Elektrische Energiewandler

Ein Konverter ist ein elektrisches Gerät, das Strom um einen Parameter oder umwandelt Qualitätsindikatoren in Elektrizität mit anderen Parameterwerten oder Qualitätsindikatoren. Parameter elektrische Energie Dies kann die Art des Stroms und der Spannung, ihre Frequenz, die Anzahl der Phasen und die Phase der Spannung sein.

Elektrische Energiewandler werden je nach Regelbarkeitsgrad in unkontrollierbare und kontrollierte Energiewandler unterteilt. Bei gesteuerten Wandlern können die Ausgangsgrößen Spannung, Strom, Frequenz geregelt werden.

Grundsätzlich werden Leistungswandler in elektrische Maschinen (rotierend) und Halbleiter (statisch) unterteilt. Elektrische Maschinenwandler basieren auf der Verwendung elektrischer Maschinen und finden derzeit relativ selten Anwendung in elektrischen Antrieben. Halbleiterwandler können Dioden, Thyristoren und Transistoren sein.

Aufgrund der Art der Stromumwandlung werden Leistungswandler in Gleichrichter, Wechselrichter, Frequenzumrichter, Wechsel- und Gleichspannungsregler sowie Wechselstrom-Phasenwandler unterteilt.

In modernen automatisierten Elektroantrieben werden hauptsächlich Halbleiter-Thyristor- und Transistorwandler für Gleich- und Wechselstrom eingesetzt.

Die Vorteile von Halbleiterwandlern sind eine breite Funktionalität zur Steuerung des Stromumwandlungsprozesses, hohe Geschwindigkeit und Effizienz, lange Lebensdauer, Komfort und Wartungsfreundlichkeit während des Betriebs sowie vielfältige Möglichkeiten zur Anwendung von Schutz, Signalisierung, Diagnose und Prüfung sowohl elektrischer Antriebe als auch technologischer Geräte .

Gleichzeitig weisen Halbleiterwandler einige Nachteile auf. Dazu gehören: hohe Empfindlichkeit von Halbleiterbauelementen gegenüber Stromüberlastung, Spannung und deren Änderungsgeschwindigkeit, geringe Störfestigkeit, Verzerrung von Sinusstrom und Netzspannung.

Ein Gleichrichter ist ein Wandler von Wechselspannung in Gleichstrom (Gleichstrom).

Ungesteuerte Gleichrichter sorgen nicht für eine Spannungsregelung an der Last und werden auf ungesteuerten Halbleitergeräten mit einseitiger Leitung ausgeführt – Dioden.

Gesteuerte Gleichrichter basieren auf gesteuerten Dioden – Thyristoren und ermöglichen die Einstellung ihrer Ausgangsspannung durch entsprechende Steuerung Thyristoren.

Gesteuerter Gleichrichter

Gleichrichter können irreversibel und reversibel sein.Mit Umkehrgleichrichtern können Sie die Polarität der gleichgerichteten Spannung an ihrer Last ändern, während dies bei nicht invertierenden Gleichrichtern nicht der Fall ist. Entsprechend der Phasenzahl der Wechselstrom-Eingangsspannung werden die Gleichrichter in einphasige und dreiphasige Gleichrichter und entsprechend dem Schema des Leistungsteils in Brücken- und Nullausgang unterteilt.

Ein Wechselrichter, der als DC-AC-Spannungswandler bezeichnet wird. Diese Wandler werden als Teil von Frequenzumrichtern verwendet, wenn der Antrieb von einem Wechselstromnetz gespeist wird, oder als unabhängiger Wandler, wenn der Antrieb von einer Gleichspannungsquelle gespeist wird.

Wandler

Die größte Anwendung findet sich in elektrischen Antriebsschaltungen autonome Spannungs- und Stromwechselrichterauf Thyristoren oder Transistoren implementiert.

Autonome Spannungswechselrichter (AVI) haben eine starre äußere Charakteristik, nämlich die Abhängigkeit der Ausgangsspannung vom Laststrom, wodurch sich ihre Ausgangsspannung bei einer Änderung des Laststroms praktisch nicht ändert. Somit verhält sich der Spannungswechselrichter gegenüber der Last wie folgt Quelle von EMF.

Autonome Stromwechselrichter (AIT) haben eine „weiche“ äußere Charakteristik und haben die Eigenschaften einer Stromquelle. Auf diese Weise verhält sich der Wechselrichter gegenüber der Last wie eine Stromquelle.

Ein Frequenzumrichter (FC) wird als Wechselspannungswandler mit Standardfrequenz und als Wechselspannungswandler mit variabler Frequenz bezeichnet. Halbleiter-Frequenzumrichter werden in zwei Gruppen eingeteilt: direkt gekoppelte Frequenzumrichter und gleichstromgekoppelte Frequenzumrichter.

Labor-Frequenzumrichter

Direkte Frequenzumrichter ermöglichen eine Änderung der Frequenz der Lastspannung nur in Richtung ihrer Abnahme gegenüber der Frequenz der Versorgungsspannung. Frequenzumrichter mit Gleichstromzwischenschaltung unterliegen dieser Einschränkung nicht und finden eine breitere Anwendung im Elektroantrieb.

Industrieller Frequenzumrichter zur elektrischen Antriebssteuerung

Ein Wechselspannungsregler ist ein Wandler von Wechselspannung mit Standardfrequenz und Spannung in geregelte Wechselspannung mit derselben Frequenz. Sie können einphasig und dreiphasig sein und verwenden in der Regel einstufige Thyristoren in ihrem Leistungsteil.

Als Gleichspannungsregler bezeichnet man einen Wandler einer ungeregelten Gleichspannungsquelle in eine geregelte Lastspannung. In solchen Wandlern werden im Pulsbetrieb steuerbare Leistungshalbleiterschalter eingesetzt, deren Spannungsregelung auf der Modulation der Versorgungsspannung beruht.

Es kam am häufigsten vor Pulsweitenmodulation, bei dem sich die Dauer der Spannungsimpulse mit konstanter Häufigkeit ihrer Wiederholung ändert.

Lesen Sie auch zu diesem Thema: Verbesserung von Halbleiterwandlern in automatisierten elektrischen Antriebssystemen