Каково назначение преобразователя электрической энергии

Преобразователи электрической энергии

Преобразователь – это электротехническое устройство, преобразующее электроэнергию одних параметров или показателей качества в электроэнергию с другими значениями параметров или показателей качества. Параметрами электрической энергии могут являться род тока и напряжения, их частота, число фаз, фаза напряжения.

По степени управляемости преобразователи электрической энергии подразделяются на неуправляемые и управляемые . В управляемых преобразователях выходные переменные: напряжение, ток, частота — могут регулироваться.

По элементной базе преобразователи электроэнергии подразделяются на электромашинные (вращающиеся) и полупроводниковые (статические) . Электромашинные преобразователи реализуются на основе применения электрических машин и в настоящее время находят относительно редкое применение в электроприводах. Полупроводниковые преобразователи могут быть диодными, тиристорными и транзисторными.

По характеру преобразования электроэнергии силовые преобразователи подразделяются на выпрямители, инверторы, преобразователи частоты, регуляторы напряжения переменного и постоянного тока, преобразователи числа фаз напряжения переменного тока.

В современных автоматизированных электроприводах применяются главным образом полупроводниковые тиристорные и транзисторные преобразователи постоянного и переменного тока.

Достоинствами полупроводниковых преобразователей являются широкие функциональные возможности управления процессом преобразования электроэнергии, высокие быстродействие и КПД, большие сроки службы, удобство и простота обслуживания при эксплуатации, широкие возможности по реализации защит, сигнализации, диагностирования и тестирования как самого электрического привода, так и технологического оборудования.

Вместе с тем, для полупроводниковых преобразователей характерны и определенные недостатки. К ним относятся: высокая чувствительность полупроводниковых приборов к перегрузкам по току, напряжению и скорости их изменения, низкая помехозащищенность, искажение синусоидальной формы тока и напряжения сети.

Выпрямителем называется преобразователь напряжения переменного тока в напряжение постоянного (выпрямленного) тока.

Неуправляемые выпрямители не обеспечивают регулирование напряжения на нагрузке и выполняются на полупроводниковых неуправляемых приборах односторонней проводимости — диодах.

Управляемые выпрямители выполняются на управляемых диодах — тиристорах и позволяют регулировать свое выходное напряжение за счет соответствующего управления тиристорами.

Выпрямители могут быть нереверсивными и реверсивными. Реверсивные выпрямители позволяют изменять полярность выпрямленного напряжения на своей нагрузке, а нереверсивные — нет. По числу фаз питающего входного напряжения переменного тока выпрямители подразделяются на однофазные и трехфазные, а по схеме силовой части — на мостовые и с нулевым выводом.

Инвертором называется преобразователь напряжения постоянного тока в напряжение переменного тока. Эти преобразователи используются в составе преобразователей частоты в случае питания электропривода от сети переменного тока или в виде самостоятельного преобразователя при питании электропривода от источника постоянного напряжения.

В схемах электроприводов наибольшее применение нашли автономные инверторы напряжения и тока, реализуемые на тиристорах или транзисторах.

Автономные инверторы напряжения (АИН) имеют жесткую внешнюю характеристику, представляющую собой зависимость выходного напряжения от тока нагрузки, вследствие чего при изменении тока нагрузки их выходное напряжение практически не изменяется. Тем самым инвертор напряжения по отношению к нагрузке ведет себя как источник ЭДС.

Автономные инверторы тока (АИТ) имеют «мягкую» внешнюю характеристику и обладают свойствами источника тока. Тем самым инвертор тока по отношению к нагрузке ведет себя как источник тока.

Преобразователем частоты (ПЧ) называется преобразователь напряжения переменного тока стандартных частоты и напряжения в напряжение переменного тока регулируемой частоты. Полупроводниковые преобразователи частоты подразделяются на две группы: преобразователи частоты с непосредственной связью и преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока.

Лабораторный преобразователь частоты

Преобразователи частоты с непосредственной связью позволяют изменять частоту напряжения на нагрузке только в сторону ее уменьшения по сравнению с частотой напряжения источника питания. Преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока не имеют подобного ограничения и находят более широкое применение в электроприводе.

Промышленный преобразователь частоты для управления электроприводом

Регулятором напряжения переменного тока называется преобразователь напряжения переменного тока стандартных частоты и напряжения в регулируемое напряжение переменного тока той же частоты. Они могут быть одно- и трехфазными и используют в своей силовой части, как правило, однооперационные тиристоры.

Регулятором напряжения постоянного тока называется преобразователь нерегулируемого напряжения источника постоянною тока в регулируемое напряжение на нагрузке. В таких преобразователях используются силовые полупроводниковые управляемые ключи, работающие в импульсном режиме, а регулирование напряжения в них происходит за счет модуляции напряжения источника питания.

Наибольшее распространение получил широтноимпульсный способ модуляции , при котором изменяется длительность импульсов напряжения при неизменной частоте их следования.

Принцип работы и разновидности преобразователей напряжения

Любой преобразователь напряжения – это электротехническое или электронное устройство, способное изменять его величину на требуемое значение. Этот прибор особо востребован в ситуациях, когда к сети необходимо подключить нагрузку с различными номиналами напряжений. Причем они могут не только понижать значение этого параметра, но и повышать.

Принцип работы

Основное требование, определяющее принцип работы преобразователей напряжения – возможность передать на выход полезную мощность с минимальными потерями (обеспечить максимальный КПД). Для этого в них нередко используются экономичные с точки зрения потерь модули, например, электронные инверторы. Электрический преобразователь напряжения, построенный по трансформаторной схеме – наиболее удобен для рассмотрения принципа работы. Суть его функционирования состоит в следующем:

• на вход устройства потенциал поступает с генератора переменного напряжения или подобного ему источника тока;
• схожий по форме сигнал снимается с выхода трансформатора (с его вторичной обмотки);
• при необходимости переменное выходное напряжение сначала выпрямляется специальным диодным блоком, а затем стабилизируется.

Добиться нужной эффективности от такой схемы очень сложно, поскольку в обмотках трансформатора теряется часть передаваемой мощности (из-за теплового рассеивания).

Чтобы получить от устройства высокий КПД, на выходе трансформатора устанавливаются ключевые схемы, работающие в экономичном режиме. При их работе, основанной на скоростном переключении транзисторов из закрытого состояния в открытое, потери мощности в обмотках существенно снижаются.

В преобразователях напряжения, рассчитанных на работу с высоковольтными источниками питания, традиционно используется явление самоиндукции. Она реализуется в выходных ферритовых сердечниках при резком прерывании тока в первичной обмотке. В качестве такого прерывателя используются все те же транзисторы, а получаемое на выходе импульсное напряжение затем выпрямляется. Такие схемы позволяют получать высокие потенциалы порядка нескольких десятков кВ. Они используются в цепях питания уже устаревших электронно-лучевых трубок, а также в телевизионных кинескопах. В этом случае удается получать неплохой КПД (до 80%).

Области применения

Сфера применения многозонных преобразователей напряжения очень обширна. Они традиционно используются в следующих целях:

• в линейных устройствах для распределения и передачи электроэнергии;
• для проведения таких ответственных технологических операций, как сварка, термическая обработка и им подобных;
• при необходимости электроснабжения нагрузочных цепей в самых различных областях техники.

В первом случае вырабатываемая на электростанциях ЭДС повышается с помощью этих устройств с 6-24 кВ до 110-220 кВ – в таком виде ее легче «перегонять» по проводам на дальние расстояния. На районных подстанциях уже другие трансформаторные устройства обеспечивают ее снижение сначала до 10 (6,3) кВ, а затем – до привычных 380 Вольт.

При обслуживании технологического оборудования преобразователи напряжения применяются в качестве электротермических установок или сварочных трансформаторов.

В промышленности

Самая обширная область применения – обеспечение качественным питанием следующих промышленных образцов потребителей:

• аппаратуры, работающей в линиях автоматического управления и контроля;
• устройств телекоммуникации и связи;
• широкого спектра электроизмерительных приборов;
• специального радио- и телевизионного оборудования и тому подобное.

Особую функцию выполняют так называемые «разделительные» трансформаторы, используемые для развязки нагрузочных линий от высоковольтного входа.

Поскольку такие преобразователи «играют вспомогательную роль», чаще всего они имеют небольшую мощность и сравнительно малые размеры.

В быту, медицине и оборонной промышленности

Достаточно широко применяются преобразователи напряжения и в быту. На их основе построено большинство БП, используемых для зарядки бытовой техники, а также более сложных устройств типа:

• стабилизаторы напряжения;
• инверторы;
• резервные блоки питания и т. п.

Наиболее востребованы эти устройства в медицине, военной сфере, а также в энергетике и науке. В этих отраслях к ним предъявляются особо «жесткие» требования, касающиеся качества преобразуемого напряжения («чистоты» синусоиды, например).

Преимущества и недостатки

К достоинствам преобразователей напряжения можно отнести:

• возможность управления параметрами выходного сигнала – превращение его переменной величины в постоянное значение с использованием принципа частотного преобразования;
• наличие опции коммутации входных и выходных цепей (варьирование амплитудой напряжения);
• допустимость подстройки их номинальных значений под конкретную нагрузку;
• компактность и простота конструкции бытовых преобразователей, которые нередко изготавливаются в модульном или настенном исполнении;
• экономичность (по заявлениям производителей их КПД достигает 90%);
• удобство пользования и универсальность;
• возможность передачи электроэнергии на удаленные расстояния и обеспечение работы особо ответственных отраслей промышленности.

К минусам относят высокую стоимость и низкую влагостойкость (за исключением моделей, предназначенных специально для работы в условиях повышенной влажности).

Разновидности преобразователей

Среди всего многообразия существующих видов преобразователей выделяются следующие классы:

• специальные устройства для дома;
• высоковольтное и высокочастотное оборудование;
• бестрансформаторные и инверторные импульсные устройства;
• преобразователи постоянного напряжения;
• регулируемые аппараты.

К этой же категории электронных приборов относят преобразователи тока в напряжение.

Аппаратура для дома

С этим типом преобразовательных устройств рядовой пользователь сталкивается постоянно, поскольку в большинстве моделей современной техники имеется встроенный блок питания. К тому же классу относятся бесперебойные источники питания (БИП), имеющие встроенный аккумулятор.

В отдельных случаях бытовые преобразователи выполняются по двойной кольцевой (инверторной) схеме.

За счет такого преобразования от источника постоянного тока (аккумулятора, например), удается получить на выходе переменное напряжение стандартной величины 220 Вольт. Особенностью электронных схем является возможность получения на выходе чисто синусоидального сигнала постоянной амплитуды.

Регулируемые устройства

Эти агрегаты способны значение выходного напряжения и повышать его. На практике чаще встречаются аппараты, позволяющие плавно изменять пониженное значение выходного потенциала.

Классическим является случай, когда на входе действует 220 Вольт, а на выходе получается регулируемое постоянное напряжение величиной от 2-х до 30 Вольт.

Приборы с тонкой регулировкой выходного параметра традиционно применяются для проверки стрелочных и цифровых измерительных приборов в условиях современных исследовательских лабораторий.

Бестрансформаторные приборы

Бестрансформаторные (инверторные) агрегаты построены по электронному принципу, предполагающему применение отдельного модуля управления. В качестве промежуточного звена в них используется преобразователь частоты, приводящий сигнал на выходе к удобному для выпрямления виду. В современных образцах инверторного оборудования нередко устанавливаются программируемые микроконтроллеры, существенно повышающие качество управление преобразованием.

Высоковольтные устройства представлены уже описанными станционными трансформаторами, повышающими и понижающими передаваемое напряжение в нужных соотношениях.

При передаче энергии по высоковольтным линиям и последующей трансформации стремятся свести ее потери в ваттах к минимуму.

К этому же классу относятся устройства, формирующие сигнал для управления лучом в телевизионной трубке (кинескопе).

Преобразователь тока.

Преобразователь тока – это тип электротехнического устройства, которое преобразует электроэнергию с одними параметрами или показателями качества в электрическую энергию с другими значениями параметров или показателей качества. Напряжение, род тока, частота, фаза напряжения и число фаз могут являться параметрами электроэнергии.

Преобразователи тока электроэнергии, по степени управляемости разделяют на два вида: управляемые и неуправляемые. Основное отличие между ними в том, что в управляемых преобразователях могут регулироваться выходные переменные (ток, напряжение, частота).

Подразделяются преобразователи электрической энергии по элементной базе на:

• электромашинные (вращающиеся);
• полупроводниковые (статические).

Сейчас электромашинные преобразователи не находят должного применения в электроприводах, так как реализуются они на основе применения электрических машин. Трех типов могут быть полупроводниковые преобразователи: транзисторными, диодными и тиристорными.

Силовые преобразователи по характеру преобразования электроэнергии подразделяются на преобразователи частоты, инверторы, регуляторы напряжения постоянного и переменного тока, преобразователи числа фаз напряжения переменного тока, выпрямители.

Преобразователь тока электроэнергии.

Применяются в современных автоматизированных электроприводах главным образом полупроводниковые транзисторные и тиристорные преобразователи переменного и постоянного тока.

Основные достоинства полупроводниковых преобразователей:

• широкий спектр функциональных возможностей в управлении процессом преобразования электроэнергии;
• большой срок службы;
• простота обслуживания и удобство при эксплуатации;
• высокие КПД и быстродействие;
• широкие возможности по реализации защит, диагностирования, тестирования и сигнализации не только самого электропривода, но и технологического оборудования.

Полупроводниковые преобразователи тока имеют и свои недостатки: низкая помехозащищенность, обладают высокой чувствительностью полупроводниковых приборов к перегрузкам по напряжению и току, а также скорости их изменения, искажают синусоидальную форму тока и напряжения сети.

Электрические преобразователи

Общие сведения

Между источником электрической энергии и электромеханическим преобразователем (рис. 3.1) находится важный элемент – электрический преобразователь.

Электрический преобразователь преобразует основные признаки электрического источника e,K,(t) или /„„(О и число фаз в соответствующие признаки, требуемые электромеханическим преобразователем.

Рис. 3.1. Электрические преобразователи в электроприводе

В большинстве случаев источником питания служит промышленная трехфазная электрическая сеть частотой/,„„ = 50 Гц и линейным напряжением (действующее значение) (/„„„, стандартные значения которого 220, 380, 440, 660 В, 3, 6, 10 кВ. На магистральном электрическом транспорте распространена сеть постоянного тока напряжением 3000 В, на городском – напряжением 600 В. В автономных установках используются аккумуляторы и сети постоянного тока с напряжением 12, 24, 48 В, а также однофазные и трехфазные сети переменного тока повышенной частоты (400-1000 Гц). Рассмотрим, какие функции выполняют электрические преобразователи, включенные между промышленной сетью и различными электромеханическими преобразователями. Электрические преобразователи независимо от функциональных возможностей могут обладать свойствами, как источника напряжения, так и источника тока (рис. 3.1), т. е. могут иметь в идеальном исполнении либо горизонтальную, либо вертикальную внешнюю характеристику

Электрический преобразователь, работая от источника напряжения – промышленной сети, может либо сохранить на выходе это свойство, либо осуществить преобразование источника напряжения в источник тока.

Имея на входе переменное напряжение неизменных амплитуды и частоты, электрический преобразователь может преобразовать его как в переменное напряжение той же частоты, но другой амплитуды, так и в переменное напряжение с другими амплитудой и частотой. В первом случае электрический преобразователь называют преобразователем напряжения (ПН), во втором – преобразователем частоты (ПЧ).

Электрический преобразователь может выполнять функцию выпрямителя, г. е. преобразовывать переменное напряжение в постоянное, либо инвертора – преобразовывать постоянное напряжение в переменное, если источник энергии находится на стороне постоянного напряжения.

Кроме того, электрический преобразователь может быть импульсным, т. е. преобразовывать стандартное переменное напряжение сети в последовательность импульсов, амплитуда, длительность, скважность, форма и другие признаки которых определяются специфическими особенностями работы электромеханического преобразователя.

Электрические преобразователи по их функциональным возможностям делятся на неуправляемые и управляемые. К неуправляемым относятся обычные трансформаторы, выпрямители, некоторые виды простейших электромашинных агрегатов, параметрические источники тока, к управляемым – различные статические устройства, действие которых основано на использовании управляемых полупроводниковых ключей – элементов, могущих находиться либо во включенном (R

0), либо в выключенном (R → со) состоянии.

Важным функциональным признаком электрического преобразователя является его способность проводить энергию в одну (нереверсивный) или в обе (реверсивный) стороны.

Привет студент

Термоэлектрические генераторы

В простейшем виде термоэлектрический генератор (ТЭГ) представляет собой батарею термопар, у которых одни концы спаев нагреваются, а другие охлаждаются. Благодаря разности температур кондов спаев термопар создается термо-ЭДС и во внешней цепи протекает ток.

Термоэлементы рассчитаны на работу при разности температур в 300 °С, при этом каждый элемент генерирует напряжение около 0,12. 0,14 В. Число элементов в батарее определяется требуемой величиной выходного напряжения. Практика имеет опыт получения ТЭГ с напряжением до 120 В, токами до 500 А и суммарным КПД около 5 %. По виду вольт-амперной характеристики ТЭГ близок к источнику тока, при этом наибольшая мощность отдается при согласованной нагрузке (R_BH =R_H).

Автономные источники (АИП) с ТЭГ содержат термоэлектрический блок, систему хранения и подачи топлива.

Основой АИП является унифицированный ТЭГ, непосредственно преобразующий тепло, получаемое при сжигании углеводородного, газового или жидкого топлива в электрическую энергию.

Блок электропитания представляет собой теплоизолированный контейнер для размещения ТЭГ, аппаратуры поддержания качества электроэнергии и автоматического управления элементами буферных аккумуляторных батарей емкостью до 190 А-ч, агрегата редуцирования давления газа при использовании в качестве топлива газа или системы подачи и дозирования жидкого топлива (керосина, осветительного или авиационного топлива).

В зависимости от требуемого уровня мощности, вида топлива и надежности в контейнере устанавливаются от 3 до 6 ТЭГ (с горелками на газовом или жидком топливе). Термоэлектрические генераторы на газе типа ГТК-150 и на жидком топливе типа ГТЖ-160 отличаются между собой только горелками. Эти ТЭГ унифицированы так, что легко могут быть взаимозаменяемыми.

Приведенные в таблице данные для разновидностей АИП мощностью 400, 640 и 900 Вт показывают, что фактически одна и та же конструкция АИП позволяет получить гамму свойств, которые могут удовлетворять запросы различных потребителей. Все три установки имеют общую конструкцию и комплектацию АИП. Их различие состоит в способе коммутации генераторов и их нагрузки и в режимах эксплуатации ТЭГ.

Так, АИП-400 и АИП-600 обеспечивают питание двух гальванически развязанных потребителей по 200 и 320 Вт соответственно. Эти установки имеют 50%-ное резервирование.

Установки на жидком топливе АИП-320, АИП-480 и АИП-800 отличаются между собой числом рабочих ТЭГ (2,3 и 5 соответственно). при одном генераторе, находящемся в холодном резерве.

Во всех указанных АИП резервирование осуществляется включением резервного ТЭГ и автоматической заменой им отказавшего рабочего ТЭГ.

Электрогенераторы с фотоэлементами (солнечными батареями)

Для электроснабжения предприятий связи, расположенных в районах с большим числом солнечных дней, где отсутствуют электрические сети общего пользования целесообразно применение автономных установок на базе солнечных электрогенераторов (СЭ).

Внедрение на сети связи СЭ приходится на 80-е годы XX века. Пионерами в этой области выступили страны Западной Африки и Австралии. Описывается установка питания, внедренная в 1989 г. в Австралии для цифровой системы связи. В том же году английская компания British Teleconsult приступила к созданию в Западной Африке установок с использованием СЭ и резервными аккумуляторными батареями мощностью 52 кВт вместо дизель-генераторных и парогенераторных электростанций для электропитания аппаратуры радиорелейных станций. Весьма интересные работы были опубликованы в ряде Европейских и Американских изданий. В России в 1990 г. вышла работа, в которой исследовался автономный источник с СЭ для электропитания аппаратуры волоконно-оптической системы передачи.

Отметим два важнейших фактора, которые привлекают особое внимание, а именно экологическая безопасность и неограниченные во времени запасы солнечной энергии. В то же время при применении СЭ следует учитывать такие существенные проблемы, как флуктуации солнечной радиации в зависимости от погоды и месторасположения установки, а также сравнительно низкая плотность энергии соднечной радиации, мощность которой не превышает 2 кВт/м 2 . Технико-экономические показатели СЭ определяются в основном стоимостью фотоэлементов и их КПД. Наибольшее применение находят фотоэлементы на основе монокристаллического кремния. Этот тип элементов характеризуется отработанной технологией изготовления, достаточно высоким КПД, стабильностью и надежностью. Коммерческие образцы имеют КПД 14. 17 %, в то время как отдельные лабораторные — 22. 26 %. Что касается стоимости монокристаллических элементов, то за последующие пять лет ожидается ее снижение на 10. 15 %. В промышленных установках возможны комбинации различных источников электроэнергии и СЭ, например аккумуляторные батареи, дизельгенераторы, турбо и теплогенераторы. Перспективны установки на базе СЭ и аккумуляторов. Такие установки, как правило, содержат СЭ, статические преобразователи, аккумуляторные батареи или молекулярные накопители и систему контроля и управления. При выборе параметров отдельных устройств следует руководствоваться характером работы электрогенератора (в автономном режиме), технологической нагрузкой, мощностью световой энергии на квадратный метр для предполагаемого места размещения, соотношением солнечных и пасмурных дней в году, а также ожидаемыми экономическими показателями, включая эксплуатационные расходы.

Примером действующей на сети электросвязи промышленной установки, предназначенной для электропитания промежуточной радиорелейной станции (РРС), может служить электростанция.

Солнечная батарея содержит 48 модулей, каждый из которых рассчитан на мощность 75 Вт при выходном напряжении 48 В.

Модули соединены последовательно по четыре штуки и собраны в шесть последовательно включенных групп. Общая площадь поверхности батареи составляет 30 м 2 . Все модули установлены в одной плоскости и ориентированы на юг под углом 38. 42° к горизонту. Двухгруппная аккумуляторная батарея на напряжение 48 В укомплектована аккумуляторами с номинальной емкостью 900 А-ч. Запас емкости рассчитан на 120 часов автономной работы.

Автоматизированный дизель-генератор на 8, 5 кВА обеспечивает питание нагрузки и заряд аккумуляторной батареи, когда солнечная батарея не выдает запланированной мощности.

Управляющее устройство следит за работой оборудования и при необходимости включает или отключает дизель-генератор или группы солнечных батарей, а также выдает в систему телемеханики РРС информацию об оборудовании. Аппаратура РРС потребляет до 800 Вт электрической энергии постоянного тока при напряжении 48 В.

Все оборудование электростанции, за исключением солнечных батарей, размещается в термостатированном контейнере. Параметры климата в контейнере поддерживаются автоматически и (или) вручную за счет обогрёва дизель-генератором и работы вентиляции.

Электростанция с использованием солнечных батарей: 1 — солнечные батареи; 2 — аккумуляторные батареи; 3 — технологические нагрузки; 4 — вспомогательные нагрузки; 5—выпрямители; 6—АДЭС; 7—управляющее устройство

Электростанция с применением паротурбогенераторов

Для электроснабжения предприятий связи, расположенных в районах, где отсутствует энергетическая сеть общего пользования, успешно применяются автономные паротурбогенераторные электростанции постоянного тока. Особенностями этих электростанций являются высокая надежность, длительный срок службы, отличная экология, минимальное обслуживание. В качестве топлива может использоваться природный газ, керосин или дизтопливо.

Как правило, электростанция содержит два паротурбогенератора, аккумуляторную батарею, горелку и блок контроля и управления. Паротурбогенератор работает следующим образом. Горелка нагревает в паротурбогенераторе жидкость, часть которой испаряется, и получившийся пар вращает колесо турбины, на валу которой расположен ротор генератора. Далее пар поступает в конденсатор, где охлаждается, конденсируется и полученная жидкость откачивается насосом в парогенератор. Цикл повторяется до тех пор, пока работает горелка. Система полностью герметизирована и никаких потерь рабочей жидкости не происходит. Электрический генератор вырабатывает трехфазный ток, который выпрямляется. Имеется система регулирования подачи топлива в зависимости от нагрузки. Паротурбогенератор отключается, если выходное напряжение постоянного тока ниже или выше заданной нормы или при превышении температуры рабочей жидкости. Кроме того, имеется защита от коротких замыканий и превышения скорости вращения турбины. Для заряда аккумуляторной батареи в генераторе предусмотрен необходимый запас мощности, а в схеме станции — возможность автоматического и ручного переключения батареи из режима непрерывного подзаряда в режим ускоренного заряда.

Обратный перевод в режим непрерывного подзаряда производится либо вручную, либо автоматически после истечения заданного времени заряда.

Выпускаются паротурбогенераторы на мощности от сотен ватт до нескольких киловатт на различные выходные напряжения. Они рассчитываются на работу от —60 до +45 °С (арктический вариант) и на высоте до 2000 м (специальный вариант до 4500 м).

Иллюстрацией к промышленным парбтурбогенераторным установкам могут служить изделия известной фирмы «Ормат». По данным фирмы опыт эксплуатации этих установок показывает 95 % вероятность безотказной работы за время не менее 2 • 10 5 часов, что значительно превышает нормы международных требований к первичным источникам энергии для удаленных телекоммуникационных систем. Установки характеризуются низкими эксплуатационными расходами, что объясняется высокой надежностью паротурбогенераторов за счет их конструктивных особенностей. Модельный ряд фирмы «Ормат» включает установки на выходную мощность от 0,2 до 4,5 кВт при напряжении постоянного тока 24,48 и 125 В. Изменения выходных напряжений не выходят за пределы ±3, 5 %. Установки работают в широком диапазоне температур и на высоте до 4,5 км над уровнем моря. Топливом могут служить природный или сжиженный газ, дизельное топливо и керосин. Средний расход топлива при полной нагрузке паротурбогенератора и температуре окружающей среды +25 °С составляет 17600 ккал/ч на 1 кВт выходной мощности. По требованию заказчика фирма может поставлять гибридные установки с СЭ и ветрогенераторами.

Используемая литература: Электропитание устройств и систем телекоммуникаций:
Учебное пособие для вузов / В. М. Бушуев, В. А. Демянский,
JI. Ф. Захаров и др. — М.: Горячая линия—Телеком, 2009. —
384 с.: ил.

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Все что нужно знать про преобразователи

В данной статье вы узнаете все про преобразователи, какую роль играют в области измерений, рассмотрим все типы преобразователей, опишем преимущества и недостатки отдельных видов преобразователей, а так же рассмотрим области применения.

Что такое преобразователь

Преобразователь — это устройство, которое преобразует энергию из одной формы в другую, чтобы сделать ее читаемой для измерения. Таким образом, он преобразует энергию в читаемую форму, например, термометр, который преобразует тепловую энергию в высоту ртутного столба. В преобразователе выход контролируется входом.

Роль преобразователя

Они играют жизненно важную роль в области измерений. Как мы уже говорили ранее, преобразователь преобразует физическую величину в электрический сигнал. Таким образом, без преобразователя было бы очень трудно измерить непрерывную физическую величину, например, интенсивность света, скорость, поток, температуру, излучение, электрический поток и т.д. Величины сначала преобразуются в электрический сигнал, затем они контролируются специальным оборудованием. Кто-то не мог представить измерения этих непрерывных физических величин без датчиков.

Типы преобразователей

Они широко разделены на две категории;

1. Активный преобразователь
2. Пассивный преобразователь

Активный преобразователь.

Для работы такого типа преобразователей необходим внешний источник энергии. Энергия подается через отдельный источник напряжения. Примером является потенциометр, который измеряет сопротивление путем протекания минутного тока через себя. Большинство преобразователей сейчас активные.

Пассивный преобразователь.

Они преобразуют одну форму энергии в другую без использования энергии. Пассивные преобразователи преобразуют физические величины, такие как: температура, давление, скорость и т.д.

Датчики подразделяются на:

• Резистивный преобразователь
• RTD
• Термисторы
• Индуктивный преобразователь
• Емкостный преобразователь
• Датчики смещения
• Преобразователи скорости
• Преобразователи давления

Резистивный преобразователь

Эти преобразователи работают по принципу изменения сопротивления. Сопротивление изменяется несколькими способами, в том числе:

• Применяя физическое напряжение;

• Изменение света на светочувствительном элементе;

• Изменение температуры.

RTD — сокращенно обозначен как резистивный датчик температуры

Сопротивление RTD изменяется с изменением температуры, и это изменение сопротивления контролируется с точки зрения изменения тока / напряжения. Обычно RTD изготавливаются из таких материалов, как платина. Ni и Германий используются для изготовления термометров сопротивления для специальных применений. Когда дело доходит до производительности, Platinum RTD (PRDS) являются лучшими. В термометре используются термометры сопротивления с диапазоном между BP O2 и температурой плавления сурьмы.

Применение:

• Широко используется для измерения высокой температуры.

Термисторы

Это чувствительные к температуре полупроводники. Как и термистор RTS, их сопротивление изменяется с изменением температуры. Однако они изготовлены из материала, имеющего отрицательный температурный коэффициент (то есть снижение сопротивления при повышении температуры), в отличие от RTS, которые имеют положительный температурный коэффициент. Термисторы инкапсулированы в материал, подобный оксиду переходного металла. Эти оксиды демонстрируют высокое изменение сопротивления при небольшом изменении температуры. Таким образом, они более чувствительны, почти в 400 раз больше, чем термопара ИС. Они идеально подходят для измерения температуры микросхем животного тела.

Основные преимущества:

• Достаточно чувствителен, чтобы ощутить температуру до 0,01С;
• Химически стабильный;
• Быстрое время отклика;
• Малый размер.

Недостаток:

• Ограниченный диапазон температур от -50С до 300С.

Индуктивный преобразователь

Индуктивная трансдукция имеет место, когда измеряемая величина изменяет индуктивность (Self или взаимную) катушки. Простой способ изменения -L состоит в перемещении чувствительного элемента в магнитном поле. Это движение вызывает побочную ЭДС.

Основные преимущества:

• Нет износа из-за отсутствия скользящего контакта, как в случае потенциометра.

Применения:

• Линейные переменные дифференциальные трансформаторы (ЛПДТ)
• Тахометр использует индуктивный преобразователь для преобразования скорости в электрический сигнал для контроля скорости.

Емкостные преобразователи

В преобразователях этого типа измеряемая величина изменяет емкость цепи. Это изменение отслеживается с точки зрения некоторой другой физической величины.

Применения:

• Автоматическая сенсорная ЖК-система.
• Емкостный микрофон, который использует акустическое давление для изменения положения пластины. Это изменение контролируется с точки зрения звукового сигнала.

Датчики смещения

Датчики этого типа используются для определения положения объекта. Измеряемая физическая переменная (то есть движение) предназначена для изменения сопротивления. Это изменение сопротивления измеряется в терминах напряжения.

Применения:

• Довольно чувствителен для контроля трещин в стенах и зданиях.

Датчик скорости

Они работают по основному принципу генератора, согласно которому при наличии относительного движения между проводниками и магнитом генерируется ЭДС. Генерируемое напряжение контролируется по скорости. Таким образом, чем быстрее относительное движение, тем больше будет создаваемая ЭДС.

Применения:

• Они широко используются в устройствах контроля скорости, например, в измерителе скорости автомобиля.

Каково назначение преобразователя электрической энергии

Выпрямитель — устройство, предназначенное для преобразования энергии источника переменного тока в постоянный ток. [1]

Инверторы

Инвертор — устройство, задача которого обратна выпрямителю, то есть преобразование энергии источника постоянного тока в энергию переменного тока.

Инверторы подразделяются на два класса: ведомые сетью (зависимые) и автономные.

Зависимые инверторы

Ведомые инверторы преобразуют энергию источника постоянного тока в переменный с отдачей её в сеть переменного тока, то есть осуществляют преобразование, обратное выпрямителю. [2]

Автономные инверторы

Автономные инверторы — устройства, преобразующие постоянный ток в переменный с неизменной или регулируемой частотой и работающие на автономную (не связанную с сетью переменного тока) нагрузку. [3]

В свою очередь автономные инверторы подразделяются на:

Преобразователи частоты

Импульсные преобразователи напряжения

По способу управления

1. Импульсные (на постоянном токе)
2. Фазовые (на переменном токе)

По типу схем

• Нулевые, мостовые
• Трансформаторные, бестрансформаторные
• Однофазные, двухфазные, трёхфазные…

По способу управления

• Управляемые
• Неуправляемые

Примечания

1. ↑С. Ю. Забродин Глава 5 Маломощные выпрямители постоянного тока, §5.1 Общие свединия // Промышленная электроника: учебник длч вузов. — М .: Высшая школа, 1982. — С. 287. — 496 с.
2. ↑С. Ю. Забродин Глава 6 Ведомые сетью преобразователи средней и большой мощности, §6.1 общие сведения // Промышленная электроника: учебник для вузов. — М .: Высшая школа, 1982. — С. 315. — 496 с.
3. ↑С. Ю. Забродин Глава 8 Автономные инверторы, §8.1 Автономные инверторы и их классификация // Промышленная электроника: учебник для вузов. — М .: Высшая школа, 1982. — С. 438. — 496 с.

Wikimedia Foundation . 2010 .

• Преобразование Шиндлера
• Преодоление

Смотреть что такое «Преобразователь электрической энергии» в других словарях:

преобразователь электрической энергии — Электротехническое изделие (устройство), преобразующее электрическую энергию с одними значениями параметров и (или) показателей качества в электрическую энергию с другими значениями параметров и (или) показателей качества. Примечание.… … Справочник технического переводчика

Преобразователь электрической энергии — 4. Преобразователь электрической энергии Converter Преобразователь электроэнергии Электротехническое изделие (устройство), преобразующее электрическую энергию с одними значениями параметров и (или) показателей качества в электрическую энергию с… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

преобразователь электрической энергии, — 2 преобразователь электрической энергии, преобразователь электроэнергии: Электротехническое устройство, преобразующее электрическую энергию с одними значениями параметров и/или показателей качества в электрическую энергию с другими значениями… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Преобразователь электрической энергии — – электротехническое изделие (устройство), преобразующее электрическую энергию с одними значениями параметров и (или) показателей качества в электрическую энергию с другими значениями параметров и (или) показателей качества. ГОСТ 18311 80 … Коммерческая электроэнергетика. Словарь-справочник

Преобразователь электрической энергии — 1. Электротехническое изделие (устройство), преобразующее электрическую энергию с одними значениями параметров и (или) показателей качества в электрическую энергию с другими значениями параметров и (или) показателей качества Употребляется в… … Телекоммуникационный словарь

Преобразователь электрической энергии (Преобразователь электроэнергии) — English: Electricity converter Электротехническое изделие (устройство), преобразующее электрическую энергию с одними значениями параметров и (или) показателей качества в электрическую энергию с другими значениями параметров и (или) показателей… … Строительный словарь

ГОСТ Р 54130-2010: Качество электрической энергии. Термины и определения — Терминология ГОСТ Р 54130 2010: Качество электрической энергии. Термины и определения оригинал документа: Amplitude die schnelle VergroRerung der Spannung 87 Определения термина из разных документов: Amplitude die schnelle VergroRerung der… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ПЛАЗМЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ — преобразователи тепловой энергии плазмы в электрич. энергию. Существуют два типа П. и. э. э. магнитогидродинамический генератор и термоэлектронный преобразователь. Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия. Главный редактор … Физическая энциклопедия

Плазменные источники электрической энергии — преобразователи тепловой энергии плазмы (См. Плазма) в электрическую энергию. Существует 2 типа П. и. э. э. Магнитогидродинамический генератор и Термоэлектронный преобразователь … Большая советская энциклопедия

преобразователь частоты — [IEV number 151 13 43] [IEV number 313 03 06] преобразователь частоты Преобразователь электрической энергии переменного тока, который преобразует электрическую энергию с изменением частоты [ОСТ 45.55 99] EN frequency converter electric energy… … Справочник технического переводчика