पावर इलेक्ट्रॉनिक्स अवधारणा। Rozanov Yu.K पावर इलेक्ट्रॉनिक्स की बुनियादी बातों पावर इलेक्ट्रॉनिक्स की अवधारणा

इस लेख में, हम पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के बारे में बात करेंगे। पावर इलेक्ट्रॉनिक्स क्या है, यह किस पर आधारित है, क्या फायदे हैं और इसकी क्या संभावनाएं हैं? आइए हम पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के घटकों पर ध्यान दें, संक्षेप में विचार करें कि वे क्या हैं, वे एक दूसरे से कैसे भिन्न हैं, और कौन से अनुप्रयोग ये हैं या उन प्रकार के अर्धचालक स्विच सुविधाजनक हैं। यहां रोजमर्रा के जीवन में, काम पर और रोजमर्रा की जिंदगी में उपयोग किए जाने वाले बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों के उदाहरण हैं।

हाल के वर्षों में, बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों ने ऊर्जा संरक्षण में एक बड़ी तकनीकी सफलता हासिल की है। विद्युत अर्धचालक उपकरण, उनकी लचीली नियंत्रणीयता के कारण, विद्युत ऊर्जा के कुशल रूपांतरण को सक्षम करते हैं। आज प्राप्त वजन और आकार संकेतक और दक्षता ने पहले से ही परिवर्तित उपकरणों को गुणात्मक रूप से नए स्तर पर ला दिया है।

कई उद्योग नरम शुरुआत, गति नियंत्रक, निर्बाध बिजली की आपूर्ति, एक आधुनिक अर्धचालक आधार पर परिचालन और उच्च दक्षता दिखाते हैं। ये सभी पावर इलेक्ट्रॉनिक्स हैं।

विद्युत इलेक्ट्रॉनिक्स में विद्युत ऊर्जा के प्रवाह को नियंत्रित करना अर्धचालक स्विच का उपयोग करके किया जाता है, जो यांत्रिक स्विच को प्रतिस्थापित करता है, और जिसे आवश्यक एल्गोरिथ्म के अनुसार नियंत्रित किया जा सकता है ताकि आवश्यक औसत शक्ति और एक या किसी अन्य उपकरण के काम करने वाले शरीर की सटीक कार्रवाई हो सके।

तो, बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स का उपयोग परिवहन में, खनन उद्योग में, संचार के क्षेत्र में, कई उद्योगों में किया जाता है, और एक भी शक्तिशाली घरेलू उपकरण अपने डिज़ाइन में शामिल बिजली इलेक्ट्रॉनिक इकाइयों के बिना आज नहीं कर सकता है।

मुख्य रूप से पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के बिल्डिंग ब्लॉक्स सेमीकंडक्टर के प्रमुख घटक होते हैं जो कि विभिन्न गति से सर्किट को खोलने और बंद करने में सक्षम होते हैं, मेगाबर्टेज़ तक। राज्य में, कुंजी का प्रतिरोध एक ओम की इकाइयों और भिन्न होता है, और ऑफ स्टेट में - मेगाोहम्स।

कुंजी प्रबंधन को बहुत अधिक शक्ति की आवश्यकता नहीं होती है, और स्विचिंग प्रक्रिया के दौरान होने वाली कुंजी पर नुकसान, एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए ड्राइवर के साथ, एक प्रतिशत से अधिक नहीं होता है। इस कारण से, पारंपरिक रिले जैसे लोहे के ट्रांसफार्मर और यांत्रिक स्विच के खोने की जमीन की तुलना में पावर इलेक्ट्रॉनिक्स की दक्षता अधिक है।

पावर इलेक्ट्रॉनिक उपकरण ऐसे उपकरण हैं जिनमें प्रभावी प्रवाह 10 एम्पीयर से अधिक या बराबर होता है। इस मामले में, प्रमुख अर्धचालक तत्व हो सकते हैं: द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर, क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर, आईजीबीटी ट्रांजिस्टर, थायरिस्टर्स, ट्राईकस, लॉकेबल थियरिस्टोर्स, और एकीकृत नियंत्रण के लिए लॉकेबल थियरीस्टोर्स।

कम नियंत्रण शक्ति भी आपको पावर माइक्रोक्रिस्केट बनाने की अनुमति देती है, जिसमें कई ब्लॉकों को एक साथ जोड़ दिया जाता है: कुंजी स्वयं, नियंत्रण सर्किट और नियंत्रण सर्किट, ये तथाकथित बुद्धिमान सर्किट हैं।

इन इलेक्ट्रॉनिक बिल्डिंग ब्लॉकों का उपयोग उच्च-शक्ति औद्योगिक प्रतिष्ठानों और घरेलू बिजली के उपकरणों दोनों में किया जाता है। मेगावाट के एक जोड़े के लिए एक प्रेरण ओवन या किलोवाट की एक जोड़ी के लिए एक घर स्टीमर - दोनों में अर्धचालक पावर स्विच होते हैं जो बस विभिन्न शक्तियों पर काम करते हैं।

इस प्रकार, पावर थायरिस्टर्स डीसी इलेक्ट्रिक ड्राइव और हाई-वोल्टेज एसी ड्राइव के सर्किट में 1 एमवीए से अधिक की क्षमता वाले कन्वर्टर्स में संचालित होते हैं, प्रतिक्रियाशील बिजली क्षतिपूर्ति प्रतिष्ठानों में, इंडक्शन मेल्टिंग इंस्टॉलेशन में उपयोग किया जाता है।

लॉक करने योग्य थिरिस्टर्स को अधिक लचीले ढंग से नियंत्रित किया जाता है, वे सैकड़ों केवीए की क्षमता वाले कंप्रेशर्स, प्रशंसकों, पंपों को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जाते हैं और संभावित स्विचिंग पावर 3 एमवीए से अधिक होती है। मोटरों को नियंत्रित करने और निर्बाध बिजली आपूर्ति सुनिश्चित करने और कई स्थिर प्रतिष्ठानों में उच्च धाराओं को स्विच करने के लिए, विभिन्न प्रयोजनों के लिए एमवीए इकाइयों तक की क्षमता वाले कन्वर्टर्स के कार्यान्वयन की अनुमति दें।

MOSFETs सैकड़ों किलोहर्ट्ज़ की आवृत्तियों पर उत्कृष्ट नियंत्रणीयता की विशेषता है, जो आईजीबीटी ट्रांजिस्टर की तुलना में उनके आवेदन के क्षेत्र को महत्वपूर्ण रूप से विस्तारित करता है।

Triacs AC मोटर्स को शुरू करने और नियंत्रित करने के लिए इष्टतम हैं, वे 50 kHz तक की आवृत्ति पर संचालित करने में सक्षम हैं, और नियंत्रण के लिए उन्हें IGBT ट्रांजिस्टर की तुलना में कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

आज, IGBT में 3,500 वोल्ट का अधिकतम स्विचिंग वोल्टेज है, और संभावित रूप से 7,000 वोल्ट है। ये घटक आने वाले वर्षों में द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की जगह ले सकते हैं, और उनका उपयोग एमवीए इकाइयों तक के उपकरणों पर किया जाएगा। कम-शक्ति कन्वर्टर्स के लिए, MOSFET ट्रांजिस्टर अधिक स्वीकार्य रहेंगे, और 3 MVA से अधिक के लिए - लॉक करने योग्य थ्रेसर।

विश्लेषकों के अनुसार, भविष्य में अधिकांश पावर अर्धचालक एक पैकेज में दो से छह प्रमुख तत्वों के साथ मॉड्यूलर होंगे। मॉड्यूल का उपयोग आपको वजन कम करने, उन उपकरणों के आकार और लागत को कम करने की अनुमति देता है जिनमें उनका उपयोग किया जाएगा।

IGBT ट्रांजिस्टर के लिए, प्रगति 3.5 kV तक वोल्टेज में 2 kA तक की वृद्धि और सरलीकृत नियंत्रण सर्किट के साथ 70 kHz तक ऑपरेटिंग आवृत्तियों में वृद्धि होगी। एक मॉड्यूल में न केवल चाबियाँ और एक रेक्टिफायर हो सकता है, बल्कि एक ड्राइवर और सक्रिय सुरक्षा सर्किट भी हो सकते हैं।

हाल के वर्षों में उत्पादित ट्रांजिस्टर, डायोड, थायरिस्टर्स ने पहले से ही अपने मापदंडों में काफी सुधार किया है, जैसे कि वर्तमान, वोल्टेज, गति, और प्रगति अभी भी खड़े नहीं हैं।

वर्तमान को वैकल्पिक धारा में बदलने के बेहतर रूपांतरण के लिए, नियंत्रित रेक्टिफायर्स का उपयोग किया जाता है, जो सुचारू रूप से सुधारा हुआ वोल्टेज को शून्य से नाममात्र में बदलने की अनुमति देता है।

आज, डीसी इलेक्ट्रिक ड्राइव की उत्तेजना प्रणालियों में, थाइरिस्टर मुख्य रूप से सिंक्रोनस मोटर्स में उपयोग किए जाते हैं। दोहरी थायरिस्टर्स - ट्राइकस में दो जुड़े एंटी-समानांतर थायरिस्टर्स के लिए केवल एक गेट इलेक्ट्रोड है, जो नियंत्रण को और भी आसान बनाता है।

रिवर्स प्रक्रिया को पूरा करने के लिए, डायरेक्ट वोल्टेज को प्रत्यावर्ती वोल्टेज में परिवर्तित किया जाता है। स्वतंत्र सेमीकंडक्टर स्विच इनवर्टर इलेक्ट्रॉनिक सर्किट द्वारा निर्धारित आउटपुट आवृत्ति, आकार और आयाम देते हैं, नेटवर्क नहीं। इनवर्टर विभिन्न प्रकार के प्रमुख तत्वों के आधार पर बनाए जाते हैं, लेकिन उच्च शक्तियों के लिए, 1 एमवीए से अधिक, फिर से, आईजीबीटी-आधारित इनवर्टर शीर्ष पर आते हैं।

थायरिस्टर्स के विपरीत, आईजीबीटी आउटपुट पर वर्तमान और वोल्टेज को अधिक व्यापक और अधिक सटीक रूप से आकार देने की क्षमता प्रदान करते हैं। लो-पावर कार इनवर्टर अपने काम में फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर का उपयोग करते हैं, जो 3 kW तक की शक्तियों के साथ, 12-वोल्ट की बैटरी की प्रत्यक्ष धारा को परिवर्तित करने का एक उत्कृष्ट कार्य करते हैं, पहले एक निरंतर प्रवाह में, 50 kHz से सैकड़ों किलोहर्ट्ज़ तक की आवृत्ति पर संचालित उच्च आवृत्ति पल्स कनवर्टर के माध्यम से - फिर 50 या 60 हर्ट्ज बारी में।

एक आवृत्ति की धारा को दूसरी आवृत्ति की धारा में बदलने के लिए, उनका उपयोग किया जाता है। पहले, यह विशेष रूप से thyristors के आधार पर किया गया था, जिसमें पूर्ण नियंत्रणीयता नहीं थी; thyristors के लिए जटिल मजबूर-लॉकिंग सर्किट डिजाइन करना आवश्यक था।

क्षेत्र-प्रभाव MOSFETs और IGBT ट्रांजिस्टर जैसे स्विच का उपयोग आवृत्ति कन्वर्टर्स के डिजाइन और कार्यान्वयन की सुविधा देता है, और यह भविष्यवाणी की जा सकती है कि भविष्य में, थिएरिस्टर, विशेष रूप से कम-शक्ति वाले उपकरणों में ट्रांजिस्टर के पक्ष में छोड़ दिया जाएगा।

इलेक्ट्रिक ड्राइव को उलटने के लिए, थायरिस्टर्स अभी भी उपयोग किए जाते हैं, स्विचिंग की आवश्यकता के बिना वर्तमान की दो अलग-अलग दिशाओं को प्रदान करने के लिए थायरिस्टर कन्वर्टर्स के दो सेट होना पर्याप्त है। यह है कि आधुनिक संपर्क रहित उलटा शुरुआत कैसे काम करती है।

हमें उम्मीद है कि हमारा छोटा लेख आपके लिए उपयोगी था, और अब आप जानते हैं कि पावर इलेक्ट्रॉनिक्स क्या है, पावर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के कौन से तत्व उपयोग किए जाते हैं, और हमारे भविष्य के लिए पावर इलेक्ट्रॉनिक्स की क्षमता कितनी महान है।

तकनीकी विज्ञान के समीक्षक डॉक्टर F.I.Kovalev

विद्युत ऊर्जा रूपांतरण के सिद्धांत बताए गए हैं: सुधार, उलटा, आवृत्ति रूपांतरण, आदि। परिवर्तित उपकरणों के मूल सर्किट, उन्हें नियंत्रित करने के तरीके और मुख्य मापदंडों को विनियमित करना, विभिन्न प्रकार के कन्वर्टर्स के तर्कसंगत उपयोग के क्षेत्र दिखाए जाते हैं। डिजाइन और संचालन की सुविधाओं पर विचार किया जाता है।

इलेक्ट्रिकल उपकरणों के डिजाइन और संचालन के लिए इंजीनियरों और तकनीशियनों के लिए, कनवर्टर उपकरणों के साथ-साथ कनवर्टर प्रौद्योगिकी के परीक्षण और रखरखाव में शामिल लोग।

यू.के. रोजानोव पावर इलेक्ट्रॉनिक्स फंडामेंटल... - मॉस्को, Energoatomizdat प्रकाशन घर, 1992. - 296 पी।

प्रस्तावना
परिचय

पहले अध्याय पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के मुख्य तत्व
1.1। पावर सेमीकंडक्टर डिवाइस
1.1.1। पावर डायोड
1.1.2। विद्युत ट्रांजिस्टर
1.1.3। thyristors
1.1.4। पावर अर्धचालक अनुप्रयोग
1.2। ट्रांसफॉर्मर और रिएक्टर
1.3। संधारित्र

अध्याय दो। रेक्टिफायर्स
2.1। सामान्य जानकारी
2.2। मूल सुधार सर्किट
2.2.1। एकल-चरण पूर्ण-लहर मिडपॉइंट सर्किट
2.2.2। सिंगल-फ़ेज़ ब्रिज सर्किट
2.2.3। तीन चरण के मिडपॉइंट सर्किट
2.2.4। तीन-चरण पुल सर्किट
2.2.5। मल्टी-ब्रिज सर्किट
2.2.6। रेक्टिफिकेशन सर्किट में रेक्टिफाइड वोल्टेज और प्राइमरी धाराओं की हार्मोनिक रचना
2.3। स्विचिंग और रेक्टिफायर ऑपरेशन मोड
2.3.1। सुधार सर्किट में धाराओं को स्विच करना
2.3.2। रेक्टिफायर की बाहरी विशेषताएं
2.4। रेक्टिफायर की ऊर्जा विशेषताओं और उन्हें सुधारने के तरीके
2.4.1। पावर फैक्टर और रेक्टिफायर की दक्षता
2.4.2। नियंत्रित रेक्टिफायर के शक्ति कारक में सुधार
2.5। कैपेसिटिव लोड और बैक-ईएमएफ के लिए रेक्टिफायर ऑपरेशन की विशेषताएं
2.6। छानने का काम
2.7। तुलनीय शक्ति के एक स्रोत से आयताकार ऑपरेशन

अध्याय तीन। इनवर्टर और आवृत्ति कन्वर्टर्स
3.1। ग्रिड-चालित इनवर्टर
3.1.1। सिंगल फेज मिडपॉइंट इन्वर्टर
3.1.2। तीन चरण पुल इन्वर्टर
3.1.3। ग्रिड से चलने वाले इन्वर्टर में पावर बैलेंस
3.1.4। ग्रिड चालित इनवर्टर के संचालन की मुख्य विशेषताएं और मोड
3.2। स्टैंडअलोन इनवर्टर
3.2.1। वर्तमान इनवर्टर
3.2.2। वोल्टेज इनवर्टर
3.2.3। थायरिस्टर वोल्टेज इनवर्टर
3.2.4। गुंजयमान इनवर्टर
3.3। फ्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स
3.3.1। डीसी लिंक के साथ आवृत्ति कन्वर्टर्स
3.3.2। प्रत्यक्ष युग्मित आवृत्ति कन्वर्टर्स
3.4। स्वायत्त इनवर्टर के आउटपुट वोल्टेज का विनियमन
3.4.1। नियमन के सामान्य सिद्धांत
3.4.2। वर्तमान इनवर्टर के लिए नियंत्रण उपकरण
3.4.3। पल्स चौड़ाई मॉडुलन (PWM) के माध्यम से आउटपुट वोल्टेज का विनियमन
3.4.4। ज्यामितीय तनाव जोड़
3.5। इनवर्टर और आवृत्ति कन्वर्टर्स के आउटपुट वोल्टेज के आकार में सुधार करने के तरीके
3.5.1। बिजली उपभोक्ताओं पर गैर-साइनसॉइडल वोल्टेज का प्रभाव
3.5.2। इन्वर्टर आउटपुट फिल्टर
3.5.3। फिल्टर के उपयोग के बिना आउटपुट वोल्टेज में उच्च हार्मोनिक्स की कमी

चौथा अध्याय। रेगुलेटर-स्टेबलाइजर्स और स्थिर संपर्ककर्ता
4.1। एसी वोल्टेज रेगुलेटर
4.2। डीसी नियामक
4.2.1। पैरामीट्रिक स्टेबलाइजर्स
4.2.2। निरंतर स्टेबलाइजर्स
4.2.3। स्विचिंग नियामकों
4.2.4। नाड़ी नियामक संरचनाओं का विकास
4.2.5। Thyristor- कैपेसिटर DC नियामकों को लोड करने के लिए पैमाइश ऊर्जा हस्तांतरण के साथ
4.2.6। संयुक्त कन्वर्टर्स-नियामकों
4.3। स्थैतिक संपर्ककर्ता
4.3.1। Thyristoric AC Contactors
4.3.2। डीसी thyristor contactors

अध्याय पाँच। कनवर्टर नियंत्रण प्रणाली
5.1। सामान्य जानकारी
5.2। परिवर्तित उपकरणों के नियंत्रण प्रणालियों के आरेख
5.2.1। रेक्टिफायर और आश्रित इनवर्टर के लिए नियंत्रण प्रणाली
5.2.2। आवृत्ति कन्वर्टर्स के लिए प्रत्यक्ष युग्मित नियंत्रण प्रणाली
5.2.3। स्टैंड-अलोन इन्वर्टर कंट्रोल सिस्टम
5.2.4। नियामकों-स्टेबलाइजर्स के लिए नियंत्रण प्रणाली
5.3। प्रौद्योगिकी को परिवर्तित करने में माइक्रोप्रोसेसर सिस्टम
5.3.1। विशिष्ट सामान्यीकृत माइक्रोप्रोसेसर संरचनाएं
5.3.2। माइक्रोप्रोसेसर नियंत्रण प्रणाली का उपयोग करने के उदाहरण

अध्याय छह। बिजली इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के अनुप्रयोग
6.1। तर्कसंगत उपयोग के क्षेत्र
6.2। सामान्य तकनीकी आवश्यकताएं
6.3। आपातकालीन सुरक्षा
6.4। तकनीकी स्थिति का संचालन नियंत्रण और निदान
6.5। कन्वर्टर्स के समानांतर संचालन प्रदान करना
6.6। विद्युतचुंबकीय व्यवधान
संदर्भ की सूची

संदर्भ की सूची
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प्रस्तावना

पावर इलेक्ट्रॉनिक्स इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग का लगातार विकसित और आशाजनक क्षेत्र है। आधुनिक बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स में अग्रिमों का सभी उन्नत औद्योगिक समाजों में तकनीकी प्रगति की दर पर बहुत प्रभाव पड़ता है। इस संबंध में, आधुनिक बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स की नींव की एक स्पष्ट समझ में वैज्ञानिक और तकनीकी श्रमिकों की एक विस्तृत श्रृंखला की आवश्यकता है।

वर्तमान में पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के पास काफी गहराई से विकसित सैद्धांतिक नींव हैं, हालांकि, लेखक ने खुद को एक आंशिक प्रस्तुति का कार्य निर्धारित नहीं किया है, क्योंकि कई मोनोग्राफ और पाठ्यपुस्तक इन मुद्दों के लिए समर्पित हैं। इस पुस्तक की सामग्री और इसकी प्रस्तुति की विधि मुख्य रूप से इंजीनियरों और तकनीशियनों के लिए डिज़ाइन की गई है जो बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में विशेषज्ञ नहीं हैं, लेकिन इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और उपकरणों के उपयोग और संचालन से जुड़े हुए हैं और जो इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के संचालन के मूल सिद्धांतों, उनके सर्किटरी और सामान्य के बारे में जानना चाहते हैं। विकास और संचालन के लिए प्रावधान। इसके अलावा, पुस्तक के अधिकांश खंडों का उपयोग विभिन्न तकनीकी शिक्षण संस्थानों के छात्रों द्वारा विषयों के अध्ययन में भी किया जा सकता है, जिनमें से पाठ्यक्रम में पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के मुद्दे शामिल हैं।

बिजली के इलेक्ट्रॉनिक्स विज्ञान और प्रौद्योगिकी के क्षेत्र को कहा जाता है, जो बिजली के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को बनाने की समस्या को हल करता है, साथ ही महत्वपूर्ण विद्युत ऊर्जा प्राप्त करने की समस्या, शक्तिशाली विद्युत प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने और इन उपकरणों को मुख्य उपकरण के रूप में उपयोग करने पर विद्युत ऊर्जा को दूसरे प्रकार की पर्याप्त बड़ी ऊर्जा में परिवर्तित करता है।

नीचे सेमीकंडक्टर उपकरणों के आधार पर पावर इलेक्ट्रॉनिक्स डिवाइस माना जाता है। यह इन उपकरणों है कि सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

ऊपर चर्चा की गई सौर कोशिकाओं का उपयोग लंबे समय तक विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए किया गया है। वर्तमान में, कुल बिजली की मात्रा में इस ऊर्जा का हिस्सा छोटा है। हालांकि, कई वैज्ञानिक, जिनमें नोबेल पुरस्कार विजेता शिक्षाविद झेई भी शामिल हैं। अल्फेरोव, सौर कोशिकाओं को विद्युत ऊर्जा के बहुत आशाजनक स्रोत मानते हैं जो पृथ्वी पर ऊर्जा संतुलन को परेशान नहीं करते हैं।

शक्तिशाली विद्युत प्रक्रियाओं का नियंत्रण वास्तव में समस्या को हल करने में समस्या है जो बिजली अर्धचालक उपकरण पहले से ही बहुत व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं, और उनके उपयोग की तीव्रता तेजी से बढ़ रही है। यह शक्ति अर्धचालक उपकरणों के फायदे के कारण है, जिनमें से मुख्य हैं उच्च गति, खुले राज्य में कम गिरावट और बंद राज्य में छोटी बूंद (जो कम बिजली का नुकसान प्रदान करती है), उच्च विश्वसनीयता, महत्वपूर्ण वर्तमान और वोल्टेज लोड क्षमता, छोटे आकार और वजन, उपयोग में आसानी। सूचनात्मक इलेक्ट्रॉनिक्स के अर्धचालक उपकरणों के साथ नियंत्रण, जैविक एकता, जो उच्च-वर्तमान और निम्न-वर्तमान तत्वों के एकीकरण की सुविधा प्रदान करता है।

कई देशों में, पावर इलेक्ट्रॉनिक्स पर गहन शोध और विकास कार्य शुरू किए गए हैं, और इसके कारण, पावर सेमीकंडक्टर डिवाइस, साथ ही उन पर आधारित इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में लगातार सुधार किया जा रहा है। यह पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के अनुप्रयोग के क्षेत्र का तेजी से विस्तार करने में सक्षम बनाता है, जो बदले में अनुसंधान और विकास को उत्तेजित करता है। यहां हम मानव गतिविधि के एक पूरे क्षेत्र के पैमाने पर सकारात्मक प्रतिक्रिया के बारे में बात कर सकते हैं। परिणाम तकनीकी क्षेत्रों की एक विस्तृत विविधता में पावर इलेक्ट्रॉनिक्स की तीव्र पैठ है।

पावर इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों का प्रसार विशेष रूप से बिजली क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर और IGBTs के विकास के बाद तेजी से शुरू हुआ।

यह एक लंबी अवधि के पहले था जब मुख्य बिजली अर्धचालक डिवाइस एक अनलॉक थाइरिस्टर था, जिसे पिछली शताब्दी के 50 के दशक में बनाया गया था। नॉन-लैचिंग थियोरिस्टर्स ने पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के विकास में एक उत्कृष्ट भूमिका निभाई है और आज व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। लेकिन नियंत्रण दालों के माध्यम से बंद करने की असंभवता अक्सर उनके आवेदन को जटिल बनाती है। दशकों के लिए, बिजली उपकरणों के डेवलपर्स को इस खामी के साथ आना पड़ा, कुछ मामलों में इसका उपयोग करते हुए पावर सर्किट के जटिल नोड्स को थायरिस्टर्स को बंद करना पड़ा।

थायरिस्टर्स के व्यापक उपयोग से उस समय उत्पन्न होने वाले शब्द "थायरिस्टर टेक्नोलॉजी" की लोकप्रियता बढ़ गई, जिसका उपयोग "पावर इलेक्ट्रॉनिक्स" शब्द के समान अर्थ में किया गया था।

इस अवधि के दौरान विकसित किए गए पावर द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर ने अपने आवेदन के क्षेत्र को पाया, लेकिन बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स में स्थिति को मौलिक रूप से नहीं बदला।

केवल पावर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर और इंजीनियरों के हाथों में 10 डब्ल्यू के आगमन के साथ आदर्श रूप से पूरी तरह से नियंत्रणीय इलेक्ट्रॉनिक स्विच बन गए, जो उनके गुणों के करीब थे। इसने शक्तिशाली विद्युत प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने के लिए कई प्रकार के कार्यों के समाधान की सुविधा प्रदान की। पर्याप्त रूप से परिष्कृत इलेक्ट्रॉनिक कुंजियों की उपस्थिति न केवल तुरंत एक डीसी या एसी स्रोत को लोड कनेक्ट करने और इसे डिस्कनेक्ट करने के लिए संभव बनाती है, बल्कि बहुत बड़े वर्तमान संकेतों को उत्पन्न करने के लिए या व्यावहारिक रूप से इसके लिए किसी भी आवश्यक रूप को उत्पन्न करती है।

सबसे आम विशिष्ट बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरण हैं:

संपर्क रहित स्विचिंग डिवाइस प्रत्यावर्ती या प्रत्यक्ष वर्तमान सर्किट (ब्रेकर), बारी-बारी या प्रत्यक्ष वर्तमान सर्किट में लोड को चालू या बंद करने के लिए डिज़ाइन किया गया और, कभी-कभी, लोड शक्ति को विनियमित करने के लिए;

rectifiersएक ध्रुवीयता (यूनिडायरेक्शनल) में चर को परिवर्तित करना;

इन्वर्टरचर के लिए निरंतर परिवर्तित करना;

आवृत्ति कन्वर्टर्सएक आवृत्ति के एक चर को दूसरे आवृत्ति के एक चर में परिवर्तित करना;

डीसी कन्वर्टर्स (कन्वर्टर्स), एक मात्रा के स्थिरांक को दूसरी मात्रा के स्थिरांक में परिवर्तित करना;

चरण कन्वर्टर्सएक प्रत्यावर्ती एक को कई चरणों में एक बारी में परिवर्तित करना एक अलग संख्या में चरणों के साथ (आमतौर पर एकल-चरण को तीन-चरण या तीन-चरण में - एकल-चरण में परिवर्तित किया जाता है);

compensators (पावर फैक्टर करेक्टर) एसी आपूर्ति नेटवर्क में प्रतिक्रियाशील शक्ति की भरपाई करने के लिए और वर्तमान और वोल्टेज तरंग के विकृतियों के लिए क्षतिपूर्ति करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

अनिवार्य रूप से, पावर इलेक्ट्रॉनिक्स डिवाइस शक्तिशाली विद्युत संकेतों को परिवर्तित करते हैं। इस कारण से, पावर इलेक्ट्रॉनिक्स को कनवर्टर तकनीक के रूप में भी जाना जाता है।

पावर इलेक्ट्रॉनिक्स डिवाइस, दोनों मानक और विशेष, प्रौद्योगिकी के सभी क्षेत्रों में और लगभग किसी भी जटिल वैज्ञानिक उपकरण में उपयोग किए जाते हैं।

एक दृष्टांत के रूप में, आइए हम कुछ वस्तुओं को इंगित करते हैं जिनमें बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों महत्वपूर्ण कार्य करें:

इलेक्ट्रिक ड्राइव (गति और टोक़, आदि का विनियमन);

इलेक्ट्रोलिसिस के लिए पौधे (अलौह धातु विज्ञान, रासायनिक उद्योग);

प्रत्यक्ष वर्तमान का उपयोग करके लंबी दूरी पर बिजली के संचरण के लिए विद्युत उपकरण;

विद्युतचुंबकीय उपकरण (धातु, आदि के विद्युत चुम्बकीय सरगर्मी);

इलेक्ट्रोथर्मल इंस्टॉलेशन (प्रेरण हीटिंग, आदि);

बैटरी चार्ज करने के लिए विद्युत उपकरण;

कंप्यूटर;

कारों और ट्रैक्टरों के विद्युत उपकरण;

विमान और अंतरिक्ष यान के विद्युत उपकरण;

रेडियो संचार उपकरण;

टीवी प्रसारण के लिए उपकरण;

विद्युत प्रकाश व्यवस्था के लिए उपकरण (फ्लोरोसेंट लैंप की बिजली आपूर्ति, आदि);

चिकित्सा विद्युत उपकरण (अल्ट्रासाउंड थेरेपी और सर्जरी, आदि);

शक्ति उपकरण;

उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरण।

पावर इलेक्ट्रॉनिक्स का विकास तकनीकी समस्याओं को हल करने के लिए बहुत दृष्टिकोण बदल रहा है। उदाहरण के लिए, पावर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर और आईजीबीटी के निर्माण से प्रारंभ करनेवाला मोटर्स के अनुप्रयोग के क्षेत्र के विस्तार में महत्वपूर्ण योगदान होता है, जो कई क्षेत्रों में कलेक्टर मोटर्स की जगह ले रहे हैं।

एक महत्वपूर्ण कारक जो बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों के वितरण पर लाभकारी प्रभाव डालता है, सूचनात्मक इलेक्ट्रॉनिक्स की सफलता है और, विशेष रूप से, माइक्रोप्रोसेसर प्रौद्योगिकी। शक्तिशाली विद्युत प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने के लिए, अधिक से अधिक जटिल एल्गोरिदम का उपयोग किया जाता है, जिसे तर्कसंगत रूप से केवल पर्याप्त रूप से उन्नत सूचना प्रौद्योगिकी उपकरणों के उपयोग के साथ लागू किया जा सकता है।

बिजली और बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स में प्रगति का प्रभावी संयोजन वास्तव में उत्कृष्ट परिणाम पैदा करता है।

अर्धचालक उपकरणों के प्रत्यक्ष उपयोग के साथ विद्युत ऊर्जा को अन्य प्रकार की ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए मौजूदा उपकरणों में अभी तक उच्च उत्पादन शक्ति नहीं है। हालांकि, यहां उत्साहजनक परिणाम प्राप्त हुए।

सेमीकंडक्टर लेजर विद्युत ऊर्जा को पराबैंगनी, दृश्य और अवरक्त श्रेणियों में सुसंगत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। इन लेज़रों को 1959 में प्रस्तावित किया गया था, और पहली बार 1962 में गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) के आधार पर महसूस किया गया था। सेमीकंडक्टर-आधारित लेज़र एक उच्च दक्षता (10% से ऊपर) और एक लंबी सेवा जीवन से प्रतिष्ठित हैं। उदाहरण के लिए, इन्फ्रारेड फ्लडलाइट्स में इनका उपयोग किया जाता है।

सुपर-उज्ज्वल सफेद एलईडी, जो पिछली शताब्दी के 90 के दशक में दिखाई देते थे, पहले से ही गरमागरम लैंप के बजाय रोशनी के लिए कई मामलों में उपयोग किए जाते हैं। एल ई डी काफी अधिक किफायती हैं और काफी लंबा जीवनकाल है। एलईडी luminaires के लिए अनुप्रयोगों की सीमा का तेजी से विस्तार होने की उम्मीद है।

• पीडीएफ प्रारूप
• आकार 4.64 एमबी
• जोड़ा 24 अक्टूबर, 2008

पाठ्यपुस्तक। - नोवोसिबिर्स्क: NSTU का प्रकाशन गृह, 1999।

भागों: 1.1, 1.2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4

इस पाठ्यपुस्तक का उद्देश्य एफईएस, ईएमएफ के संकायों के छात्रों के लिए (सामग्री की प्रस्तुति की गहराई के दो स्तरों पर) है, जो बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स में "विशेषज्ञ" नहीं हैं, लेकिन जो बिजली, विद्युत, विद्युत प्रणालियों में बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों के उपयोग पर विभिन्न नामों के पाठ्यक्रमों का अध्ययन करते हैं। पाठ्यपुस्तक के खंड, कटा हुआ प्रकार में हाइलाइट किए गए, पाठ्यक्रम के अतिरिक्त, गहन अध्ययन के लिए अभिप्रेत हैं (गहराई के दो स्तरों पर), जो रूसी आर्थिक मंच के विशेष "पॉमोट्रॉनिक्स" के छात्रों के लिए एक पाठ्यपुस्तक के रूप में इसका उपयोग करना संभव बनाता है, जिन्हें पावर इलेक्ट्रॉनिक्स में "विशेषज्ञ" के रूप में प्रशिक्षित किया जाता है। इस प्रकार, प्रस्तावित संस्करण "चार इन वन" सिद्धांत को लागू करता है। पाठ्यक्रम के संबंधित वर्गों पर वैज्ञानिक और तकनीकी साहित्य की समीक्षाएं अलग-अलग वर्गों में जोड़ी गई हैं जो हमें स्नातक और स्नातक छात्रों के लिए सूचना प्रकाशन के रूप में मैनुअल की सिफारिश करने की अनुमति देते हैं।

प्राक्कथन।
पावर इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों के अध्ययन के लिए वैज्ञानिक, तकनीकी और पद्धतिगत नींव।
सिस्टम की कार्यप्रणाली पावर इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों के विश्लेषण के लिए दृष्टिकोण करती है।
वाल्व कन्वर्टर्स में ऊर्जा रूपांतरण की गुणवत्ता के ऊर्जा संकेतक।
विद्युत चुम्बकीय प्रक्रियाओं की गुणवत्ता के ऊर्जा संकेतक।
डिवाइस के तत्वों और उपकरण को संपूर्ण रूप में उपयोग करने की गुणवत्ता के ऊर्जा संकेतक।
वाल्व कन्वर्टर्स का तत्व आधार।
पावर सेमीकंडक्टर डिवाइस।
अपूर्ण रूप से नियंत्रित वाल्व।
पूरी तरह से नियंत्रित वाल्व।
लॉक करने योग्य thyristors, ट्रांजिस्टर।
ट्रांसफॉर्मर और रिएक्टर।
संधारित्र।
विद्युत ऊर्जा के कन्वर्टर्स के प्रकार।
ऊर्जा संकेतकों की गणना के लिए तरीके।
वाल्व कन्वर्टर्स के गणितीय मॉडल।
कन्वर्टर्स के ऊर्जा प्रदर्शन की गणना के लिए तरीके।
एकात्म विधि।
वर्णक्रम विधि।
सीधा तरीका।
अदू विधि।
अदू विधि।
अदू की विधि (1)।
तरीके Adum1, Adum2, Adum (1)।
आदर्श कनवर्टर मापदंडों के साथ एसी टू डीसी प्रक्षेपण का सिद्धांत।
एक प्रणाली के रूप में सही करनेवाला। मूल परिभाषाएँ और संकेतन।
आधार सेल Dt / Ot में प्रत्यावर्ती धारा में प्रत्यावर्ती धारा को परिवर्तित करने के लिए तंत्र।
दो-चरण एकल-चरण वर्तमान शुद्ध (एम 1 \u003d 1, एम 2 \u003d 2, क्यू \u003d 1)।
एकल-चरण पुल सुधारक (एम 1 \u003d एम 2 \u003d 1, क्यू \u003d 2)।
ट्रांस वाइंडिंग कनेक्शन आरेख के साथ तीन-चरण वर्तमान शुद्ध।
त्रिभुज सूत्रधार शून्य आउटपुट (m1 \u003d m2 \u003d 3, q \u200b\u200b\u003d 1) वाला एक तारा है।
स्टार-ज़िगज़ैग-टू-जीरो ट्रांसफ़ॉर्मर वाइंडिंग कनेक्शन आरेख (एम 1 \u003d एम 2 \u003d 3, क्यू \u003d 1) के साथ तीन चरण का वर्तमान शुद्ध।
एक बराबर रिएक्टर (एम 1 \u003d 3, एम 2 \u003d 2 एक्स 3, क्यू \u003d 1) के साथ एक स्टार-रिवर्स स्टार ट्रांसफार्मर की माध्यमिक वाइंडिंग्स के कनेक्शन के साथ एक छह-चरण तीन-चरण वर्तमान शुद्ध।
पुल सर्किट में तीन-चरण वर्तमान शुद्ध (एम 1 \u003d एम 2 \u003d 3, क्यू \u003d 2)।
नियंत्रित रेक्टिफायर। नियंत्रण विशेषता प्रत्यावर्ती धारा को प्रत्यावर्ती तत्वों के वास्तविक मापदंडों को ध्यान में रखते हुए, प्रत्यावर्ती धारा को प्रत्यक्ष धारा में परिवर्तित करने (पुनरावृत्ति के साथ) का सिद्धांत है।
एक वास्तविक ट्रांसफार्मर के साथ एक नियंत्रित रेक्टिफायर में स्विचिंग प्रक्रिया। बाहरी विशेषता।
प्रेरण एलडी के एक सीमित मूल्य पर पीछे ईएमएफ पर सुधारक संचालन का सिद्धांत।
आंतरायिक वर्तमान मोड (? 2? / Qm2)।
अधिकतम निरंतर चालू मोड (\u003d? 2? / Qm2)।
निरंतर वर्तमान मोड (? 2? / Qm2)।
एक संधारित्र चौरसाई फिल्टर के साथ आयताकार ऑपरेशन।
डायरेक्ट करंट लिंक - डिपेंडेंट इनवर्जन मोड में बैक-ईएमएफ के साथ वॉल्व कन्वर्टर में सक्रिय पावर फ्लो की दिशा का उलटा।
आश्रित एकल-चरण वर्तमान इन्वर्टर (एम 1 \u003d 1, एम 2 \u003d 2, क्यू \u003d 1)।
आश्रित तीन-चरण वर्तमान इन्वर्टर (एम 1 \u003d 3, एम 2 \u003d 3, क्यू \u003d 1)।
एनोड और रेक्टिफाइड धाराओं (चेरशेव के नियम) पर रेक्टिफायर के प्राथमिक प्रवाह की सामान्य निर्भरता।
रेक्टिफायर ट्रांसफार्मर और आश्रित इनवर्टर की प्राथमिक धाराओं का वर्णक्रम।
वाल्व कनवर्टर के सुधारा और उल्टे वोल्टेज के स्पेक्ट्रा।
रेक्टिफायर ट्रांसफार्मर के द्वितीयक चरणों की संख्या का अनुकूलन। समतुल्य मल्टीफ़ेज़ रेक्टिफिकेशन सर्किट।
ट्रांसफार्मर की धाराओं और इसकी विशिष्ट शक्ति के प्रभावी मूल्यों पर स्विच करने का प्रभाव।
सुधार और निर्भर उलटा मोड में एक वाल्व कनवर्टर की क्षमता और शक्ति कारक।
दक्षता।
शक्ति तत्व।
पूरी तरह से नियंत्रित वाल्व पर रेक्टीफायर्स।
उन्नत चरण नियंत्रण के साथ सही करनेवाला।
सुधारित वोल्टेज के पल्स-चौड़ाई विनियमन के साथ आयताकार।
मुख्य से खींचे गए वर्तमान को मजबूर करने के साथ आयताकार।
प्रतिवर्ती वाल्व कनवर्टर (प्रतिवर्ती आयताकार)।
मुख्य आपूर्ति के साथ वाल्व कनवर्टर की विद्युत चुम्बकीय संगतता।
रेक्टिफायर इलेक्ट्रिकल डिज़ाइन का मॉडल उदाहरण।
रेक्टिफायर सर्किट चयन (संरचनात्मक संश्लेषण चरण)।
एक नियंत्रित रेक्टिफायर (पैरामीट्रिक संश्लेषण के चरण) के सर्किट तत्वों के मापदंडों की गणना।
निष्कर्ष।
साहित्य।
विषय सूचकांक।

यह सभी देखें

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• 20 अप्रैल, 2011 को जोड़ा गया

नोवोसिबिर्स्क: एनएसटीयू, 1999 ।-- 204 पी। इस पाठ्यपुस्तक का उद्देश्य एफईएस, ईएमएफ के संकायों के छात्रों के लिए (सामग्री की प्रस्तुति की गहराई के दो स्तरों पर) है, जो बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स में "विशेषज्ञ" नहीं हैं, लेकिन जो बिजली, विद्युत, विद्युत प्रणालियों में बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों के उपयोग पर विभिन्न नामों के पाठ्यक्रमों का अध्ययन करते हैं। बोल्डफेस में पाठ्यपुस्तक के वर्गों का उद्देश्य (गहराई के दो स्तरों पर भी ...

ज़िनोवव जी.एस. पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के मूल तत्व। भाग 1

• पीडीएफ प्रारूप
• आकार 1.22 एमबी
• 11 अक्टूबर 2010 को जोड़ा गया

नोवोसिबिर्स्क: NSTU, 1999। इस पाठ्यपुस्तक का उद्देश्य FES, EMF के संकायों के छात्रों के लिए (सामग्री की प्रस्तुति की गहराई के दो स्तरों पर) है, जो पावर इलेक्ट्रॉनिक्स में "विशेषज्ञ" नहीं हैं, लेकिन जो विद्युत शक्ति, विद्युत, विद्युत प्रणालियों में विद्युत इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों के उपयोग पर विभिन्न नामों के पाठ्यक्रमों का अध्ययन करते हैं। ... पाठ्यपुस्तक के अध्यायों का उद्देश्य (गहराई के दो स्तरों पर भी ...

ज़िनोविएव जी.एस. पावर इलेक्ट्रॉनिक्स फंडामेंटल (1/2)

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• जोड़ा जून 19, 2007

पाठ्यपुस्तक। - नोवोसिबिर्स्क: NSTU का प्रकाशन गृह, भाग एक। 1999 ।-- 199 पी। इस पाठ्यपुस्तक का उद्देश्य एफईएस, ईएमएफ के संकायों के छात्रों के लिए (सामग्री की प्रस्तुति की गहराई के दो स्तरों पर) है, जो बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स में "विशेषज्ञ" नहीं हैं, लेकिन जो बिजली, विद्युत, विद्युत प्रणालियों में बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों के उपयोग पर विभिन्न नामों के पाठ्यक्रमों का अध्ययन करते हैं। पाठ्यपुस्तक के अध्यायों को कटा हुआ प्रकार में हाइलाइट किया गया है ...

ज़िनोविएव जी.एस. पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के मूल तत्व। मात्रा 2,3,4

• पीडीएफ प्रारूप
• आकार 2.21 एमबी
• जोड़ा नवंबर 18, 2009

पाठ्यपुस्तक। - नोवोसिबिर्स्क: NSTU के प्रकाशन गृह, भाग दो, तीन और चार। 2000 ।-- 197 पी। पाठ्यपुस्तक का दूसरा भाग, पहले भाग की निरंतरता होने के नाते, 1999 में प्रकाशित, डीसी वोल्टेज के डीसी, डीसी से एसी (स्वायत्त इनवर्टर) के एसी, वोल्टेज के निरंतर या समायोज्य आवृत्ति के एसी वोल्टेज के मूल सर्किट की प्रस्तुति के लिए समर्पित है। सामग्री भी सिद्धांत के अनुसार संरचित है "...

ज़िनोविएव जी.एस. पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के मूल तत्व। मात्रा 5

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• 18 मई 2009 को जोड़ा गया

पाठ्यपुस्तक। - नोवोसिबिर्स्क: NSTU का प्रकाशन गृह, भाग पांच। 2000 ।-- 197 पी। पाठ्यपुस्तक का दूसरा भाग, पहले भाग की निरंतरता होने के नाते, 1999 में प्रकाशित किया गया, डीसी, डीसी से एसी (स्वायत्त इनवर्टर), डीसी वोल्टेज के एसी या वोल्टेज की निरंतर या समायोज्य आवृत्ति के कन्वर्टर्स के मूल सर्किट की प्रस्तुति के लिए समर्पित है। सामग्री भी चार-में-एक सिद्धांत के अनुसार संरचित है ...

ज़िनोविएव जी.एस. पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के मूल तत्व। भाग 2

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नोवोसिबिर्स्क: NSTU, 2000। यह पाठ्यपुस्तक "फंडामेंटल ऑफ पावर इलेक्ट्रॉनिक्स" पाठ्यक्रम के लिए नियोजित तीन में से दूसरा भाग है। पाठ्यपुस्तक का पहला हिस्सा प्रयोगशाला के काम के लिए एक पद्धति संबंधी मार्गदर्शिका से जुड़ता है, जो कि मॉडलिंग पावर इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों PARUS-PARAGRAPH के लिए कुर्सी के कार्यक्रमों के उपयोग से कार्यान्वित की जाती है। पाठ्यपुस्तक के दूसरे भाग की सामग्री कम्प्यूटरीकृत प्रयोगशाला पाठ्यक्रमों द्वारा समर्थित है।

• प्रस्तावना
• परिचय
• पहले अध्याय पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के मुख्य तत्व
  • 1.1। पावर सेमीकंडक्टर डिवाइस
    • 1.1.1। पावर डायोड
    • 1.1.2। विद्युत ट्रांजिस्टर
    • 1.1.3। thyristors
    • 1.1.4। पावर अर्धचालक अनुप्रयोग
  • 1.2। ट्रांसफॉर्मर और रिएक्टर
  • 1.3। संधारित्र
• अध्याय दो। रेक्टिफायर्स
  • 2.1। सामान्य जानकारी
  • 2.2। बुनियादी सुधार सर्किट
    • 2.2.1। एकल-चरण पूर्ण-लहर मिडपॉइंट सर्किट
    • 2.2.2। सिंगल-फ़ेज़ ब्रिज सर्किट
    • 2.2.3। तीन चरण के मिडपॉइंट सर्किट
    • 2.2.4। तीन-चरण पुल सर्किट
    • 2.2.5। मल्टी-ब्रिज सर्किट
    • 2.2.6। रेक्टिफिकेशन सर्किट में रेक्टिफाइड वोल्टेज और प्राइमरी धाराओं की हार्मोनिक रचना
  • 2.3। रेक्टिफायर के स्विचिंग और ऑपरेटिंग मोड
    • 2.3.1। सुधार सर्किट में धाराओं को स्विच करना
    • 2.3.2। रेक्टिफायर की बाहरी विशेषताएं
  • 2.4। रेक्टिफायर की ऊर्जा विशेषताओं और उन्हें सुधारने के तरीके
    • 2.4.1। पावर फैक्टर और रेक्टिफायर की दक्षता
    • 2.4.2। नियंत्रित रेक्टिफायर के शक्ति कारक में सुधार
  • 2.5। कैपेसिटिव लोड और बैक-ईएमएफ के लिए रेक्टिफायर ऑपरेशन की विशेषताएं
  • 2.6। छानने का काम
  • 2.7। तुलनीय शक्ति के एक स्रोत से आयताकार ऑपरेशन
• अध्याय तीन। इनवर्टर और आवृत्ति कन्वर्टर्स
  • 3.1। ग्रिड-चालित इनवर्टर
    • 3.1.1। सिंगल फेज मिडपॉइंट इन्वर्टर
    • 3.1.2। तीन चरण पुल इन्वर्टर
    • 3.1.3। ग्रिड से चलने वाले इन्वर्टर में पावर बैलेंस
    • 3.1.4। ग्रिड चालित इनवर्टर के संचालन की मुख्य विशेषताएं और मोड
  • 3.2। स्टैंडअलोन इनवर्टर
    • 3.2.1। वर्तमान इनवर्टर
    • 3.2.2। वोल्टेज इनवर्टर
    • 3.2.3। थायरिस्टर वोल्टेज इनवर्टर
    • 3.2.4। गुंजयमान इनवर्टर
  • 3.3। फ्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स
    • 3.3.1। डीसी लिंक के साथ आवृत्ति कन्वर्टर्स
    • 3.3.2। प्रत्यक्ष युग्मित आवृत्ति कन्वर्टर्स
  • 3.4। स्वायत्त इनवर्टर के आउटपुट वोल्टेज का विनियमन
    • 3.4.1। नियमन के सामान्य सिद्धांत
    • 3.4.2। वर्तमान इनवर्टर के लिए नियंत्रण उपकरण
    • 3.4.3। शि-आई आरबीटी-पल्स मॉड्यूलेशन (पीडब्लूएम) के माध्यम से आउटपुट वोल्टेज का विनियमन
    • 3.4.4। ज्यामितीय तनाव जोड़
  • 3.5। इनवर्टर और आवृत्ति कन्वर्टर्स के आउटपुट वोल्टेज के आकार में सुधार करने के तरीके
    • 3.5.1। बिजली उपभोक्ताओं पर गैर-साइनसॉइडल वोल्टेज का प्रभाव
    • 3.5.2। इन्वर्टर आउटपुट फिल्टर
    • 3.5.3। फिल्टर के उपयोग के बिना आउटपुट वोल्टेज में उच्च हार्मोनिक्स की कमी
• चौथा अध्याय। रेगुलेटर-स्टेबलाइजर्स और स्थिर संपर्ककर्ता
  • 4.1। एसी वोल्टेज रेगुलेटर
  • 4.2। डीसी नियामक
    • 4.2.1। पैरामीट्रिक स्टेबलाइजर्स
    • 4.2.2। निरंतर स्टेबलाइजर्स
    • 4.2.3। स्विचिंग नियामकों
    • 4.2.4। नाड़ी नियामक संरचनाओं का विकास
    • 4.2.5। Thyristor- संधारित्र डीसी नियामकों लोड करने के लिए पैमाइश ऊर्जा हस्तांतरण के साथ
    • 4.2.6। संयुक्त कन्वर्टर्स-नियामकों
  • 4.3। स्थैतिक संपर्ककर्ता
    • 4.3.1। Thyristoric AC Contactors
    • 4.3.2। डीसी thyristor contactors
• अध्याय पाँच। कनवर्टर नियंत्रण प्रणाली
  • 5.1। सामान्य जानकारी
  • 5.2। परिवर्तित उपकरणों के नियंत्रण प्रणालियों के आरेख
    • 5.2.1। रेक्टिफायर और आश्रित इनवर्टर के लिए नियंत्रण प्रणाली
    • 5.2.2। आवृत्ति कन्वर्टर्स के लिए प्रत्यक्ष युग्मित नियंत्रण प्रणाली
    • 5.2.3। स्टैंड-अलोन इन्वर्टर कंट्रोल सिस्टम
    • 5.2.4। नियामकों-स्टेबलाइजर्स के लिए नियंत्रण प्रणाली
  • 5.3। कनवर्टर प्रौद्योगिकी में माइक्रोप्रोसेसर सिस्टम
    • 5.3.1। विशिष्ट सामान्यीकृत माइक्रोप्रोसेसर संरचनाएं
    • 5.3.2। माइक्रोप्रोसेसर नियंत्रण प्रणाली का उपयोग करने के उदाहरण
• अध्याय छह। बिजली इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के अनुप्रयोग
  • 6.1। तर्कसंगत उपयोग के क्षेत्र
  • 6.2। सामान्य तकनीकी आवश्यकताएं
  • 6.3। आपातकालीन सुरक्षा
  • 6.4। तकनीकी स्थिति का संचालन नियंत्रण और निदान
  • 6.5। कन्वर्टर्स के समानांतर संचालन प्रदान करना
  • 6.6। विद्युतचुंबकीय व्यवधान
• संदर्भ की सूची

परिचय

इलेक्ट्रॉनिक इंजीनियरिंग में, पावर और सूचना इलेक्ट्रॉनिक्स प्रतिष्ठित हैं। पावर इलेक्ट्रॉनिक्स मूल रूप से इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के उपयोग के माध्यम से मुख्य रूप से विभिन्न प्रकार की विद्युत ऊर्जा के रूपांतरण के साथ जुड़े प्रौद्योगिकी के क्षेत्र के रूप में उभरा। भविष्य में, अर्धचालक प्रौद्योगिकियों के क्षेत्र में प्रगति ने बिजली के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की कार्यक्षमता का महत्वपूर्ण रूप से विस्तार करना संभव बना दिया है और, तदनुसार, उनके आवेदन के क्षेत्र।

आधुनिक बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स के उपकरण बिजली के प्रवाह को न केवल एक प्रकार से दूसरे प्रकार में परिवर्तित करने के लिए, बल्कि विद्युत सर्किटों के उच्च गति संरक्षण को व्यवस्थित करने, प्रतिक्रियाशील शक्ति की भरपाई करने आदि के लिए भी संभव बनाते हैं। इन कार्यों, जो विद्युत ऊर्जा उद्योग के पारंपरिक कार्यों से निकटता से संबंधित हैं, ने भी अधिक निर्धारित किया है। पावर इलेक्ट्रॉनिक्स का नाम पावर इलेक्ट्रॉनिक्स है। सूचना इलेक्ट्रॉनिक्स का उपयोग मुख्य रूप से सूचना प्रक्रिया नियंत्रण के लिए किया जाता है। विशेष रूप से, सूचना इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरण विभिन्न वस्तुओं के लिए नियंत्रण और विनियमन प्रणालियों का आधार हैं, जिसमें पावर इलेक्ट्रॉनिक्स डिवाइस शामिल हैं।

हालांकि, बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों के कार्यों और उनके क्षेत्रों के अनुप्रयोग के गहन विस्तार के बावजूद, मुख्य रूप से वैज्ञानिक और तकनीकी समस्याएं और पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में हल किए गए कार्य जुड़े हुए हैं। विद्युत ऊर्जा का रूपांतरण।

विद्युत का उपयोग विभिन्न रूपों में किया जाता है: 50 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ प्रत्यावर्ती धारा के रूप में, प्रत्यक्ष धारा के रूप में (सभी उत्पन्न बिजली का 20% से अधिक), साथ ही एक विशेष रूप से बढ़ी हुई आवृत्ति या धाराओं की वर्तमान बारी (उदाहरण के लिए, स्पंदित, आदि)। यह अंतर मुख्य रूप से उपभोक्ताओं की विविधता और विशिष्टता के कारण होता है, और कुछ मामलों में (उदाहरण के लिए, स्वायत्त विद्युत आपूर्ति प्रणालियों में) और बिजली के प्राथमिक स्रोत।

खपत और उत्पन्न बिजली के प्रकार में विविधता इसके परिवर्तन की आवश्यकता है। बिजली रूपांतरण के मुख्य प्रकार हैं:

• 1) सुधार (वर्तमान करने के लिए वर्तमान चालू करने के लिए रूपांतरण);
• 2) उलटा (वर्तमान चालू करने के लिए प्रत्यक्ष वर्तमान का रूपांतरण);
• 3) आवृत्ति रूपांतरण (एक आवृत्ति की प्रत्यावर्ती धारा का रूपांतरण दूसरी आवृत्ति की प्रत्यावर्ती धारा में होता है)।

रूपांतरण की अन्य, कम सामान्य प्रकार की संख्याएँ भी हैं: वर्तमान तरंग, चरणों की संख्या, आदि। कुछ मामलों में, कई प्रकार के रूपांतरण का एक संयोजन उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, बिजली को अपने मापदंडों की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए परिवर्तित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, वर्तमान के वोल्टेज या आवृत्ति को स्थिर करने के लिए।

बिजली का रूपांतरण विभिन्न तरीकों से किया जा सकता है। विशेष रूप से, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के लिए पारंपरिक इलेक्ट्रिक मशीन इकाइयों के माध्यम से परिवर्तन होता है, जिसमें एक इंजन और एक जनरेटर शामिल होता है, जो एक सामान्य शाफ्ट द्वारा एकजुट होता है। हालांकि, इस रूपांतरण विधि में कई नुकसान निहित हैं: चलती भागों की उपस्थिति, जड़ता, आदि। इसलिए, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में विद्युत रूपांतरण के विकास के समानांतर, बिजली के स्थैतिक रूपांतरण के लिए तरीकों के विकास पर बहुत ध्यान दिया गया था। इनमें से अधिकांश विकास इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी के गैर-रैखिक तत्वों के उपयोग पर आधारित थे। पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के मुख्य तत्व, जो स्थैतिक कन्वर्टर्स बनाने का आधार बने, सेमीकंडक्टर डिवाइस थे। अधिकांश अर्धचालक उपकरणों की चालकता काफी हद तक विद्युत प्रवाह की दिशा पर निर्भर करती है: आगे की दिशा में, उनकी चालकता बड़ी है, विपरीत दिशा में, यह छोटा है (यानी, एक अर्धचालक उपकरण में दो स्पष्ट अवस्थाएं होती हैं: खुली और बंद)। सेमीकंडक्टर डिवाइस अनियंत्रित और नियंत्रित होते हैं। उत्तरार्द्ध में, कम शक्ति नियंत्रण दालों के माध्यम से उनकी उच्च चालकता (चालू करना) की शुरुआत के क्षण को नियंत्रित करना संभव है। सेमीकंडक्टर उपकरणों के अध्ययन के लिए समर्पित पहला घरेलू काम और बिजली को परिवर्तित करने के लिए उनका उपयोग शिक्षाविदों V.F.Mitkevich, N.D. पेल्लेक्सी और अन्य लोगों के काम थे।

1930 के दशक में, यूएसएसआर और विदेशों में गैस-डिस्चार्ज डिवाइस (पारा वाल्व, थायरेट्रॉन, गैसोट्रॉन, आदि) व्यापक रूप से फैल गए थे। इसके साथ ही गैस-डिस्चार्ज उपकरणों के विकास के साथ, बिजली रूपांतरण का सिद्धांत विकसित किया गया था। मुख्य प्रकार के सर्किट विकसित किए गए थे और वैकल्पिक वर्तमान के सुधार और व्युत्क्रम के दौरान होने वाली विद्युत चुम्बकीय प्रक्रियाओं पर व्यापक शोध किया गया था। उसी समय, स्वायत्त इनवर्टर के सर्किट के विश्लेषण पर पहला काम दिखाई दिया। आयन कन्वर्टर्स के सिद्धांत के विकास में, सोवियत वैज्ञानिकों I.L कगनोव, M.A.Cernernhev, D.A.Zavalishin, साथ ही विदेशी लोगों के काम द्वारा एक महान भूमिका निभाई गई थी: K. Müller-Lubeck, M. Demontvinier, V. Schilling, और अन्य।

कनवर्टर प्रौद्योगिकी के विकास में एक नया चरण 50 के दशक के अंत में शुरू हुआ, जब शक्तिशाली अर्धचालक उपकरण - डायोड और थाइरिस्टर - दिखाई दिए। सिलिकॉन के आधार पर विकसित किए गए ये उपकरण गैस-डिस्चार्ज उपकरणों के प्रदर्शन में बहुत बेहतर हैं। उनके पास छोटे आयाम और वजन हैं, दक्षता का एक उच्च मूल्य है, एक विस्तृत तापमान सीमा में संचालन करते समय गति और बढ़ी हुई विश्वसनीयता है।

पावर सेमीकंडक्टर उपकरणों के उपयोग ने पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के विकास को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित किया है। वे सभी प्रकार के अत्यधिक कुशल परिवर्तित उपकरणों के विकास का आधार बन गए। इन विकासों में, कई मौलिक रूप से नए सर्किटरी और डिजाइन समाधानों को अपनाया गया था। बिजली के लिए बिजली अर्धचालक उपकरणों के औद्योगिक आत्मसात ने इस क्षेत्र में अनुसंधान और विकास को तेज किया है और नई प्रौद्योगिकियों का निर्माण किया है। बिजली अर्धचालक उपकरणों की बारीकियों को ध्यान में रखते हुए, पुराने को परिष्कृत किया गया था और सर्किट विश्लेषण के नए तरीके विकसित किए गए थे। स्वायत्त इनवर्टर, आवृत्ति कन्वर्टर्स, डीसी नियामकों और कई अन्य लोगों के सर्किटों के वर्गों में काफी विस्तार हुआ है, और नए प्रकार के पावर इलेक्ट्रॉनिक्स डिवाइस दिखाई दिए हैं - प्राकृतिक और कृत्रिम कम्यूटेशन के साथ स्थिर संपर्ककर्ता, थायरिस्टर रिएक्टिव पावर कम्पेसाटर, वोल्टेज लिमिटर्स के साथ उच्च गति वाले सुरक्षा उपकरण आदि।

बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स के प्रभावी उपयोग के मुख्य क्षेत्रों में से एक इलेक्ट्रिक ड्राइव बन गया है। डीसी इलेक्ट्रिक ड्राइव के लिए, थायरिस्टर इकाइयां और पूर्ण उपकरण विकसित किए गए हैं, जो धातु विज्ञान, मशीन टूल बिल्डिंग, परिवहन और अन्य उद्योगों में सफलतापूर्वक उपयोग किए जाते हैं। थियोरिस्टर्स के विकास ने चर एसी ड्राइव के क्षेत्र में महत्वपूर्ण प्रगति की है।

अत्यधिक कुशल उपकरणों का निर्माण किया गया है जो विद्युत-आवृत्तियों को विद्युत-मोटरों की गति को नियंत्रित करने के लिए परिवर्तनीय-आवृत्ति वाले विद्युत-धारा में परिवर्तित करते हैं। प्रौद्योगिकी के विभिन्न क्षेत्रों के लिए स्थिर आउटपुट मापदंडों के साथ कई प्रकार के आवृत्ति कन्वर्टर्स विकसित किए गए हैं। विशेष रूप से, धातु के प्रेरण हीटिंग के लिए, उच्च-आवृत्ति शक्तिशाली थायरिस्टर इकाइयां बनाई गई हैं, जो इलेक्ट्रिक मशीन इकाइयों की तुलना में उनके सेवा जीवन में वृद्धि के कारण एक बड़ा तकनीकी और आर्थिक प्रभाव देती हैं।

सेमीकंडक्टर कन्वर्टर्स की शुरूआत के आधार पर, मोबाइल इलेक्ट्रिक ट्रांसपोर्ट के लिए विद्युत सबस्टेशनों का पुनर्निर्माण किया गया था। विद्युत चुम्बकीय और रासायनिक उद्योगों में कुछ तकनीकी प्रक्रियाओं की गुणवत्ता को आउटपुट वोल्टेज और वर्तमान के गहन विनियमन के साथ रेक्टिफायर इकाइयों की शुरूआत के कारण काफी सुधार किया गया है।

अर्धचालक कन्वर्टर्स के फायदों ने निर्बाध बिजली आपूर्ति प्रणालियों में उनके व्यापक उपयोग को निर्धारित किया है। उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स (वोल्टेज नियामकों, आदि) के क्षेत्र में बिजली इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के आवेदन के क्षेत्र का विस्तार हुआ है।

80 के दशक की शुरुआत के बाद से, इलेक्ट्रॉनिक्स के गहन विकास के लिए धन्यवाद, "पावर इलेक्ट्रॉनिक्स" उत्पादों की एक नई पीढ़ी का निर्माण शुरू हो गया है। इसके लिए आधार नए प्रकार के पावर सेमीकंडक्टर उपकरणों का विकास और औद्योगिक विकास था: लॉक करने योग्य थियोरिस्टर, बाइपोलर ट्रांजिस्टर, एमओएस ट्रांजिस्टर, आदि। सेमीकंडक्टर उपकरणों की गति, डायोड और थाइरिस्टर के सीमित मापदंडों के मूल्यों, विभिन्न प्रकार के अर्धचालक उपकरणों के निर्माण के लिए एकीकृत और संकर प्रौद्योगिकियों का विकास हुआ है, और परिवर्तित उपकरणों को नियंत्रित करने और मॉनिटर करने के लिए माइक्रोप्रोसेसर तकनीक व्यापक रूप से शुरू की गई है।

नए तत्व आधार के उपयोग ने इस तरह के महत्वपूर्ण तकनीकी और आर्थिक संकेतकों को दक्षता, द्रव्यमान के विशिष्ट मूल्यों और मात्रा, विश्वसनीयता, आउटपुट मापदंडों की गुणवत्ता, आदि के रूप में मौलिक रूप से सुधार करना संभव बनाया। शक्ति रूपांतरण की आवृत्ति बढ़ाने की प्रवृत्ति निर्धारित की गई। वर्तमान में, सुपरसोनिक रेंज की आवृत्तियों पर बिजली के मध्यवर्ती रूपांतरण के साथ कम और मध्यम बिजली की लघु माध्यमिक बिजली की आपूर्ति विकसित की गई है। उच्च आवृत्ति (1 मेगाहर्ट्ज से अधिक) रेंज के विकास ने उपकरणों को परिवर्तित करने और तकनीकी प्रणालियों के हिस्से के रूप में उनकी विद्युत चुम्बकीय संगतता सुनिश्चित करने के लिए वैज्ञानिक और तकनीकी समस्याओं के एक सेट को हल करने की आवश्यकता को जन्म दिया है। उच्चतर आवृत्तियों के संक्रमण के कारण प्राप्त तकनीकी और आर्थिक प्रभाव ने इन समस्याओं को हल करने की लागतों के लिए पूरी तरह से मुआवजा दिया। इसलिए, वर्तमान में, मध्यवर्ती उच्च-आवृत्ति लिंक के साथ कई प्रकार के परिवर्तित डिवाइस बनाने की प्रवृत्ति जारी है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पारंपरिक सर्किट में पूरी तरह से नियंत्रित उच्च गति अर्धचालक उपकरणों का उपयोग नए ऑपरेटिंग मोड प्रदान करने में उनकी क्षमताओं को काफी बढ़ाता है और इसलिए, बिजली इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के नए कार्यात्मक गुण।