Постановка задачи и исходные данные для расчёта

1 2 3 4

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ОМЕЛЬЧЕНКО Н.В.

О С Н О В Ы С И Л О В О Й Э Л Е К Т Р О Н И К И

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ

ПО ДИСЦИПЛИНАМ «СИЛОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА»,

«СИЛОВЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ» на тему:

Основы разработки и расчёт типового полупроводникового преобразователя электроэнергии

Для студентов очной и заочной форм обучения

НАПРАВЛЕНИЯ ПОДГОТОВКИ

13.03.02 «ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА»

Издаётся в авторской редакции

Утверждено

Учёным советом университета

Севастополь

2018

ББК 31.264.5я73

O 572

УДК 621.314(076)

Омельченко Н.В.

О 572 Основы силовой электроники: Учебно-методическое пособие для выполнения контрольных заданий. – Севастополь: СевГУ, 2018. - 29 с.: ил.

В учебно-методическом пособии изложены требования к оформлению, общий порядок выполнения контрольного задания, подробно рассмотрен пример с последовательностью проведения расчётов, в приложениях приведены параметры современных транзисторов и диодов, а так же типовые участки схем силовых преобразователей электроэнергии. Предложенный пример является частным случаем выполнения задания и не отображает типовой алгоритм расчёта параметров. Пособие не содержит универсального алгоритма расчета, т.к. варианты заданий индивидуальны и помимо различных параметров предполагают различного вида схемные решения.

Рецензенты: Углов А.В.

Путилин К.П.

ВВЕДЕНИЕ

Современный человек не представляет своего существования без электричества, различных электрических и электронных устройств. Выработка электроэнергии и её распределение сопряжено с регулированием работы механизмов, которое в большинстве случаев осуществляется с помощью электронных устройств. Исполнительные органы, приводящие в движение механизмы и преобразователи родов и свойств тока, используемые в цепях питания всех без исключения электронных устройств, являются устройствами силовой электроники.

Силовая электроника – это область техники, связанная с управлением потоками электроэнергии посредством мощных электронных приборов, которые, как правило, работают в ключевых режимах, пропуская или блокируя поток электроэнергии, что позволяет изменением алгоритмов их переключения управлять усредненными значениями мгновенной мощности, токов и напряжений по требуемым законам. Это интенсивно развивающаяся область науки и техники, охватывающая по существу все сферы деятельности человека, — промышленность, добывающие отрасли, транспорт, связь. Основными элементами силовой электроники служат полупроводниковые приборы, обладающие характеристикой ключевого элемента, которые коммутируют (включают и отключают) участки электрической цепи. Главным фактором, определяющим значимость и перспективность устройств силовой электроники, является их способность управлять на повышенных частотах большими потоками мощности практически по любому закону модуляции энергетических импульсов при минимальных мощностях, затрачиваемых на управление, что приводит к уменьшению размеров фильтров и значительной экономии ресурсов при производстве.

Выбор полупроводников оказывает существенное влияние на работу электрических систем, т.к. некорректный подбор типов транзисторов, диодов, тиристоров приводит к неэффективному использованию полупроводниковых элементов, возможному увеличению тепловых потерь, как следствие перегреву устройств, росту перенапряжений, выходу силовых преобразователей из строя, приводящих к повреждению и простою подключенного к ним оборудования.

Целью контрольного задания является ознакомление студентов с конструкциями и принципом работы устройств силовой электроники, формированием навыков и умений анализировать и составлять принципиальные электрические схемы преобразователей электроэнергии, рассчитывать нагрузки на элементы полученных схем.

Пособие составлено на основе стандартного подхода к проектированию и расчёту силовых преобразователей, применяемого конструкторскими бюро для нужд промышленности, упрощенного до академического уровня, характерного для студентов 3-го курса обучения по направлению 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника».

Постановка задачи и исходные данные для расчёта

Рассчитать параметры и выбрать элементную базу (полупроводники) для силовой части устройства типа ________ X _________ выполненного по схеме __________ Y __________, номинальной выходной мощностью _________ Z __________, предназначенного для работы в _________ W _________ диапазоне температур. Входное напряжение устройства ______ V ______, выходное напряжение устройства ______ M _______. Частоту переключения ключей для всех преобразователей принять равной .