1 / 59

UČINSKA ELEKTRONIKA

UČINSKA ELEKTRONIKA. POWER ELECTRONICS. LEISTUNGSELEKTRONIK. Definicija učinske elektronike

sawyer-summers
Download Presentation

UČINSKA ELEKTRONIKA

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. UČINSKA ELEKTRONIKA POWER ELECTRONICS LEISTUNGSELEKTRONIK

  2. Definicija učinske elektronike Definicija mora iskazati u koje veće područje spada predmet definicije i u čemu se predmet definicije razlikuje od tog većeg područja. Dakle, mora se iskazati najbliži rod (genus proximum) i vrsna razlika (differentia specifica). Energetska elektronika je dio elektronike (najbliži rod) koji se koristi za pretvorbu obilježja električne energije i za upravljanje tokom električne energije (vrsna razlika). Važno je da se pretvorba obilježja odvija uz veliku djelotvornost.

  3. Definicija učinske elektronike U definiciji javljaju se dva ključna pojma: elektronika i obilježja električne energije. Elektronika je grana znanosti i tehnike koja obuhvaća izučavanje i primjenu onih pojava povezanih s gibanjem slobodnih elektrona i električki nabijenih čestica u vakuumu, plinovima, tekućinama i poluvodičima koje se ostvaruju u komponentama elektroničkih uređaja. Dakle, ako neki sklop sadrži elektroničku komponentu onda je to elektronički sklop i pripada grani znanosti koja se naziva elektronika. Obilježja električne energije su: valni oblik napona, valni oblik struje, frekvencija i broj faza.

  4. Analizirajmo sljedeći problem ISTOSMJERNI PRETVARAČ (DC/DC) Napon izvora: 100 V Trošilo: 50 V, 10 A, 500 W Kako se ovaj pretvarač može ostvariti?

  5. Pokušajmo pomoću disipativne komponente…promjenjivi otpornik

  6. ……ili možda pomoću tranzistora u linearnom području rada Linearno pojačalo i upravljanje strujom baze

  7. Pokušajmo pomoću preklopke Položaj preklopke

  8. Preklopka mijenja srednju vrijednost napona na trošilu – obilježje električne energije faktor opterećenja sklopke sklopna perioda Položaj preklopke sklopna frekvencija Istosmjerna komponenta srednja vrijednost

  9. Dodavanje niskopropusnog filtra “gladi” napon na trošilu maleni Potrebno je odabrati filtar presječne frekvencije f0 mnogo manje od sklopne frekvencije fS. Kasnije će te ovaj sklop prepoznati kao silazni istosmjerni pretvarač !

  10. Gdje sve susrećemo učinsku elektroniku ? …pogledajmo elektroenergetski sustav

  11. Primjeri trošila učinske elektronike Procesna industrija - istosmjerni elektromotorni pogoni - izmjenični elektromotorni pogoni - elektrotermija - elektrokemija Napajanje električnom energijom - neprekinuto napajanje izmjeničnim naponom - neprekinuto napajanje istosmjernim naponom - uklapanje i isklapanje trošila

  12. Primjeri trošila učinske elektronike Stanovi i uredi - klimatizacija (grijanje i hlađenje) - rasvjeta - računala i uredska oprema - dizala

  13. Učinska elektronika i elektroenergetika u budućnosti ???

  14. Učinska elektronika i elektroenergetika u budućnosti ???

  15. Važne buduće primjene učinske elektronike • -primjena i prilagodba novih i alternativnih izvora energije (vjetar, sunce, gorive ćelije, …) • - bolja kvaliteta i dostupnost električne energije • (FACTS, SVC, UPFC, …) • novi materijali za poluvodičke sklopke (SiC) • primjena u transportnim sustavima na zemlji, tračnicama, moru,…

  16. Različite tehnologije pretvorbe energije vjetra

  17. Zastupljenost pojedinih izvora električne energije u Europi

  18. Različite tehnologije pretvorbe energije sunca

  19. Klasični tiristorski i neki napredni sustavi za kompenzaciju

  20. Primjena u željezničkom transportu Elektromotorni pogoni vlakova Pretvorba 3-faznog u jednofazni sustav napajanja

  21. Podaci tiristora: probojni napon 7 kV, sklopna snaga 10 MW, promjer silicijeve pločice 150 mm. Jedna grana usmjerivača istosmjernog veleprijenosa

  22. Primjena učinske elektronike u elektroenergetici … Krajnja stanica istosmjernog veleprijenosa (Brazil)

  23. Vratimo se sada malo u prošlost Načela energetske elektronike bila su poznata i početkom prošlog stoljeća (1935.)

  24. I danas se mogu prepoznati ovakvi pretvarački sklopovi

  25. Učinska elektronika razvijala se i u Hrvatskoj

  26. Tiristorski usmjerivač – HE Đerdap Tiristorski usmjerivač za napajanje uzbude sinkronog generatora u HE Đerdap (1500 V, 1500 A, Končar)

  27. Diodni ispravljač za napajanje istosmjernih motora na diodnoj lokomotivi (Končar)

  28. Napajanje vučnih motora tiristorske lokomotive

  29. Izmjenjivač (4 kVA, 115 V) za napajanje izmjeničnih trošila na podmornici

  30. I danas, nastavljajući tradiciju, Hrvatska proizvodi sofisticirane uređaje učinske elektronike Novi zagrebački električni tramvaj. Končar – Institut za elektrotehniku razvio je glavni EMP-on i pretvarač za napajanje pomoćnih pogona, proizvodnja u tvornici Končar – INEM.

  31. Podaci tramvaja (serija TMK 2200) – duljina: 31,5 m – širina: 2,3 m – visina: 3,4 m – visina poda od ceste: 30-35 cm – težina kompozicije: 36 t – gustoća putnika: četiri osobe/m2 – najveća brzina: 70 km/sat – pogonska postolja: 3 – motori (asinkroni): 65 kW (trajna snaga) – pojna mreža (istosmjerna): 600 V (+20%, –30%)

  32. Elektronička energetska (učinska) pretvorba Mijenjanje jednog ili više obilježja električne energije bez značajnog gubitka snage upotrebom elektroničkih komponenti. Elektronički učinski pretvarači spajaju dva, po nekom od obilježja električne energije, različita električka sustava.

  33. Vrste elektroničke energetske pretvorbe ISPRAVLJANJE ∼ – ISTOSMJERNA PRETVORBA IZMJENIČNA PRETVORBA – ∼ ∼ – tok energije IZMJENJIVANJE IZRAVNA IZRAVNA ISTOSMJERNA PRETVORBA IZMJENIČNA PRETVORBA NEIZRAVNA NEIZRAVNA

  34. Primjer ispravljanja (izmjenično-istosmjerna pretvorba, AC/DC)

  35. Ovo je važno, zapamtite ! Objašnjenje crtanja trofaznog sustava napona: - najprije se nacrta trokutna funkcija, - zatim se povuku paralele na dvostrukoj amplitudi trokutne funkcije i - dodaju vrhovi sinusoida.

  36. Primjer izmjenjivanja (istosmjerno-izmjenična pretvorba, DC/AC)

  37. Najjednostavniji primjer izravne izmjenične pretvorbe (AC/AC), jednofazni regulator napona

  38. Nešto složeniji primjer izravne izmjenične pretvorbe (izmjenično-izmjenična pretvorba (AC/AC))

  39. Načelo neizravne izmjenične pretvorbe

  40. Primjer neizravne izmjenične pretvorbe ispravljač izmjenjivač neizravni izmjenični pretvarač

  41. Još jedan primjer izravne istosmjerne pretvorbe (DC/DC), tiristorski čoper

  42. Načelo neizravne istosmjerne pretvorbe

  43. Primjer neizravne istosmjerne pretvorbe Ovo je jedan od simbola IGBT-a.

  44. Usporedba informacijske a) i učinske b) elektronike

  45. Već smo napomenuli da je u učinskoj elektronici ključna djelotvornost Visoka djelotvornost znači male gubitke u pretvaraču. U tom su slučaju ostvarive male izmjere uređaja i pouzdan rad. Djelotvornost je dobar pokazatelj ponašanja pretvarača.

  46. Pokazatelji procesa pretvorbe Djelotvornost: djelatna snaga trošila djelatna snaga pojne mreže Stupanj djelovanja procesa pretvorbe: djelatna snaga na željenoj frekvenciji djelatna snaga pojne mreže Faktor snage: djelatna snaga pojne mreže prividna snaga pojne mreže

  47. Primjer izračuna stupnja djelovanja procesa pretvorbe djelatna snaga na željenoj frekvenciji djelatna snaga pojne mreže

More Related