Введение 3
Глава 1 Теоретические сведения об инверторах тока 6
1. Принцип построения инверторов 6
1.2 Последовательный инвертор 8
1.3 Параллельный инвертор 11
1.4 Полумостовой инвертор с RLC - нагрузкой 14
1.5 Инвертор Мак-Мюррея (инвертирующий преобразователь) 15
1.6 Инвертор Мак-Мюррея - Бедфорда 16
Вывод по первой главе 18
Глава 2 Основные виды инверторов тока 20
1. Зависимые инверторы 20
1.1 Однофазные зависимые инверторы 20
1.2 Трехфазные схемы зависимых инверторов 22
1.3 Энергетические показатели зависимых инверторов 25
1.4 Методы технической реализации инверторов и особенности их работы . 26
7.5. Автономные и сетевые инверторы 27
7.6 Назначение и виды автономных инверторов 29
Вывод по второй главе
Лабораторная работа №1 31
Лабораторная работа №2 41
Лабораторная работа №3 50
Вопросы для самоконтроля 58
Заключение 59
Литература 61
Инвертор (DC/AC converter) — устройство для преобразования постоянного тока, в переменный ток с изменением величины частоты или напряжения. Обычно представляет собой генератор периодического напряжения, который по форме схож к синусоиде, или дискретного сигнала.
Инверторы тока могут применяться в виде отдельного устройства или входить в состав источников и систем бесперебойного питания аппаратуры электрической энергией переменного тока.
Преобразование непрерывного напряжения изначального источника в переменное достигается с содействием группы ключей, время от времени коммутируемых таким способом, чтобы получить знакопеременное напряжение в зажимах нагрузки и обеспечить управляемый режим циркуляции в цепи реактивной энергии.
Отличают инверторы используемые для запасного питания аппаратуры небольшой и средней мощности, работающие с номинального постоянного напряжения 24 В, 48 В и 60 В, мощностью вплоть до 2,5 кВА и инверторы большой мощности, используемые в промышленности, в электростанциях, работающие от постоянного напряжения 110 В и 220 В, мощностью вплоть до 160 кВА. В инверторах применяются новые электронные компоненты на равне с высокочастотным преобразованием, что, в окончательном счете, позволяет получить компактную конструкцию, небольшую массу и большой коэффициент полезного действия. Наличие специальных схемных решений делает возможной параллельную работу инверторов. При этом имеют все шансы быть реализованы установки с уровнем резервирования N+1. Кроме этого, параллельное включение дает возможность повысить суммарную мощность. Подобным образом, возможно дооснащение оборудования при потребности
увеличения мощности. Для увеличения надежности работы системы в целом вместе с инвертором используется электронное переключающее устройство (EUE). EUE дает возможность в случае неполадки инвертора подключить нагрузку напрямую к сети (приоритет инвертора) либо переключить питание нагрузки с сети на инвертор (приоритет сети) в случае отключения напряжения.
Свойства инверторов
• Инверторы напряжения дают возможность ликвидировать либо по крайней мере смягчить зависимость работы информационных систем от качества сетей переменного тока. Например, в персональных ПК при внезапном отказе сети с помощью запасной аккумуляторной батареи и инвертора возможно обеспечить работу компьютеров с целью корректного окончания решаемых задач. В наиболее сложных ответственных системах инверторные устройства имеют все шансы работать в длительном контролируемом режиме параллельно с сетью либо независимо от нее.
• Помимо «самостоятельных» приложений, где инвертор выступает в качестве источника питания потребителей переменного тока, обширное формирование получили технологии преобразования энергии, где инвертор считается промежуточным звеном в цепочке преобразователей. Принципиальной характерной чертой инверторов напряжения для таких приложений считается высокая частота преобразования (десятки-сотни килогерц). Для успешного преобразования энергии на высокой частоте необходимо наиболее совершенная элементная база (полупроводниковые ключи, магнитные материалы, специализированные контроллеры).
• Равно как и любое другое силовое устройство, инвертор обязан иметь большой коэффициент полезного действия, обладать высокой надежностью и иметь приемлемые масса-габаритные характеристики. Кроме этого, он должен иметь допустимый уровень высших гармонических составляющих в кривой выходного напряжения (допустимое значение коэффициентов гармоник) и никак не создавать при работе недопустимый для иных потребителей уровень пульсации на зажимах источника энергии.
В настоящей работе мы попытаемся создать учебно методический комплекс по теме инверторы тока.
Учебно методический комплекс (УМК) дисциплины — стандартное название для совокупности учебно-методической документации, средств и методов обучения, а также контроля, разрабатываемых в высшей школе Российской Федерации для каждой дисциплины. УМК должен включать в себя полную информацию, достаточную для прохождения и усвоения дисциплины. УМК предназначены для обеспечения открытого образовательного процесса и должны быть доступны любому желающему.
Цель исследования: разработка учебно методического комплекса по теме инверторы тока.
Объект исследования: учебно-методический комплекс, включающий в себя теоретический материал, лабораторный эксперимент и фонды оценочных средств по теме инверторы тока.
Предмет исследования: устройство, принципы действия и характеристики инверторов тока.
Задачи работы:
1) Изучить и усвоить общие сведения об инверторах тока и их виды.
2) Рассмотреть и проанализировать простейшие схемы инверторов тока.
3) Изучить основные характеристики инверторов тока.
4) Разработать лабораторный эксперимент по изучению основных характеристик инверторов тока.
Инвертор - это устройство, которое преобразует напряжение постоянного тока (например, 12 Вольт) в напряжение переменного тока (например 220 Вольт, 50 Гц).
Выделяют несколько основных видов инверторов:
Последовательный инвертор. Основным достоинствами последовательного инвертора являются жесткость внешней характеристики и более благоприятные условия работы тиристоров, а основным недостатком - значительно более узкий диапазон нагрузок. На практике, применение рассматриваемой схемы удобно лишь в тех случаях, когда параметры нагрузки мало меняются в процессе работы преобразователя
Параллельные инверторы применяются в низкочастотных устройствах. В них используются трансформатор с отводом из центра первичной обмотки, два тиристора и коммутирующий конденсатор. Источник питания включается между центральным выводом и общей точкой катодов тиристоров. Эквивалентное нагрузочное сопротивление, пересчитанное в цепь первичной обмотки, подключено параллельно коммутационному конденсатору. Одна из особенностей данной схемы - отдача во время работы в нагрузку своей минимальной активной мощности. В случае же отклонения от резонансной частоты к выросшему значению активной мощности прибавляется еще и реактивная мощность. Следовательно, для того чтобы осуществлять регулировку мощности в сторону от номинального ее значения к уменьшению, необходимо обеспечить потребление максимальной активной мощности от источника в порядке максимальной расстройки. Результатом этого становятся увеличение потерь в номинальном режиме, а также завышенная номинальная мощность оборудования, что в свою очередь делает совершенно энергетически и экономически невыгодным использование частотного регулирования в инверторах данного типа. Параллельные инверторы обладают и достоинствами.
Например, с их помощью удобно формировать небольшие нагревательные узлы за счет того, что в данной схеме большое расстояние от нагрузочного контура до трансформатора не является проблемой. Подобный эффект достигается за счет относительной простоты согласования параллельного инвертора с низкоомной высокодобротной индукционной нагрузкой.
Полу мостовой инвертор с RLC - нагрузкой и однофазный полу мостовой инвертор, который состоит из двух источников питания и двух коммутаторов. Нагрузка подключена между общим выводом источников питания и общей точкой коммутаторов. Однофазные полу мостовые инверторы нашли широкое применение в различных вторичных источниках питания, в частности, их применяют в некоторых модификациях сварочных трансформаторов инверторного типа. Результат - повышение надежности защиты и увеличение диапазона использования по напряжению и частоте однофазного полу мостового инвертора.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
