Силовая электроника
Силовая электроника получила свое развитие с 1902 года, с разработки конструкции ртутного вентиля. Далее, В 60-е годы появились импульсные стабилизаторы на основе биполярных транзисторов, работающие на частотах 10 кГц и более. 90е годы - появление силовых ПП, по своим характеристикам приближенным к идеальным (MOSFET, IGBT).
Уже к концу первой четверти 21 века более 90% всех затрат на разработку электронной схемы будет относиться к созданию элементов схем –силовых модулей, диодов, конденсаторов и пр.Тенденция к унификации силовой электроники особенно ярко проявляется для ИВЭП малой и средней мощности.
Основные силовые элементы – транзисторы с полевым управлением (MOSFET, IGBT), драйверы (устройства управления силовыми элементами).
Существенно уменьшились габариты электролитических конденсаторов, повысилась их надежность и устойчивость к климатическим факторам
Развитие элементной базы преобразовательной техники
Унификация элементной базы силовой электроники
Современное состояние элементной базы
Конструирование устройств силовой электроники
С повышением частоты переключения силовых элементов растет влияние паразитных параметров на процессы в схеме
Обоснованный выбор тепловых режимов работы ИВЭП. Выбор из десятков производителей комплектующих.
Типы преобразователей
AC-DC
Выпрямители
DC-DC
Импульсные преобразователи
DC-AC
Инверторы
AC-AC
Регуляторы переменного напряжения, матричные преобразователи
AC-DC-AC
Выпрямитель-инвертор
Проблемы и перспективные применения силовой электроники
Электропривод
Системы освещения
Сетевые решения (высоковольтные преобразователи для ЛЭП)
Возобновляемая энергетика / распределенное производство электроэнергии
Электромобили / гибридные автомобили
Силовые преобразователи для управления асинхронными двигателями
Современные двигатели в основном представлены асинхронными электрическими машинами с короткозамкнутым ротором, вращающимся с постоянной скоростью
Применение преобразователей частоты в системах электропривода обеспечивает экономию электроэнергии
Использование частотных регуляторов для управления перекачивающими насосами
Классический метод управления подачей насосных установок - дросселирование напорных линий и регулирование количества работающих агрегатов
Появление регулируемого электропривода позволяет поддерживать постоянное давление непосредственно у потребителя
Преобразователи частоты с непосредственной связью
Недостатки преобразователей со звеном постоянного тока
Низкий коэффициент мощности
Необходимость применения громоздких электролитических конденсаторов
Подача энергии однонаправлена
Матричный преобразователь
Возможность рекуперации энергии без помощи дополнительных устройств
МПЧ могут работать с большими напряжениями/токами
Более высокие динамические характеристики
Значительное снижение входных гармонических искажений.