Микропроцессорные и гибридные аппараты. Занятие №28. Гибридные электрические аппараты

Содержание

Слайд 2

Вопросы занятия: Гибридные аппараты постоянного тока. Способы соединения ключей. Гибридные аппараты

Вопросы занятия:
Гибридные аппараты постоянного тока. Способы соединения ключей.
Гибридные аппараты переменного тока.
ЛИТЕРАТУРА:
1.

Щербаков Е.Ф., Александров Д.С.: Электрические аппараты: Уч. пос. - М.: Форум, НИЦ ИНФРА-М, 2018 - 303 с.
2. Электрические аппараты управления и автоматики: учеб. пособие / С.М. Аполлонский, Ю.В. Куклев, В.Я. Фролов. - Санкт-Петербург: Лань, 2017. – 256 с.
3. Электронные аппараты: учебник и практикум для академического бакалавриата / под ред. П. А. Курбатова. - М.: Издательство Юрайт, 2017. - 195 с.
4. Электрические аппараты: учебник и практикум для академического бакалавриата / под ред. П. А. Курбатова. - М.: Издательство Юрайт, 2017. - 250 с.
5. Электрические и электронные аппараты: электронный учебник / Сулима А.А., Гнутиков А.Н., Клавдиев А.А. – СПб. – МВАА, 2019.
6. Основы теории электрических аппаратов / Под ред. П.А. Курбатова. – СПб.: Издательство «Лань», 2019. – 592 с.

2

Слайд 3

Учебный вопрос №1 Гибридные аппараты постоянного тока. Способы соединения ключей 3

Учебный вопрос №1
Гибридные аппараты постоянного тока. Способы соединения ключей

3

Слайд 4

По статическим ВАХ, зависящим от проводимости во включенном и выключенном состояниях,

По статическим ВАХ, зависящим от проводимости во включенном и выключенном состояниях,

электромеханические ключи приближаются к идеальным.
По динамическим ВАХ, характеризующим быстродействие, статические ключи приближаются к идеальным.
Электромеханические и статические коммутационные аппараты не исключают друг друга, а дополняют и расширяют область рациональных технических решений задач коммутации.

1 вопрос

4

Слайд 5

Статические и электромеханические ключи существен­но различаются по следующим показателям: возможностям и

Статические и электромеханические ключи существен­но различаются по следующим показателям:
возможностям и способам

отвода электроэнергии при коммутационных процессах;
управлению коммутационным процессом;
стойкости к перегрузкам по току и перенапряжениям;
количеству коммутаций;
наличию гальванической развязки между цепями источника, нагрузки и управления.
Гибридными коммутационными аппаратами называются комбинированные аппараты для коммутации цепей постоянного тока посредством как статических, так и электромеханических силовых ключей.

1 вопрос

5

Слайд 6

Целью такой комбинации является объединение положительных качеств электромеханических и статических аппаратов,

Целью такой комбинации является объединение положительных качеств электромеханических и статических аппаратов,

а также достижение новых положительных эффектов, улучшающих технико-экономические показатели. Электромеханические ключи позволяют получить низкие значения падения напряжения в проводящем состоянии и хорошую гальваническую развязку в выключенном состоянии. Статические ключи обес­печивают высокое быстродействие и позволяют регулировать параметры электроэнергии в коммутируемой цепи.
Положительным результатом гибридной коммутации является также возможность существенного облегчения режима коммутации электромеханических ключей в условиях совместной работы со статическими.

1 вопрос

6

Слайд 7

Рисунок 1. Принцип гибридной коммутации: а - принципиальная схема; б -

Рисунок 1. Принцип гибридной коммутации:
а - принципиальная схема;
б - диаграммы тока;


в - временная характеристика дуги.

1 вопрос

7

Слайд 8

Рисунок 2. Гибридный контактор параллельного типа: а - принципиальная схема; б

Рисунок 2. Гибридный контактор параллельного типа:
а - принципиальная схема; б - диаграммы

токов.

В гибридном аппарате с параллельным соединением ключей сохраняются быстродействие при включении, присущее статическим ключам, и низкие потери мощности во включенном состоянии, характерные для электромеханических контактов

1 вопрос

8

Слайд 9

Рисунок 3. Гибридный контактор последовательного типа: а - принципиальная схема; б

Рисунок 3. Гибридный контактор последовательного типа: а - принципиальная схема; б -

диаграммы токов и напряжений.

Гибридный аппарат с последовательным соединением ключей позволяет реализовывать быстродействие статических ключей при выключении

1 вопрос

9

Слайд 10

Параллельное соединение ключей. Включение гибридного контактора в схеме с параллельным соединением

Параллельное соединение ключей. Включение гибридного контактора в схеме с параллельным соединением

транзисторов и электромеханических контакторов (рис. 2) происходит в следующей последовательности. В момент времени t1 системой управления СУ формируются сигналы на включение транзистора VT и контактора К. Транзистор включается практически мгновенно и через него начинает протекать ток нагрузки iн . В общем случае нагрузка обычно имеет активно-индуктивный характер. В этом случае ток iн будет плавно нарастать по экспоненциальному закону до установившегося значения. С задержкой времени, обусловленной инерционностью электромеханического контактора, в момент времени t2 замыкаются контакты К, шунтируя транзистор VT. В результате ток нагрузки iн , переходит в контакт К.

1 вопрос

10

Слайд 11

Для выключения гибридного контактора необходимо в СУ сформировать сигналы на включение

Для выключения гибридного контактора необходимо в СУ сформировать сигналы на включение

транзистора VT и выключение контактора К. При подаче этих сигналов в момент времени t3 транзистор VT оказывается подготовленным к переходу в проводящее состояние, а контактор К начинает выключаться. В начальный период замыкания контактов, через которые протекает ток нагрузки, на них возникает короткая электрическая дуга. На рис. 2,б показан начальный участок характеристики изменения напряжения на контактах К при их размыкании. Полярность напряжения на контактах по мере его нарастания, для транзистора VT является прямой, и он переходит в проводящее состояние. В результате ток iVT увеличивается, а ток в контактах контактора iк уменьшается (рис. 2,б). С учетом быстродействия транзистора переход тока можно считать практически мгновенным.

1 вопрос

11

Слайд 12

После завершения перехода тока iн в транзистор контакты контактора К продолжают

После завершения перехода тока iн в транзистор контакты контактора К продолжают

размыкание, но уже в обесточенном состоянии. В результате в контакторе К не развивается процесс плазменной дуги и его выключение происходит в облегченном режиме.
Если выключение контактора происходит при низком напряжении, равном напряжению на проводящем насыщенном транзисторе, то все процессы коммутации (при включении и выключении) происходят в облегченном для электромеханического контактора режимах. Следствием этого является минимальный электрический износ контактов и, соответственно, увеличение ресурса их работы. Кроме того, отсутствие дугообразования позволяет значительно упростить конструкцию контактора и повысить его экономичность при использовании в условиях гибридного аппарата.

1 вопрос

12

Слайд 13

После окончания размыкания контактора К в момент времени t4 прекращается подача

После окончания размыкания контактора К в момент времени t4 прекращается подача

отпирающего импульса от СУ, транзистор VT выключается, и источник Е оказывается отключенным от нагрузки Zн . При активно-индуктивном характере нагрузки ток индуктивной составляющей после выключения транзистора VT протекает через обратный диод VD (рис. 2,а).

1 вопрос

13

Слайд 14

Последовательное соединение ключей. Схема силовой части ап­парата с последовательным соединением транзистора

Последовательное соединение ключей. Схема силовой части ап­парата с последовательным соединением транзистора

и электромеха­нического контактора приведена на рис. 3,а. Предположим, что в исходном состоянии гибридный контактор выключен и напряжение источника Е приложено к разомкнутым контактам контактора К, так как их сопротивление существенно больше сопротивления выключенного транзистора VT. При включении гибридного контактора в момент времени t1 в СУ формируются сигналы на включение контак­тора К и транзистора VT. После срабатывания контактора К в момент времени (t1 – t2) к транзистору приложено прямое напряжение и он переходит в проводящее состояние в режиме насыщения. При выклю­чении цепи СУ формирует сигналы на выключение транзистора VT и отключение контактора К.

1 вопрос

14

Слайд 15

Благодаря быстродействию первым (в момент времени t3) выключается транзистор VT и

Благодаря быстродействию первым (в момент времени t3) выключается транзистор VT и

отключает нагрузку Zн от источника напряжения Е.
Индуктивная составляющая тока нагрузки начинает протекать через обратный диод VD. Затем, в момент времени t4 , размыкаются контакты контактора К. Размыкание контактов контактора К как при выключении, так и при включении в этой схеме происходит без токовой нагрузки, т. е. на холостом ходу. Дугообразование в электромеханических контактах не возникает, и их электрическая стойкость существенно возрастает.

1 вопрос

15

Слайд 16

Рисунок 4. Гибридный контактор параллельно-последовательного типа: а - принципиальная схема; б

Рисунок 4. Гибридный контактор параллельно-последовательного типа:
а - принципиальная схема; б -

диаграммы тока

Параллельно-последовательное соединение ключей

1 вопрос

16

Слайд 17

Параллельно-последовательное соединение ключей (рис. 4). В этой схеме два электромеханических контакта

Параллельно-последовательное соединение ключей (рис. 4). В этой схеме два электромеханических контакта

К1 и К2: К.1 подключен параллельно транзистору, а К2 - последовательно. Эти контакты могут иметь общий привод, но при этом должна обеспечиваться задержка на размыкание и опережение на включение контакта К1 относительно контакта К2. Рассмотрим последовательность замыкания и размыкания ключей при включении и выключении аппарата (рис. 4,б).
Предположим, что исходным состоянием гибридного аппарата является состояние «выключено». В момент времени t1 система управления формирует импульсы на включение силовых ключей VT, К1 и К2. Первым должен включиться контакт К2, после чего практически мгновенно переходит в проводящее состояние транзистор VT, так как на него подан отпирающий сигнал управления.

1 вопрос

17

Слайд 18

Затем в момент времени t3 замыкаются контакты К1, и ток на­грузки

Затем в момент времени t3 замыкаются контакты К1, и ток на­грузки

переходит из цепи транзистора в цепь контакта К1. На этом включение гибридного аппарата заканчивается.
Выключение аппарата происходит следующим образом. В момент времени t4 , формируются сигналы на размыкание контактов К1 и К2. Сначала начинает размыкаться контакт К1, и в момент времени t5 ток переходит в транзистор VT. При этом протекают процессы, аналогичные рассмотренным для схемы с параллельным соединением контактов. После перехода тока нагрузки в транзистор VT в момент времени t6, формируется сигнал на запирание транзистора, и источник напряжения Е оказывается отключенным от цепи нагрузки. Индуктивная часть тока нагрузки при этом начинает протекать через обратный диод VD, постепенно спадая до нуля из-за потерь мощности в ее активной составляющей.

1 вопрос

18

Слайд 19

Затем происходит размыкание контактов К2, и схема переходит в исходное выключенное

Затем происходит размыкание контактов К2, и схема переходит в исходное выключенное

состояние. Схема с параллельно-последовательным соединением силовых ключей объединяет достоинства схем с параллельным и последовательным соединением, кроме одного - быстродействия при выключении, присущего схеме с последовательным соединением ключей. Это ограничивает область ее использования.

1 вопрос

19

Слайд 20

Учебный вопрос №2 Гибридные аппараты переменного тока 20

Учебный вопрос №2
Гибридные аппараты переменного тока

20

Слайд 21

Рисунок 5. Гибридный контактор переменного тока: а - силовая схема; б

Рисунок 5. Гибридный контактор переменного тока:
а - силовая схема; б -

диаграмма тока короткого замыкания.

2 вопрос

21

Слайд 22

Существуют принципиальные различия между электронными аппаратами постоянного и переменного тока. Во-первых,

Существуют принципиальные различия между электронными аппаратами постоянного и переменного тока. Во-первых,

количество регулируемых параметров в цепях переменного тока больше, чем в цепях постоянного тока. Например, на переменном токе возможно регулирование частоты и фазы тока и напряжения. Во-вторых, на переменном токе более явно различаются понятия мгновенного, среднего и действующего значений, учитывающих форму напряжения или тока.
На переменном токе широко используются обычные, не полностью управляемые тиристоры с естественной коммутацией. Поэтому среди аппаратов переменного тока можно выделить широкий класс тиристорных аппаратов с естественной коммутацией, работа по этому принципу на постоянном токе принципиально невозможна.

2 вопрос

22

- Предыдущая
Дыхательная система
Следующая -
Совершенствование процесса доставки продукции в B2C сегменте на примере компании ООО ЭПЛ Якутские бриллианты

Похожие презентации

И. Гамазкова, Е.Григорьева Живая азбука, С Маршак Автобус номер двадцать шесть
Работа трансформатора под нагрузкой
эрудит-викторина
Прочитай слова
Un
урок курочка Ряба
День книголюбов
Макеевский металлургический завод
Элеватор Тайынша. Комбикормовый завод
Каталога сделано в Уфе пример оформления (2)
Христианская церковь в раннее средневековье
X- full version. Awsome Layout pirtures
Дети вне зависимостей
Типовые последовательные корректирующие звенья (типовые регуляторы)
АйСиДжиЭм Налоговые Стратегии
Практическая №6
pril
Программа продвижения продукции АПК
Automobiļu elektroiekārta
20160121_prezentatsiya_k_meroprityaiyu_o_esenine_dlya_sayta
Kontextbezug und Adressatenorientierung
Конденсаторы
Мотор алмазного бурения KEOS-350
МЫ ЕСТЬ
Топливный цикл ЯЭ. Классификация ЯЭУ. Функционирование АЭС
Клуб Белый свет. Фотоальбом
Сиырлардың сүт өнімділгін қалыптастыру
простые световые схемы 1 батерфляй
Вы можете прислать нам Вашу презентацию и мы опубликуем ее на сайте.
Обратная связь
Для правообладателей
Email: Нажмите что бы посмотреть