Силовая электроника

16.12.2020


Силовая электроника — область электроники, связанная с преобразованием электрической энергии, управлением ей или её переключением без управления (включением и отключением). При этом различие силовой и слаботочной электроники не в силе тока или мощности устройства, а в назначении. Радиовещательный передатчик может быть в тысячи раз мощнее электропривода станка. Задача слаботочной техники — точно воспроизвести на приемном конце форму сигнала. Потери энергии при этом интересуют во вторую очередь. В случае с силовой техникой в первую очередь ставится задача уменьшения потери энергии при передаче.

Принцип работы преобразователей в силовой электронике основан на периодическом включении и выключении вентилей.

История

Потребность в силовой электронике возникла после появления первых источников электроэнергии в связи с необходимостью управления токами и напряжениями источников. Появление трансформаторов позволило повышать или понижать напряжение переменного тока для потребителя. Создание электронных ламп (электровакуумных диодов) позволило преобразовывать переменный ток в постоянный без использования электромашинных преобразователей. Появление ламповых триодов позволило преобразовывать постоянный ток в переменный. Создание ртутных вентилей позволило повысить преобразуемую мощность и используемое напряжение. К концу 1950х годов преобразователи могли работать при напряжении до 1 кВ и токах до 900 А. В 50-60 года было освоено производство полупроводниковых приборов: диодов, тиристоров.

В истории силовой электроники можно выделить два периода: изобретение в 1901 ртутного вентиля и появление в 1958 тиристора — начало твердотельной силовой электроники. В настоящее время электроника, как правило, имеет дело с полупроводниками.

Применение

Преобразовательная техника

Основными видами преобразования электроэнергии являются:

  • выпрямление;
  • инвертирование;
  • преобразование частоты переменного тока.