Министерство образования Республики Беларусь

Министерство образования и науки Российской Федерации ГУВПО «БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра "Электропривод и АПУ"

Контрольная работа

по дисциплине

“Силовая преобразовательная техника”

на тему:

“Проектирование автономного инвертора”

Выполнил студент группы АЭПЗ-091

Антусов А.Н

Могилев, 2012

Содержание

Введение 3

1 Анализ вариантов технических решений по силовой части преобразователя. 4

1.1 Классификация автономных инверторов 4

1.2 Анализ вариантов технических решений 6

1.3 Разработка схемы электрической принципиальной силовой части 10

1.4 Разработка функциональной схемы системы управления 12

Введение

Автономный инвертор - преобразователь электрической энергии постоянного тока в переменный выходные параметры которого определяются схемой преобразователя, системой управления и режимом его работы, в отличие от инвертора ведомого сетью, выходная частота и напряжение которого соответствуют параметрам сети.

Основные элементы схем инверторов, параметры которых подлежат расчету, это вентили, коммутирующие элементы (конденсаторы, реакторы), трансформаторы и фильтры.

Исходными данными при расчете схемы, являются входное напряжение и диапазон его изменения, мощность нагрузки.

Задача данной контрольной работы – разработка схемы электрической принципиальной силовой части автономного инвертора, функциональной схемы системы управления.

1Анализ вариантов технических решений по силовой части преобразователя.

1.1Классификация автономных инверторов

По типу силовых элементов автономные инверторы бывают:

• транзисторные;

• тиристорные;

Кроме того, автономные инверторы различаются:

• по характеру электромагнитных процессов , протекающих в схеме;

• по способу коммутации ключей или схеме включения коммутирующих элементов;

• по способу управления в схеме;

• по схеме преобразования (конфигурации соединений силовой части);

Иногда при классификации используют и другие менее важные признаки.

По характеру электромагнитных процессов, протекающих в схеме автономные инверторы различаются на автономные инверторы тока, инверторы напряжения и резонансные инверторы. За определяющей признак в этом случае принимается проводимость цепи постоянного тока со стороны непосредственно преобразующей части (например вентильной схемы) относительно переменной составляющей напряжения .

Если источник постоянного напряжения подключен к ключевым элементам , которая периодична с изменением полярности подключают напряжения к нагрузке . В результате нагрузка питается от источника переменного напряжения – инвертор напряжения .Если инвертор запитан от источника генерирующего ток, то это Автономный инвертор тока .

По характеру электромагнитных процессов можно выделить еще один класс инверторов между инверторами тока и напряжения – резонансные инверторы . В схемах этого класса инверторов нагрузки входит в состав колебательного контура и ток в коммутирующих элементах в течении всего интервала их проводимости носит колебательный характер. Он соединяет довольно большое количество схем, различающихся конфигурацией, способом соединения конденсаторов с источником питания и рядом других признаков. Они соединяются в каскады для получения напряжения высокой частоты.

В качестве ключей автономных инверторов служат транзисторы (с мощностью двигателя меньше киловатта) и однополупериодные и двухполупериодные операционные тиристоры.

По способу коммутации автономных инверторов различают:

• инверторы с индивидуальной коммутацией. Коммутирующее устройство инвертора служит для запирания одного ключа (вентильного плеча) инвертора. К данному типу относятся инверторы на полностью управляемых вентилях: двухоперационных тиристорах и силовых транзисторах;

• инверторы с пофазной коммутацией. Коммутирующее устройство инвертора служит для попеременного запирания ключей двухвентильных плеч, относящихся к одной фазе инвертора. инверторы с групповой коммутацией . В таких инверторах для запирания всех вентильных плеч одной группы (анодной или катодной) служит отдельное коммутирующее устройство.

• инверторы с межвентильной коммутацией. В таких инверторах запирание каждого рабочего ключа происходит при отпирании следующего по порядку работы ключа другой фазы, но этой же группы.

• инверторы с междуфазовой коммутацией. Коммутирующее устройство инвертора служит для попеременного запирания ключей разных фаз

По способу коммутации ключей или схеме включения коммутирующих элементов различают принудительную коммутацию и искусственную коммутацию:

• коммутация посредством конденсатора, подключенного другим ключом ( характерен для схем инверторов тока) ;

• коммутация посредством подключения к основному ключу конденсатора через вспомогательный ключ (характерен для схем инверторов напряжения) ;

• коммутация за счет подключения к основному ключу L,C – контура (характерен для схем инверторов напряжения) ;

• коммутация за счет резонансного характера сопротивления нагрузки ( или сопротивления нагрузки с дополнительно установленными на выходе инвертора резисторами и конденсаторами для резонансных инверторов ) ;

При классификации инверторов иногда различают инверторы с одноступенчатой и двухступенчатой коммутацией .

• при одноступенчатой коммутации включение основного ключа связано со включением другого основного ключа или же включение и выключение основного ключа связано общим процессом изменения токов ( напряжения ) в элементах схемы.

• двухступенчатая коммутация включения основного производится посредством включения вспомогательного ключа (коммутирующего) после чего может быть включен снова тот же или другой ключа .

Инверторы с конденсаторной коммутацией часто классифицируются по способу соединения конденсатора с нагрузкой:

• последовательной;

• параллельной;

• параллельно-последовательной;

По способу управления в схеме:

• инверторы с самовозбуждением. В инверторах с самовозбуждением управляющие импульсы, подаваемые на ключи, формируются из выходного напряжения инвертора. Частота выходного напряжения определяется параметрами нагрузки.

• инверторы с независимым возбуждением. В инверторах с независимым возбуждением управляющие импульсы подаваемые на ключи формируются внешним генератором, который и задает частоту выходного напряжения инвертора. Здесь частота выходного напряжения не зависит от параметров нагрузки.

Схемы могут быть выполнены без нулевого провода, с нулевым проводом в цепи нагрузки или цепи постоянного тока (схемы со средней точкой). Трехфазные, многофазные схемы без нулевого провода называются мостовыми.

По схеме преобразования различают:

• однофазные;

• трехфазные;

• многофазные.