalje.

Manjosti pretvarača napona uključuju:

1.Voschimchivost pretvarači napona na visoku vlažnost (osim pretvarača, posebno projektovani za rad na vodnom transportu).
  2. Zauzmu malo prostora.
  3. Komparativno visoka cena.

Prestanak napajanja u našim domovima, zauvek, postaje tradicija. Da li će dijete morati da učini lekove uz sveću? Ili samo zanimljiv film na TV-u, to bi bilo da gledate. Sve ovo je ispravno, ako imate bateriju. Može se sastaviti na uređaju koji se naziva DC-to-AC pretvarač (u zapadnoj terminologiji DC-AC pretvarača).

Slike 1 i 2 pokazuju dve osnovne šeme takvih pretvarača. Krug na slici 1 koristi četiri snažna tranzistora VT1 ... VT4 koji rade u režimu tastera. U jednom polu-ciklusu od 50 Hz napona, otvoreni su tranzistori VT1 i VT4. GB1 struja iz baterije teče kroz tranzistor VT1, primarni namotaj transformatora T1 (s lijeva na desno na dijagramu) i VT4 tranzistora. U drugoj polovini perioda otvoren tranzistora VT2 i VT3, struja iz akumulatora GB1 VT3 prolazi kroz tranzistor TV1 primara transformatora navijanje (desna na lijevo preko dijagram) i tranzistor VT2. Kao rezultat toga, struja u namotaja transformatora pretvara TV1 varijable, i sekundarne navijanje napon se penje na 220 6. Kada se koristi akumulator 12 voptovogo faktor K = 220/12 = 18.3.

Puls generator sa frekvencijom od 50 Hz mogu biti zasnovani na tranzistorska logika čipovima i bilo koji drugi element baze Slika 1 prikazuje puls generator sastavni timer KR1006VI1 (DA1 čip). Sa izlaza DA1, impulsi od 50 Hz prolaze kroz dva pretvarača na tranzistorima VT7, VT8. Od prvog od ovih impulsa napaja se kroz trenutni pojačavač VT5 do para VT2, VT3, od drugog - kroz trenutni pojačavač VT6 do para VT1, VT4. Ako je upotreba tranzistora VT1 ... VT4 sa visokim odnosom tekućih transfera ( "superbeta"), npr, tipa ili KT827B moćan FET primjer KP912A, trenutni pojačala VT5, VT6 ne mogu staviti.

U kolu na slici 2 koriste se samo dva snažna tranzistora VT1 i VT2, ali primarno navijanje transformatora ima dvostruko više obrtaja i prosječnu tačku. Generator impulsa u ovom krugu je isti, osnove tranzistora VT1 i VT2 su povezane sa tačkama A i B kruga generatorskih impulsa na Sl.

Vreme rada pretvarača određuje kapacitet akumulatora i snaga opterećenja. Ako je pražnjenje baterije dozvoljeno na 80% (dozvoljene su olovne baterije), izraz za vrijeme rada pretvarača izgleda:

T (h) = (0,7WU) / P, gde je W - kapacitet baterije, Ah; U - nominalni napon baterije, V; P je snaga opterećenja, W. U ovom izrazu uzima se u obzir i efikasnost konvertera, čineći 0.85 ... 0.9.

Onda, na primjer, koristeći kapacitet akumulatora od 55 Ah nazivnog napona od 12 V na opterećenja na žarulje sa žarnom niti snage 40 W tijekom rada je 10 ... 12 h, pod opterećenjem od televizijskih prijemnika 150 W 2,5-3ch.

Podaci o transformatoru T1 daju se u dva slučaja: za maksimalno opterećenje od 40 W i za maksimalno opterećenje od 150 W.

U tabeli: S - poprečni presek magnetnog kola; W1, W2 - broj obrta primarnog i sekundarnog namotaja; D1, D2 - prečnici žica primarnih i sekundarnih namotaja.

Možete koristiti montažni energetski transformator, ne dodirujte navijanje na mrežu, već popravite primarni navoj. U tom slučaju, nakon navijanja, potrebno je uključiti mrežni navit u mrežu i osigurati da napon na primarnom namotaju iznosi 12 V.

Ako koristite VT1 ... VT4 kao snažan tranzistor u sklopu na slici 1 ili VT1, VT2 u krugu na slici 2 KT819A, treba zapamtiti sledeće. Maksimalna radna struja ovih tranzistora 15A, međutim, ako se oslanjaju na pretvarač snage više od 150 W, neophodno je da se stavi ili tranzistora sa maksimalnu struju u više od 15 A (npr KT879A), ili uključuju dva tranzistora paralelno. Sa maksimalnom radnom strujom od 15 A, rasipanje snage za svaki tranzistor je oko 5 vati, dok bez radijatora maksimalna rasipana snaga iznosi 3 vati. Prema tome, na ovim tranzistorima potrebno je staviti male radijatore u obliku metalne ploče površine 15-20 cm.

Izlazni napon pretvarača je u obliku bipolarni amplitude impulsa od 220 V. Ovaj napon je dobro prilagođen za napajanje raznih radio, da ne spominjemo sijalice. Međutim, jednofazni elektromotori sa naponom ovog oblika loše rade. Zbog toga nije neophodno uključiti usisivač ili magnetofon u takvom pretvaraču. Pravni lijek se može naći, navijanje na transformatora T1 sekundarnog namota i učitati ga u kondenzator Cp (prikazan u fantom na slici 2). Ovaj kondenzator je izabran tako da se formira petlja podešena na frekvenciju od 50 Hz. Kada pretvarač snage 150 W Kapacitet kondenzatora može se izračunati po formuli C = 0,25 / U2, gdje U -Napon, koji se formira u dodatnom navijanje, na primjer kada je U = 100, C = 25 uF. Kada se to kondenzator mora da radi sa AC naponom (mogu se koristiti K42U metaliziranim kondenzatora i slično), i imaju radni napon je ne manje od 2U. Ovakvo kolo preuzima dio pretvaračkog napajanja. Ovaj deo snage zavisi od faktora kvaliteta kondenzatora. Dakle, za kondenzatore metalnih hartija, tangent ugla dielektričnog gubitka je 0,02 ... 0,05, tako da se efikasnost pretvarača smanjuje za oko 2 ... 5%.

Da biste izbegli oštećenje baterije, pretvarač ne ometa pražnjenje alarma. Jednostavan dijagram takvog indikatora prikazan je na Sl. Tranzistor VT1 je granični element. Dok je napon baterije je normalno otvoren tranzistora VT1 i napon na svom kolektor je ispod DD1.1 čip napona praga, tako da audio signal generator chip ne radi. Kada je napon baterije padne na kritičnu vrijednost, VT1 tranzistor zaključan (zaključavanje trenutku postavlja varijablu otpornika R2), počinje raditi na čipu oscilator i akustični element DD1 HA1 počinje da "bip". Umesto piezoelementa, može se koristiti dinamičan zvučnik slabije snage.

Nakon upotrebe pretvarača, baterija se mora napuniti. Za punjenje možete koristiti istu transformator T1, ali je broj poteza u primarnom namotaju nije dovoljan, jer je dizajniran za 12 V, a potrebno je najmanje 17 V. Dakle, proizvodnja transformatora sekundarnog namota moraju biti predviđene za punjač. Naravno, prilikom punjenja baterije, krug konvertera mora biti isključen.

VD Panchenko, Kijev

Pretvarač  Električni uređaj koji pretvara struju nekih parametara ili u električnu energiju sa drugim vrijednostima parametara ili indikatora kvaliteta. Parametri električne energije mogu biti vrsta struje i napona, njihova frekvencija, broj faza, naponska faza.

Prema stepenu kontrolisanja, pretvarači električne energije su podeljeni u nekontrolisane i kontrolisane. U kontrolisanim pretvaračima, izlazne varijable: napon, struja, frekvencija - mogu se podesiti.

Na osnovu elementarne osnove, pretvarači električne energije su podeljeni na elektromagnet (rotirajući)  i poluvodički (statički). Elektromašinski konvertori se realizuju na osnovu upotrebe električnih mašina i trenutno nalaze relativno retku primenu u električnim pogonima. Poluprovodnički pretvarači mogu biti diode, tiristor i tranzistor.

Prema prirodi pretvaranja energije, pretvarači energije podeljeni su na ispravljače, invertore, frekventne pretvarače, regulator napona AC i DC, AC pretvarači fazne naponske struje.

U savremenim automatizovanim električnim pogonima uglavnom se koriste poluprovodnički tiristorski i tranzistorski pretvarači direktne i naizmenične struje.

Prednosti poluprovodničkih pretvarača su bogatu funkcionalnost kontrolira proces pretvaranje energije, visoke performanse i efikasnost, dug život, praktičnost i jednostavnost održavanja tijekom rada, mogućnosti za provođenje zaštite, signalizacije, dijagnostika i testiranje i električni pogon, i procesne opreme.

Istovremeno, određene nesavršenosti su takođe karakteristične za poluprovodničke pretvarače. To uključuje: visoke osjetljivosti poluprovodničkih uređaja na preko struje, napona i brzina promjena, pad imuniteta šum, izobličenja sinusnog napona i struje.

Ispravljač je pretvarač napona promjene struje u napon konstantne (ispravljene) struje.

Nekontrolisani ispravljači  ne pružaju regulaciju napona na opterećenju i vrše se na nekontrolisanim nekontroliranim uređajima jednostranog provodljivosti.

Upravljeni ispravljači  vrše se na kontrolisanim diodama - tiristorima i omogućavaju regulaciju njihovog izlaznog napona zbog odgovarajuće kontrole.

Kontrolirani ispravljač

Ispravljači mogu biti nepovratni i reverzibilni. Reverzivni ispravljači omogućavaju vam da promenite polarnost ispravljenog napona na vašem opterećenju, a ne-reverzibilne one ne. Prema broju ulaza AC faza napona napajanja ispravljači su podijeljeni u jednofazni i trofazni, i šemu agregata - na mostu i sa nula izlaz.

Poziva se pretvarač DC napona na AC napon. Ovi pretvarači se koriste u frekventnih pretvarača u slučaju električne energije iz struje ili kao zasebna konverter kada pokreće električni DC napona.

U šemama električnih pogona najviše su korišćeni autonomni naponski i strujni pretvarači realizovani na tiristorima ili tranzistorima.

Autonomni pretvarači snage (AIN)  imaju krutu spoljašnju karakteristiku, što je zavisnost izlaznog napona na struju opterećenja, tako da kada se promijeni struja opterećenja, njihov izlazni napon ostaje praktično nepromenjen. Stoga, naponski pretvarač se ponaša kao opterećenje u odnosu na opterećenje.

Autonomni strujni pretvarači (AIT)  imaju "meku" vanjsku karakteristiku i poseduju osobine trenutnog izvora. Prema tome, trenutni pretvarač se ponaša kao trenutni izvor u odnosu na opterećenje.

Pretvarač frekvencije (pretvarač)  naziva se AC pretvarač napona standardne frekvencije i napona u AC naponu podesive frekvencije. Pretvarači poluprovodničkih frekvencija su podeljeni u dve grupe: pretvarači frekvencija sa direktnim konverzijatorima i pretvaračima frekvencije sa srednjom DC linkom.

Frekventni pretvarači sa direktnim spojem omogućavaju vam da promenite frekvenciju napona na opterećenju samo u smjeru njegovog smanjenja u odnosu na frekvenciju napona izvora napajanja. Frekventni pretvarači sa srednjim DC konektorom nemaju ovakvo ograničenje i češće se koriste u električnom pogonu.

Industrijski frekventni pretvarač za električnu kontrolu pogona

AC napon regulator  nazivan AC pretvarač napona standardne frekvencije i napona u regulisanom AC naponu iste frekvencije. One mogu biti jednosmerne i trofazne i koriste u svom dijelu snage, po pravilu, tiristori sa jednim operacijama.

DC regulator napona  naziva se pretvarač neuređenog napona izvora konstantne struje u podesivi napon na opterećenju. U takvim konvertorima se koriste ključevi kontrolisanih s poluprovodnikom koji rade u pulznom režimu, a regulacija napona u njima dolazi zbog modulacije napona napajanja.

Dobila je najveću distribuciju, pri kojoj se trajanje naponskih impulsa menja na konstantnoj frekvenciji njihovog praćenja.

Page 1

AC pretvaračima i frekventnim pretvaračima, pomoću kojih se izmenjena struja (jednostruka ili višefazna) pretvara u struju različite frekvencije ili napona.

AC pretvarača na raspolaganju moderni elektro industrije u dvije osnovne dizajn varijante: u obliku pretvarača powered by fazi napon AC, i napon nezavisni pretvarači powered by mrežnog napona DC. Frekventni pretvarači uključuju jedinicu ispravljača napajanja, DC link i autonomni naponski pretvarač. Tipično, frekventni pretvarači se koriste u jedno-motornim pogonskim sistemima. Na bazi autonomnih naponskih invertora, pogonjenih od strane zajedničke jedinice ispravljača (rektifikacija / oporavak), primenjuju se ekonomski efikasni sistemi sa više motora.

AC do DC pretvarač.

Konverteri AC na DC na principu djelovanja mogu se podijeliti u dvije grupe: a) rotacijski konverteri, kao što su motor-generatora i jednom sidro umformery, i b) fiksni - živa ispravljači.

AC-DC konvertori u proteklih nekoliko godina su skoro univerzalno posluženi malim, najefikasnijim silikonskim ispravljačima.

RECTIFIER, AC-to-current pretvarač koji se sastoji od jednog ili više ventila.

Uređaj ima AC-to-DC pretvarač. Postoji izlaz binarnog decimalnog koda.

Stanice su regulirani jednofazni tiristorski pretvarač izmenične struje na direktnu struju.

Kao pretvarači naizmenične struje u konstantnoj upotrebi živine ili poluprovodničke ventile. Ventili sa živom materijom su obično ignitronski tip sa vodenim hlađenjem i automatskom regulacijom temperature. Za normalan rad ventila, temperatura njegovih zidova treba održavati u opsegu od 45 do 50 ° C.