Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для общего преобразования энергии (например, тепла в электрическую энергию ) см. Преобразование энергии .
Часть серии по
Энергетика
Преобразование электроэнергии
Электроэнергетическая инфраструктура
Компоненты электроэнергетических систем

Во всех областях электротехники , преобразование энергии представляет собой процесс преобразования электрической энергии из одной формы в другую. Силовой преобразователь представляет собой электрическое или электромеханическое устройство для преобразования электрической энергии. Преобразователь мощности может преобразовывать переменный ток (AC) в постоянный (DC) и наоборот; измените напряжение или частоту тока или выполните комбинацию этих действий. Преобразователь мощности может быть таким же простым, как трансформатор, или может быть гораздо более сложной системой, такой как резонансный преобразователь.. Термин может также относиться к классу электрических машин , который используется для преобразования одной частоты в переменный ток в другой. Системы преобразования энергии часто включают резервирование и регулирование напряжения .

Преобразователи мощности классифицируются в зависимости от типа преобразования энергии, которое они делают. Один из способов классификации систем преобразования энергии - в зависимости от того, являются ли вход и выход переменным или постоянным током. Наконец, задача всех преобразователей мощности состоит в том, чтобы  обрабатывать и контролировать поток электроэнергии, подавая напряжения и токи в форме, оптимально подходящей для пользовательских нагрузок . [1]

Преобразование мощности постоянного тока [ править ]

DC в DC [ править ]

Основная статья: преобразователь постоянного тока в постоянный

Следующие устройства могут преобразовывать постоянный ток в постоянный: [ требуется дополнительное объяснение ]

  • Линейный регулятор
  • Регулятор напряжения
  • Мотор-генератор
  • Поворотный преобразователь
  • Импульсный источник питания

DC в AC [ править ]

Следующие устройства могут преобразовывать постоянный ток в переменный: [ требуется дополнительное объяснение ]

  • Инвертор мощности
  • Мотор-генератор
  • Поворотный преобразователь
  • Импульсный источник питания

Преобразование мощности переменного тока [ править ]

AC в DC [ править ]

Следующие устройства могут преобразовывать переменный ток в постоянный: [ требуется дополнительное объяснение ]

  • Выпрямитель
  • Блок питания от сети (БП)
  • Мотор-генератор
  • Поворотный преобразователь
  • Импульсный источник питания

AC в AC [ править ]

Основная статья: преобразователь переменного тока в переменный

Следующие устройства могут преобразовывать переменный ток в переменный: [ требуется дополнительное объяснение ]

  • Трансформатор или автотрансформатор
  • Преобразователь напряжения
  • Регулятор напряжения
  • Циклоконвертер
  • Трансформатор переменной частоты
  • Мотор-генератор
  • Поворотный преобразователь
  • Импульсный источник питания

Другие системы [ править ]

Основная статья: Трехфазная электроэнергия

Существуют также устройства и способы преобразования между энергосистемами, рассчитанными на однофазную и трехфазную работу.

Стандартное напряжение питания и частота варьируются от страны к стране, а иногда и внутри страны. В Северной Америке и северной части Южной Америки оно обычно составляет 120 вольт, 60  герц (Гц), но в Европе, Азии, Африке и многих других частях мира оно обычно составляет 230 вольт, 50 Гц. [2] Самолеты часто используют внутреннее питание 400 Гц, поэтому преобразование частоты 50 Гц или 60 Гц в 400 Гц необходимо для использования в наземном блоке питания, используемом для питания самолета, когда он находится на земле. И наоборот, внутренняя внутренняя мощность 400 Гц может быть преобразована в 50 Гц или 60 Гц для удобных розеток, доступных пассажирам во время полета.

Некоторые специализированные схемы также можно рассматривать как преобразователи мощности, например подсистему обратного трансформатора, питающую ЭЛТ , генерирующую высокое напряжение с частотой примерно 15 кГц.

Потребительская электроника обычно включает в себя адаптер переменного тока (тип источника питания ) для преобразования переменного тока сетевого напряжения в постоянный ток низкого напряжения, пригодный для потребления микрочипами. Потребительские преобразователи напряжения (также известные как «дорожные преобразователи») используются при поездках между странами, которые используют сетевое питание ~ 120 В по сравнению с ~ 240 В переменного тока. (Существуют также потребительские «адаптеры», которые просто образуют электрическое соединение между двумя вилками и розетками переменного тока разной формы , но они не изменяют ни напряжение, ни частоту.)

Зачем использовать трансформаторы в преобразователях мощности [ править ]

Трансформаторы используются в преобразователях мощности для включения:

  • Электрическая изоляция
  • Понижение или повышение напряжения

Вторичный контур является плавающим, когда вы касаетесь вторичного контура, вы просто перетаскиваете его потенциал к потенциалу вашего тела или потенциалу земли. По вашему телу не будет протекать ток. Вот почему вы можете безопасно использовать свой мобильный телефон во время зарядки, даже если ваш мобильный телефон имеет металлический корпус и подключен к вторичной цепи.

Преобразователи мощности, работающие на высокой частоте и потребляющие малую мощность, имеют трансформаторы гораздо меньшего размера по сравнению с трансформаторами основной частоты и высокой мощности. Обычно в энергосистемах трансформаторы передают мощность одновременно, бесплатно! Ток в первичной обмотке трансформатора играет две роли:

  • Он устанавливает взаимный поток в соответствии с законом Ампера.
  • Он уравновешивает размагничивающий эффект тока нагрузки во вторичной обмотке.

Трансформатор обратноходового преобразователя работает иначе, как индуктор. В каждом цикле трансформатор обратноходового преобразователя сначала заряжается, а затем передает свою энергию нагрузке. Соответственно, воздушный зазор трансформатора обратноходового преобразователя выполняет две функции. Он не только определяет индуктивность, но и накапливает энергию. Для обратного преобразователя зазор трансформатора может выполнять функцию передачи энергии через циклы зарядки и разрядки.

Относительная проницаемость керна может быть> 1000, даже> 10000. В то время как воздушный зазор имеет гораздо меньшую проницаемость, соответственно, имеет более высокую плотность энергии.

См. Также [ править ]

  • Каскадный преобразователь
  • Мотор-генератор
  • Резонансный преобразователь
  • Поворотный преобразователь

Ссылки [ править ]

  1. ^ Петрочелли, R. (2015). «Одноквадрантные преобразователи мощности с переключаемым режимом». В Бейли, Р. (ред.). Труды Школы акселераторов CAS – CERN: Преобразователи мощности . Женева: ЦЕРН . п. 15. arXiv : 1607.02868 . DOI : 10,5170 / CERN-2015-003 . ISBN 9789290834151.
  2. ↑ Electric Power Around the World. Архивировано 6 сентября 2009 г.в Wayback Machine , Kropla.com.
  • Авраам И. Прессман (1997). Импульсный источник питания . Макгроу-Хилл. ISBN 0-07-052236-7 . 
  • Нед Мохан, Торе М. Унделэнд, Уильям П. Роббинс (2002). Силовая электроника: преобразователи, применение и дизайн . Вайли. ISBN 0-471-22693-9 . 
  • Фанг Линь Ло, Хун Е, Мухаммад Х. Рашид (2005). Цифровая силовая электроника и приложения . Эльзевир. ISBN 0-12-088757-6 . 
  • Фанг Линь Ло, Хун Е (2004). Усовершенствованные преобразователи постоянного тока в постоянный . CRC Press. ISBN 0-8493-1956-0 . 
  • Минглян Лю (2006). Демистификация схем с коммутируемыми конденсаторами . Эльзевир. ISBN 0-7506-7907-7 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Общее описание преобразователей постоянного тока в постоянный
  • Производитель преобразователей частоты 50 Гц, 60 Гц и 400 Гц в США
  • GlobTek, Inc. Глоссарий терминов по электроснабжению и преобразованию энергии