Leistungselektronik-Konzept. Rozanov Yu.K. Grundlagen der Leistungselektronik Das Konzept der Leistungselektronik

In diesem Artikel werden wir über Leistungselektronik sprechen. Was ist Leistungselektronik, worauf basiert sie, was sind die Vorteile und welche Perspektiven hat sie? Lassen Sie uns auf die Komponenten der Leistungselektronik eingehen, kurz überlegen, was sie sind, wie sie sich voneinander unterscheiden und für welche Anwendungen diese oder jene Arten von Halbleiterschaltern geeignet sind. Hier finden Sie Beispiele für Leistungselektronikgeräte, die im Alltag, bei der Arbeit und zu Hause eingesetzt werden.

In den letzten Jahren haben Leistungselektronikgeräte einen großen technologischen Durchbruch bei der Energieeinsparung erzielt. Leistungshalbleiterbauelemente ermöglichen aufgrund ihrer flexiblen Steuerbarkeit eine effiziente Umwandlung von Elektrizität. Die heute erreichten Gewichts- und Größenindikatoren sowie die Effizienz haben die Verarbeitungsgeräte bereits auf ein qualitativ neues Niveau gebracht.

Viele Branchen verwenden Softstarter, Drehzahlregler, unterbrechungsfreie Stromversorgungen, die auf einer modernen Halbleiterbasis arbeiten und einen hohen Wirkungsgrad aufweisen. Dies sind alles Leistungselektronik.

Die Steuerung des elektrischen Energieflusses in der Leistungselektronik erfolgt mit Halbleiterschaltern, die mechanische Schalter ersetzen und die gemäß dem erforderlichen Algorithmus gesteuert werden können, um die erforderliche Durchschnittsleistung und präzise Wirkung des Arbeitskörpers der einen oder anderen Ausrüstung zu erhalten.

Leistungselektronik wird daher im Transportwesen, im Bergbau, im Kommunikationsbereich und in vielen Branchen eingesetzt, und kein einziges leistungsstarkes Haushaltsgerät kann heute auf leistungselektronische Geräte verzichten, die in seinem Design enthalten sind.

Die Hauptbausteine \u200b\u200bder Leistungselektronik sind genau die Halbleiter-Schlüsselkomponenten, die einen Stromkreis mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bis zu Megahertz öffnen und schließen können. Im eingeschalteten Zustand beträgt der Widerstand des Schlüssels Einheiten und Bruchteile eines Ohms und im ausgeschalteten Zustand Megaohm.

Die Schlüsselverwaltung erfordert nicht viel Strom, und die Verluste am Schlüssel, die während des Umschaltvorgangs mit einem gut konzipierten Treiber entstehen, überschreiten nicht ein Prozent. Aus diesem Grund ist der Wirkungsgrad der Leistungselektronik im Vergleich zum Verlust von Eisentransformatoren und mechanischen Schaltern wie herkömmlichen Relais hoch.

Leistungselektronische Geräte sind Geräte, bei denen der effektive Strom größer oder gleich 10 Ampere ist. In diesem Fall können die wichtigsten Halbleiterelemente sein: Bipolartransistoren, Feldeffekttransistoren, IGBT-Transistoren, Thyristoren, Triacs, abschließbare Thyristoren und abschließbare Thyristoren mit integrierter Steuerung.

Mit geringer Steuerleistung können Sie auch Leistungsmikroschaltungen erstellen, in denen mehrere Blöcke gleichzeitig kombiniert werden: Der Schlüssel selbst, die Steuerschaltung und die Steuerschaltung sind sogenannte intelligente Schaltungen.

Diese elektronischen Bausteine \u200b\u200bwerden sowohl in Hochleistungs-Industrieanlagen als auch in elektrische Haushaltsgeräte... Ein Induktionsofen für ein paar Megawatt oder ein Dampfgarer für ein paar Kilowatt - beide haben Halbleiter-Leistungsschalter, die einfach mit unterschiedlichen Leistungen arbeiten.

Leistungs-Thyristoren arbeiten daher in Wandlern mit einer Kapazität von mehr als 1 MVA in den Schaltkreisen von Gleichstromantrieben und Hochspannungs-Wechselstromantrieben und werden in Nachkompensationsanlagen verwendet. wirkleistungin Installationen des Induktionsschmelzens.

Die abschließbaren Thyristoren werden flexibler gesteuert, sie werden zur Steuerung von Kompressoren, Lüftern und Pumpen mit einer Leistung von Hunderten von kVA verwendet und die potenzielle Schaltleistung übersteigt 3 MVA. Ermöglichen die Implementierung von Wandlern mit einer Kapazität von bis zu MVA-Einheiten für verschiedene Zwecke, sowohl zur Steuerung von Motoren als auch zur Sicherstellung einer unterbrechungsfreien Stromversorgung und zum Schalten hoher Ströme in vielen statischen Installationen.

MOSFETs haben eine ausgezeichnete Steuerbarkeit bei Frequenzen von Hunderten von Kilohertz, was ihren Anwendungsbereich im Vergleich zu IGBTs erheblich erweitert.

Triacs eignen sich optimal zum Starten und Steuern von Wechselstrommotoren, können mit Frequenzen bis zu 50 kHz betrieben werden und benötigen zur Steuerung weniger Energie als IGBT-Transistoren.

Heute haben IGBT-Transistoren eine maximale Schaltspannung von 3500 Volt und möglicherweise 7000 Volt. Diese Komponenten können in den kommenden Jahren Bipolartransistoren ersetzen und werden für Geräte bis zu MVA-Einheiten verwendet. Bei Wandlern mit geringer Leistung bleiben MOSFET-Transistoren akzeptabler und bei Thyristoren mit mehr als 3 MVA abschließbar.

Laut Analysten werden die meisten Leistungshalbleiter in Zukunft modular aufgebaut sein, wobei sich zwei bis sechs Schlüsselelemente in einem Gehäuse befinden. Durch die Verwendung von Modulen können Sie das Gewicht reduzieren, die Größe und die Kosten der Geräte reduzieren, in denen sie verwendet werden.

Bei IGBT-Transistoren wird der Fortschritt eine Erhöhung der Ströme bis zu 2 kA bei Spannungen bis zu 3,5 kV und eine Erhöhung der Betriebsfrequenzen auf 70 kHz mit vereinfachten Steuerschaltungen sein. Ein Modul kann nicht nur Schlüssel und einen Gleichrichter enthalten, sondern auch einen Treiber und aktive Schutzschaltungen.

In den letzten Jahren hergestellte Transistoren, Dioden und Thyristoren haben ihre Parameter wie Strom, Spannung, Geschwindigkeit und Fortschritt bereits erheblich verbessert und stehen nicht still.

Zur besseren Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom werden geregelte Gleichrichter eingesetzt, die eine reibungslose Änderung der gleichgerichteten Spannung im Bereich von Null bis Nenn ermöglichen.

In Erregersystemen von Gleichstromantrieben werden Thyristoren heute hauptsächlich in Synchronmotoren eingesetzt. Dual-Thyristoren - Triacs - haben nur eine Gate-Elektrode für zwei angeschlossene antiparallele Thyristoren, was die Steuerung noch einfacher macht.

Um den umgekehrten Prozess durchzuführen, Transformation konstante Spannung auf die Variable anwenden. Unabhängige Wechselrichter an Halbleiterschaltern geben die Ausgangsfrequenz, Form und Amplitude an, die durch bestimmt werden elektronische Schaltungeher als ein Netzwerk. Wechselrichter werden auf der Basis verschiedener Arten von Schlüsselelementen hergestellt, aber bei hohen Leistungen von mehr als 1 MVA haben IGBT-basierte Wechselrichter die Nase vorn.

Im Gegensatz zu Thyristoren bieten IGBTs die Möglichkeit, den Strom und die Spannung am Ausgang breiter und genauer zu formen. Auto-Wechselrichter mit geringer Leistung verwenden bei ihrer Arbeit Feldeffekttransistoren, die bei einer Leistung von bis zu 3 kW den Gleichstrom einer Batterie mit einer Spannung von 12 Volt hervorragend in einen konstanten Strom umwandeln, und zwar über einen Hochfrequenz-Impulswandler, der mit einer Frequenz von 50 kHz bis Hunderten von Kilohertz arbeitet. abwechselnd 50 oder 60 Hz.

Um einen Strom einer Frequenz in einen Strom einer anderen Frequenz umzuwandeln, werden sie verwendet. Bisher wurde dies ausschließlich auf der Basis von Thyristoren durchgeführt, die nicht vollständig steuerbar waren, und es war notwendig, komplexe Zwangsverriegelungsschaltungen für Thyristoren zu entwerfen.

Die Verwendung von Schaltern wie Feld-MOSFETs und IGBT-Transistoren erleichtert den Entwurf und die Implementierung von Frequenzumrichtern, und es kann vorausgesagt werden, dass Thyristoren, insbesondere in Bauelementen mit geringer Leistung, in Zukunft zugunsten von Transistoren aufgegeben werden.

Zum Umkehren elektrischer Antriebe werden immer noch Thyristoren verwendet. Es reicht aus, zwei Sätze von Thyristorwandlern zu haben, um zwei verschiedene Stromrichtungen bereitzustellen, ohne dass eine Umschaltung erforderlich ist. So funktionieren moderne kontaktlose Umkehrstarter.

Wir hoffen, dass unser kurzer Artikel für Sie nützlich war, und jetzt wissen Sie, was Leistungselektronik ist, welche Elemente der Leistungselektronik in Leistungselektronikgeräten verwendet werden und wie groß das Potenzial der Leistungselektronik für unsere Zukunft ist.

Gutachter Doktor der Technischen Wissenschaften F.I.Kovalev

Die Prinzipien der elektrischen Energieumwandlung werden angegeben: Gleichrichtung, Inversion, Frequenzumwandlung usw. Die Grundschaltungen der Umwandlungsvorrichtungen, Methoden zu ihrer Steuerung und Regelung der Hauptparameter werden beschrieben, Bereiche der rationalen Verwendung verschiedener Arten von Umrichtern werden gezeigt. Die Merkmale von Design und Betrieb werden berücksichtigt.

Für Ingenieure und Techniker für die Konstruktion und den Betrieb von elektrischen Systemen, die Konvertergeräte enthalten, sowie für diejenigen, die an der Prüfung und Wartung der Konvertertechnologie beteiligt sind.

Yu.K. Rozanov Grundlagen der Leistungselektronik... - Moskau, Energoatomizdat Verlag, 1992. - 296 p.

Vorwort
Einführung

Kapitel eins. Die Hauptelemente der Leistungselektronik
1.1. Leistungshalbleiterbauelemente
1.1.1. Leistungsdioden
1.1.2. Leistungstransistoren
1.1.3. Thyristoren
1.1.4. Die Verwendung von Macht halbleiterbauelemente
1.2. Transformatoren und Reaktoren
1.3. Kondensatoren

Kapitel Zwei. Gleichrichter
2.1. Allgemeine Information
2.2. Grundlegende Gleichrichterkreise
2.2.1. Einphasige Vollwellen-Mittelpunktschaltung
2.2.2. Einphasige Brückenschaltung
2.2.3. Dreiphasen-Mittelpunktschaltung
2.2.4. Dreiphasen-Brückenschaltung
2.2.5. Mehrbrückenschaltungen
2.2.6. Harmonische Zusammensetzung von gleichgerichteter Spannung und Primärströmen in Gleichrichterkreisen
2.3. Betriebsarten Schalt und Gleichrichter
2.3.1. Schaltströme in Gleichrichterkreisen
2.3.2. Äußere Eigenschaften von Gleichrichtern
2.4. Energieeigenschaften von Gleichrichtern und Möglichkeiten zu deren Verbesserung
2.4.1. Leistungsfaktor und Wirkungsgrad von Gleichrichtern
2.4.2. Verbesserung des Leistungsfaktors geregelter Gleichrichter
2.5. Merkmale des Gleichrichterbetriebs für kapazitive Last und Gegen-EMK
2.6. Filter glätten
2.7. Gleichrichterbetrieb mit einer Quelle vergleichbarer Leistung

Kapitel drei. Wechselrichter und Frequenzumrichter
3.1. Netzbetriebene Wechselrichter
3.1.1. Einphasen-Mittelpunkt-Wechselrichter
3.1.2. Dreiphasen-Brückenwechselrichter
3.1.3. Leistungsbilanz im netzbetriebenen Wechselrichter
3.1.4. Hauptmerkmale und Betriebsarten von netzbetriebenen Wechselrichtern
3.2. Standalone-Wechselrichter
3.2.1. Wechselrichter
3.2.2. Spannungswechselrichter
3.2.3. Thyristor-Spannungswechselrichter
3.2.4. Resonanzwechselrichter
3.3. Frequenzumrichter
3.3.1. Frequenzumrichter mit Zwischenkreis
3.3.2. Direkt gekoppelte Frequenzumrichter
3.4. Regelung der Ausgangsspannung autonomer Wechselrichter
3.4.1. Allgemeine Grundsätze Verordnung
3.4.2. Steuergeräte für Wechselrichter
3.4.3. Regelung der Ausgangsspannung mittels Pulsweitenmodulation (PWM)
3.4.4. Geometrische Spannungsaddition
3.5. Möglichkeiten zur Verbesserung der Form der Ausgangsspannung von Wechselrichtern und Frequenzumrichtern
3.5.1. Einfluss der nicht sinusförmigen Spannung auf die Stromverbraucher
3.5.2. Wechselrichter-Ausgangsfilter
3.5.3. Reduzierung höherer Oberwellen in der Ausgangsspannung ohne Verwendung von Filtern

Kapitel Vier. Regler-Stabilisatoren und statische Schütze
4.1. Wechselspannungsregler
4.2. DC-Regler
4.2.1. Parametrische Stabilisatoren
4.2.2. Kontinuierliche Stabilisatoren
4.2.3. Regler schalten
4.2.4. Entwicklung von Pulsreglerstrukturen
4.2.5. Thyristor-Kondensator-Gleichstromregler mit gemessener Energieübertragung auf die Last
4.2.6. Kombinierte Wandler-Regler
4.3. Statische Schütze
4.3.1. Thyristorische Wechselstromschütze
4.3.2. DC-Thyristorschütze

Kapitel fünf. Konvertersteuerungssysteme
5.1. Allgemeine Information
5.2. Blockdiagramme von Steuerungssystemen von Umwandlungsgeräten
5.2.1. Steuerungssysteme für Gleichrichter und abhängige Wechselrichter
5.2.2. Direkt gekoppelte Steuerungssysteme für Frequenzumrichter
5.2.3. Eigenständige Wechselrichter-Steuerungssysteme
5.2.4. Steuerungssysteme für Regler-Stabilisatoren
5.3. Mikroprozessorsysteme in der Konvertierungstechnik
5.3.1. Typische verallgemeinerte Mikroprozessorstrukturen
5.3.2. Beispiele für die Verwendung von Mikroprozessor-Steuerungssystemen

Kapitel sechs. Anwendung leistungselektronischer Geräte
6.1. Bereiche rationaler Nutzung
6.2. Allgemeine technische Anforderungen
6.3. Notfallschutz
6.4. Betriebskontrolle und Diagnose des technischen Zustands
6.5. Parallelbetrieb von Wandlern
6.6. Elektromagnetische Interferenz
Referenzliste

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VORWORT

Die Leistungselektronik ist ein sich ständig weiterentwickelndes und vielversprechendes Gebiet der Elektrotechnik. Die Fortschritte in der modernen Leistungselektronik haben einen großen Einfluss auf die Geschwindigkeit des technologischen Fortschritts in allen fortgeschrittenen Industriegesellschaften. In dieser Hinsicht besteht ein Bedarf an einer Vielzahl von wissenschaftlichen und technischen Mitarbeitern, um die Grundlagen der modernen Leistungselektronik besser verstehen zu können.

Die Leistungselektronik verfügt derzeit über ziemlich tief entwickelte theoretische Grundlagen, der Autor hat sich jedoch nicht die Aufgabe gestellt, auch nur teilweise zu präsentieren, da sich zahlreiche Monographien und Lehrbücher diesen Themen widmen. Der Inhalt dieses Buches und die Methodik für seine Präsentation richten sich in erster Linie an Ingenieure und Techniker, die keine Spezialisten auf dem Gebiet der Leistungselektronik sind, aber mit der Verwendung und dem Betrieb elektronischer Geräte und Vorrichtungen verbunden sind und sich ein Bild von den Grundprinzipien der Funktionsweise elektronischer Geräte, ihrer Schaltkreise und machen möchten allgemeine Bestimmungen für Entwicklung und Betrieb. Darüber hinaus können die meisten Abschnitte des Buches auch von Studenten verschiedener technischer Bildungseinrichtungen für das Studium von Disziplinen verwendet werden, deren Programm Fragen der Leistungselektronik umfasst.

Leistungselektronik wird das Gebiet der Wissenschaft und Technologie genannt, das das Problem der Erzeugung leistungselektronischer Geräte sowie das Problem der Gewinnung erheblicher elektrischer Energie, der Steuerung leistungsfähiger elektrischer Prozesse und der Umwandlung elektrischer Energie in ausreichend große Energie eines anderen Typs löst, wenn diese Geräte als Hauptwerkzeug verwendet werden.

Im Folgenden werden Leistungselektronikgeräte betrachtet, die auf Halbleiterbauelementen basieren. Es sind diese Geräte, die am weitesten verbreitet sind.

Die oben diskutierten Solarzellen werden seit langem zur Erzeugung elektrischer Energie verwendet. Derzeit ist der Anteil dieser Energie am gesamten Stromvolumen gering. Viele Wissenschaftler, darunter der Nobelpreisträger Zh.I. Betrachten Sie Solarzellen als vielversprechende elektrische Energiequellen, die die Energiebilanz auf der Erde nicht stören.

Die Steuerung leistungsfähiger elektrischer Prozesse ist genau das Problem bei der Lösung, welche Leistungshalbleiterbauelemente bereits sehr weit verbreitet sind, und die Intensität ihrer Verwendung nimmt rasch zu. Dies ist auf die Vorteile von Leistungshalbleiterbauelementen zurückzuführen, von denen die Hauptgeschwindigkeit eine hohe Geschwindigkeit, ein geringer Abfall im offenen Zustand und ein geringer Abfall im geschlossenen Zustand (was geringe Leistungsverluste bietet), eine hohe Zuverlässigkeit, eine signifikante Strom- und Spannungslastkapazität, eine geringe Größe und ein geringes Gewicht sowie eine einfache Verwendung sind. Steuerung, organische Einheit mit Halbleiterbauelementen informativer Elektronik, die die Integration von Hochstrom- und Niedrigstromelementen erleichtert.

In vielen Ländern wurden intensive Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zur Leistungselektronik eingeleitet, weshalb Leistungshalbleiterbauelemente sowie darauf basierende elektronische Bauelemente ständig verbessert werden. Dies ermöglicht eine rasche Erweiterung des Anwendungsbereichs der Leistungselektronik, was wiederum Forschung und Entwicklung anregt. Hier können wir über Positives sprechen feedback auf der Skala eines ganzen Feldes menschlicher Aktivitäten. Das Ergebnis ist das schnelle Eindringen der Leistungselektronik in eine Vielzahl von technischen Bereichen.

Die Verbreitung von Leistungselektronikgeräten begann besonders schnell nach der Entwicklung von Leistungsfeldeffekttransistoren und IGBTs.

Dem ging eine ziemlich lange Zeit voraus, als das Haein unverschlossener Thyristor war, der in den 50er Jahren des letzten Jahrhunderts hergestellt wurde. Nicht verriegelnde Thyristoren haben eine herausragende Rolle bei der Entwicklung der Leistungselektronik gespielt und sind heute weit verbreitet. Die Unmöglichkeit des Abschaltens mittels Steuerimpulsen erschwert jedoch häufig deren Anwendung. Entwickler von Leistungsgeräten mussten sich jahrzehntelang mit diesem Nachteil auseinandersetzen und in einigen Fällen recht komplexe Knoten von Stromkreisen verwenden, um Thyristoren auszuschalten.

Die weit verbreitete Verwendung von Thyristoren führte zur Popularität des damals aufkommenden Begriffs "Thyristortechnologie", der im gleichen Sinne wie der Begriff "Leistungselektronik" verwendet wurde.

In dieser Zeit entwickelte Leistungsbipolartransistoren fanden ihren Anwendungsbereich, veränderten jedoch die Situation in der Leistungselektronik nicht radikal.

Erst mit dem Aufkommen von Leistungsfeldeffekttransistoren und 10 W in den Händen von Ingenieuren waren voll steuerbare elektronische Schalter, die sich in ihren Eigenschaften dem Ideal näherten. Dies erleichterte die Lösung einer Vielzahl von Aufgaben zur Steuerung leistungsfähiger elektrischer Prozesse erheblich. Genug perfekt haben elektronische Schlüssel ermöglicht es nicht nur, die Last sofort an eine Gleichstrom- oder Wechselstromquelle anzuschließen und zu trennen, sondern auch sehr große Stromsignale oder praktisch jede dafür erforderliche Form zu erzeugen.

Die gebräuchlichsten typischen Leistungselektronikgeräte sind:

kontaktlose Schaltgeräte Wechsel- und Gleichstrom (Leistungsschalter) zum Ein- und Ausschalten der Last im Wechsel- oder Gleichstromkreis und manchmal zur Regelung der Lastleistung;

gleichrichterKonvertieren der Variablen in eine Polarität (unidirektional);

wechselrichterKonstante in Variable umwandeln;

frequenzumrichterUmwandeln einer Variablen einer Frequenz in eine Variable einer anderen Frequenz;

dC-Wandler (Konverter), Konvertieren einer Konstante einer Größe in eine Konstante einer anderen Größe;

phasenwandlerUmwandlung einer alternierenden mit einer Anzahl von Phasen in eine alternierende mit einer anderen Anzahl von Phasen (normalerweise wird einphasig in dreiphasig oder dreiphasig - in einphasig umgewandelt);

kompensatoren (Leistungsfaktorkorrekturen) zur Kompensation von Blindleistung im Wechselstromversorgungsnetz und zur Kompensation von Verzerrungen der Strom- und Spannungswellenform.

Leistungselektronische Geräte wandeln im Wesentlichen leistungsstarke elektrische Signale um. Aus diesem Grund wird Leistungselektronik auch als Wandlertechnologie bezeichnet.

Leistungselektronische Geräte, sowohl Standard- als auch Spezialgeräte, werden in allen Bereichen der Technologie und in nahezu allen recht komplexen wissenschaftlichen Geräten eingesetzt.

Zur Veranschaulichung geben wir einige Objekte an, in denen leistungselektronikgeräte ausführen wichtige Funktionen:

Elektrischer Antrieb (Regelung von Drehzahl und Drehmoment usw.);

Anlagen zur Elektrolyse (Nichteisenmetallurgie, chemische Industrie);

Elektrische Ausrüstung zur Übertragung von Elektrizität über große Entfernungen mit Gleichstrom;

Elektrometallurgische Ausrüstung (elektromagnetisches Rühren von Metall usw.);

Elektrothermische Anlagen (Induktionsheizung usw.);

Elektrische Ausrüstung zum Laden der Batterie;

Computers;

Elektrische Ausrüstung von Autos und Traktoren;

Elektrische Ausrüstung von Flugzeugen und Raumfahrzeugen;

Funkkommunikationsgeräte;

Ausrüstung für Fernsehsendungen;

Geräte für die elektrische Beleuchtung (Stromversorgung von Leuchtstofflampen usw.);

Medizinische elektrische Geräte (Ultraschalltherapie und Chirurgie usw.);

Elektrowerkzeug;

Geräte der Unterhaltungselektronik.

Die Entwicklung der Leistungselektronik verändert auch die Ansätze zur Lösung technischer Probleme. Beispielsweise trägt die Schaffung von Leistungsfeldeffekttransistoren und IGBTs erheblich zur Erweiterung des Anwendungsbereichs von Induktormotoren bei, die in einer Reihe von Bereichen Kollektormotoren ersetzen.

Ein wesentlicher Faktor, der sich positiv auf die Verteilung von Leistungselektronikgeräten auswirkt, ist der Erfolg der informativen Elektronik und insbesondere der Mikroprozessortechnologie. Zur Steuerung leistungsfähiger elektrischer Prozesse werden immer komplexere Algorithmen verwendet, die nur mit ausreichend fortschrittlichen informativen Elektronikgeräten rational implementiert werden können.

Die effektive Kombination von Fortschritten in der Leistungs- und Leistungselektronik führt zu wirklich herausragenden Ergebnissen.

Bestehende Bauelemente zur Umwandlung elektrischer Energie in andere Energiearten unter direkter Verwendung von Halbleiterbauelementen haben noch keine hohe Ausgangsleistung. Hier wurden jedoch ermutigende Ergebnisse erzielt.

Halbleiterlaser wandeln elektrische Energie im ultravioletten, sichtbaren und infraroten Bereich in kohärente Energie um. Diese Laser wurden 1959 vorgeschlagen und erstmals 1962 auf der Basis von Galliumarsenid (GaAs) realisiert. Laser auf Halbleiterbasis zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad (über 10%) und eine lange Lebensdauer aus. Sie werden beispielsweise in Infrarotscheinwerfern eingesetzt.

Superhelle weiße LEDs, die in den 90er Jahren des letzten Jahrhunderts auftauchten, werden bereits in einigen Fällen für die Beleuchtung anstelle von Glühlampen verwendet. LEDs sind deutlich wirtschaftlicher und haben eine deutlich längere Lebensdauer. Es wird davon ausgegangen, dass der Umfang lED Lampen wird schnell expandieren.

• pDF-Format
• größe 4,64 MB
• hinzugefügt am 24. Oktober 2008

Lehrbuch. - Nowosibirsk: Verlag der NSTU, 1999.

Teile: 1.1, 1.2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4

Dieses Lehrbuch richtet sich (auf zwei Ebenen der Präsentationstiefe des Materials) an Studierende der Fakultäten der FES, EMF, die keine "Spezialisten" für Leistungselektronik sind, sondern Kurse mit verschiedenen Namen zum Einsatz von Leistungselektronikgeräten in elektrischen, elektromechanischen und elektrischen Systemen studieren. Abschnitte des Lehrbuchs, die in gehackter Schrift hervorgehoben sind, sind (ebenfalls auf zwei Tiefenebenen) für ein zusätzliches, tieferes Studium des Kurses vorgesehen, wodurch es als Lehrbuch für Studenten der Fachrichtung "Promelectronics" der Russischen Wirtschaftsakademie verwendet werden kann, die "als Spezialisten" für Leistungselektronik ausgebildet sind. In der vorgeschlagenen Ausgabe wird daher das Prinzip „Vier in Eins“ umgesetzt. Die Überprüfung der wissenschaftlichen und technischen Literatur zu den relevanten Abschnitten des Kurses, die zu separaten Abschnitten hinzugefügt wurden, ermöglicht es, das Handbuch als Informationspublikation für Studenten und Doktoranden zu empfehlen.

Vorwort.
Wissenschaftliche, technische und methodische Grundlagen für die Untersuchung von Leistungselektronikgeräten.
Methodik eines Systemansatzes zur Analyse von Leistungselektronikgeräten.
Energieindikatoren für die Qualität der Energieumwandlung in Ventilwandlern.
Energieindikatoren für die Qualität elektromagnetischer Prozesse.
Energieindikatoren für die Qualität der Verwendung von Elementen des Geräts und des gesamten Geräts.
Elementbasis von Ventilwandlern.
Leistungshalbleiterbauelemente.
Unvollständig gesteuerte Ventile.
Voll gesteuerte Ventile.
Abschließbare Thyristoren, Transistoren.
Transformatoren und Reaktoren.
Kondensatoren.
Arten von Wandlern elektrischer Energie.
Methoden zur Berechnung von Energieindikatoren.
Mathematische Modelle von Ventilwandlern.
Methoden zur Berechnung der Energieeffizienz von Wandlern.
Integrale Methode.
Spektralmethode.
Direkte Methode.
Adu-Methode.
Adu-Methode.
Adus Methode (1).
Methoden Adum1, Adum2, Adum (1).
Theorie der AC / DC-Projektion mit idealen Wandlerparametern.
Gleichrichter als System. Grundlegende Definitionen und Notation.
Mechanismus zur Umwandlung von Wechselstrom in gleichgerichteten Strom in der Basiszelle Dt / Ot.
Zweiphasiger einphasiger Stromgleichrichter (m1 \u003d 1, m2 \u003d 2, q \u003d 1).
Einphasen-Brückengleichrichter (m1 \u003d m2 \u003d 1, q \u003d 2).
Dreiphasen-Gleichrichter mit Anschlussplan für die Transwicklung.
Der Dreiecksbildner ist ein Stern mit Nullausgang (m1 \u003d m2 \u003d 3, q \u200b\u200b\u003d 1).
Ein dreiphasiger Stromgleichrichter mit einem Stern-Zick-Zack-Null-Transformator-Wicklungsanschlussdiagramm (m1 \u003d m2 \u003d 3, q \u200b\u200b\u003d 1).
Ein sechsphasiger dreiphasiger Stromgleichrichter mit Anschluss der Sekundärwicklungen eines Stern-Rückwärts-Sterntransformators an eine Überspannungsdrossel (m1 \u003d 3, m2 \u003d 2 x 3, q \u200b\u200b\u003d 1).
Dreiphasen-Gleichrichter im Brückenkreis (m1 \u003d m2 \u003d 3, q \u200b\u200b\u003d 2).
Kontrollierte Gleichrichter. Regelcharakteristik ist die Theorie der Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom (mit Rekuperation) unter Berücksichtigung der realen Parameter der Wandlerelemente.
Der Schaltvorgang in einem geregelten Gleichrichter mit einem echten Transformator. Externe Eigenschaft.
Theorie des Gleichrichterbetriebs auf der Gegen-EMK bei einem endlichen Wert der Induktivität Ld.
Intermittierender Strommodus (? 2? / Qm2).
Maximaler Dauerstrommodus (? \u003d 2? / Qm2).
Dauerstrommodus (? 2? / Qm2).
Gleichrichterbetrieb mit einem Kondensatorglättungsfilter.
Umkehrung der Richtung des Wirkleistungsflusses in einem Ventilwandler mit Gegen-EMK im Zwischenkreis-abhängigen Inversionsmodus.
Abhängiger einphasiger Stromrichter (m1 \u003d 1, m2 \u003d 2, q \u003d 1).
Abhängiger dreiphasiger Stromrichter (m1 \u003d 3, m2 \u003d 3, q \u200b\u200b\u003d 1).
Allgemeine Abhängigkeit des Primärstroms des Gleichrichters von der Anode und den gleichgerichteten Strömen (Tschernyschewsches Gesetz).
Spektren der Primärströme von Gleichrichtertransformatoren und abhängigen Wechselrichtern.
Spektren von gleichgerichteten und invertierten Spannungen des Ventilwandlers.
Optimierung der Anzahl der Sekundärphasen des Gleichrichtertransformators. Äquivalente Mehrphasen-Gleichrichtungsschaltungen.
Der Einfluss des Einschaltens auf die Effektivwerte der Transformatorströme und deren typische Leistung.
Wirkungsgrad und Leistungsfaktor eines Ventilwandlers im Gleichrichtungs- und abhängigen Inversionsmodus.
Effizienz.
Leistungsfaktor.
Gleichrichter an voll geregelten Ventilen.
Gleichrichter mit erweiterter Phasensteuerung.
Gleichrichter mit Impulsbreitenregelung der gleichgerichteten Spannung.
Gleichrichter mit erzwungener Formung des aus dem Netz entnommenen Stroms.
Umschaltventilwandler (umkehrbarer Gleichrichter).
Elektromagnetische Verträglichkeit des Ventilwandlers mit der Netzversorgung.
Ein Modellbeispiel für die elektrische Auslegung eines Gleichrichters.
Auswahl der Gleichrichterschaltung (Struktursynthesestufe).
Berechnung der Parameter der Schaltungselemente eines geregelten Gleichrichters (Stufe der parametrischen Synthese).
Fazit.
Literatur.
Subject Index.

siehe auch

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• hinzugefügt am 20. April 2011

Nowosibirsk: NSTU, 1999 - 204 p. Dieses Lehrbuch richtet sich (auf zwei Ebenen der Präsentationstiefe des Materials) an Studierende der Fakultäten der FES, EMF, die keine "Spezialisten" für Leistungselektronik sind, sondern Kurse mit verschiedenen Namen zum Einsatz von Leistungselektronikgeräten in elektrischen, elektromechanischen und elektrischen Systemen studieren. Die fett gedruckten Abschnitte des Lehrbuchs sind vorgesehen (auch in zwei Tiefenstufen ...

Zinovev G.S. Grundlagen der Leistungselektronik. Teil 1

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• hinzugefügt am 11. Oktober 2010

Nowosibirsk: NSTU, 1999. Dieses Lehrbuch richtet sich (auf zwei Ebenen der Präsentationstiefe des Materials) an Studierende der Fakultäten der FES, EMF, die keine "Spezialisten" für Leistungselektronik sind, sondern Kurse verschiedener Namen zum Einsatz von Leistungselektronikgeräten in elektrischen, elektromechanischen und elektrischen Systemen studieren ... Die Kapitel des Lehrbuchs sind vorgesehen (auch auf zwei Tiefenebenen ...

Sinowjew G.S. Grundlagen der Leistungselektronik (1/2)

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Lehrbuch. - Nowosibirsk: Verlag der NSTU, Teil eins. 1999 .-- 199 p. Dieses Lehrbuch richtet sich (auf zwei Ebenen der Präsentationstiefe des Materials) an Studierende der Fakultäten der FES, EMF, die keine "Spezialisten" für Leistungselektronik sind, sondern Kurse mit verschiedenen Namen zum Einsatz von Leistungselektronikgeräten in elektrischen, elektromechanischen und elektrischen Systemen studieren. Die Kapitel des Lehrbuchs sind in gehackter Schrift hervorgehoben ...

Sinowjew G.S. Grundlagen der Leistungselektronik. Band 2,3,4

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• hinzugefügt am 18. November 2009

Lehrbuch. - Nowosibirsk: Verlag der NSTU, Teile zwei, drei und vier. 2000 .-- 197 p. Der zweite Teil des Lehrbuchs, der eine Fortsetzung des 1999 veröffentlichten ersten Teils darstellt, befasst sich mit der Darstellung der Grundschaltungen von Wandlern von Gleichspannung zu Gleichspannung, Gleichstrom zu Wechselstrom (autonome Wechselrichter), Wechselspannung zu wechselstrom Spannung konstante oder einstellbare Frequenz. Das Material ist auch nach dem Prinzip „...

Sinowjew G.S. Grundlagen der Leistungselektronik. Band 5

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Lehrbuch. - Nowosibirsk: Verlag der NSTU, Teil fünf. 2000 .-- 197 p. Der zweite Teil des Lehrbuchs, der eine Fortsetzung des 1999 veröffentlichten ersten Teils darstellt, befasst sich mit der Darstellung der Grundschaltungen von Wandlern von Gleichstrom zu Gleichstrom, Gleichstrom zu Wechselstrom (autonome Wechselrichter), Wechselspannung zu Wechselspannung mit konstanter oder einstellbarer Frequenz. Das Material ist auch nach dem Vier-in-Eins-Prinzip strukturiert durch ...

Sinowjew G.S. Grundlagen der Leistungselektronik. Teil 2

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• hinzugefügt am 20. April 2011

Nowosibirsk: NSTU, 2000. Dieses Lehrbuch ist der zweite Teil der drei für den Kurs "Grundlagen der Leistungselektronik" geplanten. Der erste Teil des Lehrbuchs schließt sich einem methodischen Leitfaden an labor arbeitimplementiert mit Hilfe des Softwarepakets der Abteilung PARUS-PARAGRAPH zur Modellierung von Leistungselektronikgeräten. Das Material im zweiten Teil des Lehrbuchs wird durch computergestützte Laborkurse unterstützt.

• Vorwort
• Einführung
• Kapitel eins. Die Hauptelemente der Leistungselektronik
  • 1.1. Leistungshalbleiterbauelemente
    • 1.1.1. Leistungsdioden
    • 1.1.2. Leistungstransistoren
    • 1.1.3. Thyristoren
    • 1.1.4. Leistungshalbleiteranwendungen
  • 1.2. Transformatoren und Reaktoren
  • 1.3. Kondensatoren
• Kapitel Zwei. Gleichrichter
  • 2.1. Allgemeine Information
  • 2.2. Grundlegende Gleichrichterkreise
    • 2.2.1. Einphasige Vollwellen-Mittelpunktschaltung
    • 2.2.2. Einphasige Brückenschaltung
    • 2.2.3. Dreiphasen-Mittelpunktschaltung
    • 2.2.4. Dreiphasen-Brückenschaltung
    • 2.2.5. Mehrbrückenschaltungen
    • 2.2.6. Harmonische Zusammensetzung von gleichgerichteter Spannung und Primärströmen in Gleichrichterkreisen
  • 2.3. Betriebsarten Schalt und Gleichrichter
    • 2.3.1. Schaltströme in Gleichrichterkreisen
    • 2.3.2. Äußere Eigenschaften von Gleichrichtern
  • 2.4. Energieeigenschaften von Gleichrichtern und Möglichkeiten zu deren Verbesserung
    • 2.4.1. Leistungsfaktor und Wirkungsgrad von Gleichrichtern
    • 2.4.2. Verbesserung des Leistungsfaktors geregelter Gleichrichter
  • 2.5. Merkmale des Gleichrichterbetriebs für kapazitive Last und Gegen-EMK
  • 2.6. Filter glätten
  • 2.7. Gleichrichterbetrieb mit einer Quelle vergleichbarer Leistung
• Kapitel drei. Wechselrichter und Frequenzumrichter
  • 3.1. Netzbetriebene Wechselrichter
    • 3.1.1. Einphasiger Mittelpunkt-Wechselrichter
    • 3.1.2. Dreiphasen-Brückenwechselrichter
    • 3.1.3. Leistungsbilanz im netzbetriebenen Wechselrichter
    • 3.1.4. Hauptmerkmale und Betriebsarten von netzbetriebenen Wechselrichtern
  • 3.2. Standalone-Wechselrichter
    • 3.2.1. Wechselrichter
    • 3.2.2. Spannungswechselrichter
    • 3.2.3. Thyristor-Spannungswechselrichter
    • 3.2.4. Resonanzwechselrichter
  • 3.3. Frequenzumrichter
    • 3.3.1. Frequenzumrichter mit Zwischenkreis
    • 3.3.2. Direkt gekoppelte Frequenzumrichter
  • 3.4. Regelung der Ausgangsspannung autonomer Wechselrichter
    • 3.4.1. Allgemeine Grundsätze der Regulierung
    • 3.4.2. Steuergeräte für Wechselrichter
    • 3.4.3. Regelung der Ausgangsspannung mittels Shi-i-Rbt-Puls-Modulation (PWM)
    • 3.4.4. Geometrische Spannungsaddition
  • 3.5. Möglichkeiten zur Verbesserung der Form der Ausgangsspannung von Wechselrichtern und Frequenzumrichtern
    • 3.5.1. Einfluss der nicht sinusförmigen Spannung auf die Stromverbraucher
    • 3.5.2. Wechselrichter-Ausgangsfilter
    • 3.5.3. Reduzierung höherer Oberwellen in der Ausgangsspannung ohne Verwendung von Filtern
• Kapitel Vier. Regler-Stabilisatoren und statische Schütze
  • 4.1. Wechselspannungsregler
  • 4.2. DC-Regler
    • 4.2.1. Parametrische Stabilisatoren
    • 4.2.2. Kontinuierliche Stabilisatoren
    • 4.2.3. Regler schalten
    • 4.2.4. Entwicklung von Pulsreglerstrukturen
    • 4.2.5. Thyristor-Kondensator-Gleichstromregler mit gemessener Energieübertragung auf die Last
    • 4.2.6. Kombinierte Wandler-Regler
  • 4.3. Statische Schütze
    • 4.3.1. Thyristorische Wechselstromschütze
    • 4.3.2. DC-Thyristorschütze
• Kapitel fünf. Konvertersteuerungssysteme
  • 5.1. Allgemeine Information
  • 5.2. Blockdiagramme von Steuerungssystemen von Umwandlungsgeräten
    • 5.2.1. Steuerungssysteme für Gleichrichter und abhängige Wechselrichter
    • 5.2.2. Direkt gekoppelte Steuerungssysteme für Frequenzumrichter
    • 5.2.3. Eigenständige Wechselrichter-Steuerungssysteme
    • 5.2.4. Steuerungssysteme für Regler-Stabilisatoren
  • 5.3. Mikroprozessorsysteme in Konvertertechnik
    • 5.3.1. Typische verallgemeinerte Mikroprozessorstrukturen
    • 5.3.2. Beispiele für die Verwendung von Mikroprozessor-Steuerungssystemen
• Kapitel sechs. Anwendung leistungselektronischer Geräte
  • 6.1. Bereiche rationaler Nutzung
  • 6.2. Allgemeine technische Anforderungen
  • 6.3. Notfallschutz
  • 6.4. Betriebskontrolle und Diagnose des technischen Zustands
  • 6.5. Parallelbetrieb von Wandlern
  • 6.6. Elektromagnetische Interferenz
• Referenzliste

EINFÜHRUNG

In der Elektrotechnik wird zwischen Leistungs- und Informationselektronik unterschieden. Die Leistungselektronik entwickelte sich ursprünglich zu einem Technologiefeld, das hauptsächlich mit der Umwandlung verschiedener Arten elektrischer Energie durch den Einsatz elektronischer Geräte verbunden war. Weitere Erfolge auf dem Gebiet halbleitertechnologie erlaubt, die Funktionalität von leistungselektronischen Geräten und dementsprechend deren Umfang erheblich zu erweitern.

Geräte der modernen Leistungselektronik ermöglichen es, den Stromfluss nicht nur zu steuern, um ihn von einem Typ in einen anderen umzuwandeln, sondern auch um ihn zu verteilen, den Hochgeschwindigkeitsschutz von Stromkreisen zu organisieren, Blindleistung zu kompensieren usw. Diese Funktionen, die eng mit den traditionellen Aufgaben der Elektrizitätsindustrie verbunden sind, haben auch mehr bestimmt Der Name der Leistungselektronik ist Leistungselektronik. Informationselektronik wird hauptsächlich zur Steuerung von Informationsprozessen eingesetzt. Insbesondere Informationselektronikgeräte sind die Grundlage für Steuerungs- und Regelsysteme für verschiedene Objekte, einschließlich Leistungselektronikgeräte.

Trotz der intensiven Erweiterung der Funktionen von Leistungselektronikgeräten und ihrer Anwendungsbereiche sind die wichtigsten wissenschaftlichen und technischen Probleme und Aufgaben im Bereich der Leistungselektronik damit verbunden. Umwandlung elektrischer Energie.

Strom wird in verschiedenen Formen verwendet: in Form von Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz, in Form von Gleichstrom (über 20% des gesamten erzeugten Stroms) sowie in Form von Wechselstrom mit erhöhter Frequenz oder Strömen einer speziellen Form (z. B. Impuls usw.). Dieser Unterschied ist hauptsächlich auf die Vielfalt und Spezifität der Verbraucher und in einigen Fällen (z. B. in autonomen Stromversorgungssystemen) und der primären Stromquellen zurückzuführen.

Die Vielfalt der Arten von verbrauchtem und erzeugtem Strom erfordert dessen Umwandlung. Die Hauptarten der Stromumwandlung sind:

• 1) Gleichrichtung (Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom);
• 2) Inversion (Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom);
• 3) Frequenzumwandlung (Umwandlung des Wechselstroms einer Frequenz in Wechselstrom einer anderen Frequenz).

Es gibt auch eine Reihe anderer, weniger gebräuchlicher Konvertierungsarten: aktuelle Wellenformen, Anzahl der Phasen usw. In einigen Fällen wird eine Kombination mehrerer Konvertierungsarten verwendet. Zusätzlich kann Elektrizität umgewandelt werden, um die Qualität ihrer Parameter zu verbessern, beispielsweise um die Spannung oder Frequenz des Wechselstroms zu stabilisieren.

Die Umwandlung von Elektrizität kann erfolgen verschiedene Wege... Traditionell für die Elektrotechnik ist insbesondere die Umwandlung mittels elektrischer Maschineneinheiten, bestehend aus einem Motor und einem Generator, die durch eine gemeinsame Welle verbunden sind. Diese Umwandlungsmethode weist jedoch eine Reihe von Nachteilen auf: Vorhandensein beweglicher Teile, Trägheit usw. Parallel zur Entwicklung der Umwandlung elektrischer Maschinen in der Elektrotechnik wurde daher der Entwicklung von Methoden zur statischen Umwandlung von Elektrizität große Aufmerksamkeit gewidmet. Die meisten dieser Entwicklungen beruhten auf der Verwendung nichtlinearer Elemente der elektronischen Technologie. Die Hauptelemente der Leistungselektronik, die die Grundlage für die Herstellung statischer Wandler bildeten, waren Halbleiterbauelemente. Die Leitfähigkeit der meisten Halbleiterbauelemente hängt weitgehend von der Richtung des elektrischen Stroms ab: In Vorwärtsrichtung ist ihre Leitfähigkeit groß, in der entgegengesetzten Richtung ist sie klein (dh ein Halbleiterbauelement hat zwei unterschiedliche Zustände: offen und geschlossen). Halbleiterbauelemente können unkontrolliert und gesteuert werden. In letzterem ist es möglich, den Zeitpunkt des Einsetzens ihrer hohen Leitfähigkeit (Einschalten) mittels Steuerimpulsen mit geringer Leistung zu steuern. Die ersten inländischen Arbeiten, die sich mit der Untersuchung von Halbleiterbauelementen und ihrer Verwendung zur Umwandlung von Elektrizität befassten, waren die Arbeiten der Akademiker V.F.Mitkevich, N.D. Papeleksi und anderer.

In den 1930er Jahren waren Gasentladungsvorrichtungen (Quecksilberventile, Thyratrons, Gasotrons usw.) in der UdSSR und im Ausland weit verbreitet. Gleichzeitig mit der Entwicklung von Gasentladungsvorrichtungen wurde die Theorie der Stromumwandlung entwickelt. Die Hauptschaltkreistypen wurden entwickelt und umfangreiche Untersuchungen zu elektromagnetischen Prozessen durchgeführt, die während der Gleichrichtung und Inversion von Wechselstrom auftreten. Gleichzeitig erschienen die ersten Arbeiten zur Analyse von Schaltkreisen autonomer Wechselrichter. Bei der Entwicklung der Theorie der Ionenkonverter spielten die Arbeiten der sowjetischen Wissenschaftler I. L. Kaganov, M. A. Tschernyschew, D. A. Zavalishin sowie ausländischer Wissenschaftler: K. Müller-Lübeck, M. Demontvinier, V. Schilling und andere eine wichtige Rolle.

Ein neuer Schritt in der Entwicklung der Wandlertechnologie begann Ende der 50er Jahre, als leistungsstarke Halbleiterbauelemente - Dioden und Thyristoren - auftauchten. Diese Geräte auf Siliziumbasis sind technische Spezifikationen Gasentladungsvorrichtungen weit überlegen. Sie haben kleine Abmessungen und ein geringes Gewicht, einen hohen Wirkungsgrad, eine hohe Geschwindigkeit und eine erhöhte Zuverlässigkeit, wenn sie in einem weiten Temperaturbereich betrieben werden.

Die Verwendung von Leistungshalbleiterbauelementen hat die Entwicklung der Leistungselektronik erheblich beeinflusst. Sie wurden zur Grundlage für die Entwicklung hocheffizienter Konvertierungsgeräte aller Art. In diesen Entwicklungen wurden viele grundlegend neue Schaltungs- und Entwurfslösungen übernommen. Die industrielle Entwicklung von Leistungshalbleiterbauelementen für Elektrizität hat die Forschung und Entwicklung auf diesem Gebiet und die Schaffung neuer Technologien intensiviert. Unter Berücksichtigung der Besonderheiten von Leistungshalbleiterbauelementen wurden alte verfeinert und neue Methoden zur Schaltungsanalyse entwickelt. Die Schaltungsklassen von autonomen Wechselrichtern, Frequenzumrichtern, Gleichstromreglern und vielen anderen sind erheblich erweitert worden, und es sind neue Arten von Leistungselektronikgeräten aufgetreten - statische Schütze mit natürlicher und künstlicher Schaltung, Thyristor-Blindleistungskompensatoren, Hochgeschwindigkeitsschutzgeräte mit Spannungsbegrenzern usw.

Einer der Hauptbereiche für den effektiven Einsatz von Leistungselektronik ist der elektrische Antrieb. Für den elektrischen Gleichstromantrieb wurden Thyristoreinheiten und komplette Geräte entwickelt, die erfolgreich in der Metallurgie, im Werkzeugmaschinenbau, im Transportwesen und in anderen Branchen eingesetzt werden. Die Entwicklung von Thyristoren hat zu bedeutenden Fortschritten auf dem Gebiet des variablen Wechselstromantriebs geführt.

Es wurden hocheffiziente Geräte entwickelt, die Leistungsfrequenzstrom in Wechselstrom mit variabler Frequenz umwandeln, um die Drehzahl von Elektromotoren zu steuern. Viele Arten von Frequenzumrichtern mit stabilisierten Ausgangsparametern wurden für verschiedene Technologiefelder entwickelt. Insbesondere für die Induktionserwärmung von Metall wurden hochfrequente, leistungsstarke Thyristoreinheiten geschaffen, die aufgrund einer im Vergleich zu elektrischen Maschineneinheiten erhöhten Lebensdauer einen großen technischen und wirtschaftlichen Effekt erzielen.

Auf der Grundlage der Einführung von Halbleiterwandlern wurde die Rekonstruktion von Umspannwerken für den mobilen elektrischen Transport durchgeführt. Die Qualität einiger technologischer Prozesse in der elektrometallurgischen und chemischen Industrie wurde aufgrund der Einführung von Gleichrichtereinheiten mit einer tiefen Regulierung der Ausgangsspannung und des Ausgangsstroms erheblich verbessert.

Die Vorteile von Halbleiterwandlern haben ihre weit verbreitete Verwendung in unterbrechungsfreien Stromversorgungssystemen bestimmt. Das Anwendungsgebiet leistungselektronischer Geräte im Bereich der Unterhaltungselektronik (Spannungsregler usw.) hat sich erweitert.

Seit Anfang der 80er Jahre hat dank der intensiven Entwicklung der Elektronik die Entwicklung einer neuen Generation von "Leistungselektronik" -Produkten begonnen. Grundlage dafür war die Entwicklung und industrielle Entwicklung neuer Arten von Leistungshalbleiterbauelementen: abschließbare Thyristoren, Bipolartransistoren, MOS-Transistoren usw. Die Geschwindigkeit von Halbleiterbauelementen, die Werte der Grenzparameter von Dioden und Thyristoren, integrierte und Hybridtechnologien für die Herstellung von Halbleiterbauelementen verschiedener Typen haben sich entwickelt, und die Mikroprozessortechnologie zur Steuerung und Überwachung von Umwandlungsvorrichtungen wurde in großem Umfang eingeführt.

Durch die Verwendung einer neuen Elementbasis konnten wichtige technische und wirtschaftliche Indikatoren wie Effizienz, spezifische Werte für Masse und Volumen, Zuverlässigkeit, Qualität der Ausgangsparameter usw. grundlegend verbessert werden. Die Tendenz zur Erhöhung der Häufigkeit der Stromumwandlung wurde festgestellt. Gegenwärtig wurden Miniatur-Sekundärstromversorgungen mit niedriger und mittlerer Leistung mit Zwischenumwandlung von Elektrizität bei Frequenzen des Überschallbereichs entwickelt. Die Entwicklung des Hochfrequenzbereichs (über 1 MHz) hat dazu geführt, dass eine Reihe wissenschaftlicher und technischer Probleme bei der Konstruktion von Umwandlungsgeräten gelöst und deren elektromagnetische Verträglichkeit als Teil technischer Systeme sichergestellt werden müssen. Der technische und wirtschaftliche Effekt, der durch den Übergang zu höheren Frequenzen erzielt wurde, kompensierte die Kosten für die Lösung dieser Probleme vollständig. Daher setzt sich derzeit der Trend fort, viele Arten von Wandlervorrichtungen mit einer Zwischenhochfrequenzverbindung herzustellen.

Es ist anzumerken, dass die Verwendung vollständig steuerbarer Hochgeschin herkömmlichen Schaltungen ihre Fähigkeiten zur Bereitstellung neuer Betriebsmodi und folglich neuer Funktionseigenschaften von Leistungselektronikprodukten erheblich erweitert.