+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Преобразовательные устройства — презентация онлайн

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

Введение. Содержание курса

2. Основные понятия, термины и определения

• Задачей сильноточной электронной техники
является генерирование, передача и распределение
электроэнергии с последующим ее
преобразованием и регулированием в соответствии
с нуждами потребителя.
• О значении и масштабах силовых
преобразовательных устройств можно судить по
тому факту, что не менее 25 – 30% всей
генерируемой (на переменном токе)
электроэнергии подлежит преобразованию, и эта
цифра имеет тенденцию к росту.

3. Основные понятия, термины и определения

• В системах передачи электрической энергии, в
тиристорном электроприводе постоянного тока,
возникает потребность в преобразовании
постоянного тока в переменный (инвертирование
тока) в месте потребления.
• Данные примеры охватывают не все случаи, когда
требуется преобразовывать электрическую энергию
одного вида в другой. Более трети всей
вырабатываемой электроэнергии преобразуется в
другой вид энергии, поэтому технический прогресс
во многом связан с успешным развитием
преобразовательных устройств
(преобразовательной техники).
Предмет и задачи курса
• Дисциплина «Преобразовательные устройства» предназначена
для изучения силовых электронных усилительно преобразовательных устройств на основе полупроводниковых
приборов.
• Цель учебной дисциплины – формирование компетенций
связанных с проектированием и эксплуатацией современной
преобразовательной техники, которые позволят успешно
решать теоретические и практические задачи в
профессиональной деятельности.
• Задачи изучения основ силовой электроники прежде всего
опираются на анализ базовых типов этих устройств, т. е. на
установление свойств устройств в функции их параметров и
представляют собой набор знаний, умений и навыков по
использованию теоретических и практических материалов,
связанных с расчетом, выбором, монтажом и наладкой
преобразовательной техники.

5. Предмет и задачи курса


Краткий обзор исторического
развития преобразовательной
техники
Теоретические основы процессов преобразования электроэнергии с
помощью вентильных устройств были разработаны в начале прошлого
столетия. Широкое внедрение в практику силовая электроника получила
после создания в 50-х годах силовых полупроводниковых приборов (СПП):
диодов, транзисторов и тиристоров.
Вначале такие преобразователи выполнялись исключительно на основе
электромеханических систем, например, в системе «двигатель- генератор»,
когда двигатель, питаемый электроэнергией одного вида, приводит во
вращение генератор, вырабатывающий электроэнергию другого вида или с
другими параметрами. В настоящее время такие системы почти полностью
вытеснены полупроводниковыми статическими преобразователями,
имеющими существенные преимущества, такие как:
— отсутствие вращающихся частей;
— отсутствие скользящих контактов;
— достаточно высокий КПД;
— приемлемые массогабаритные показатели;
— простота обслуживания.

6. Краткий обзор исторического развития преобразовательной техники

Современная классификация
устройств преобразовательной
техники
• Выпрямители, преобразующие энергию
переменного тока в энергию постоянного тока.
• Инверторы, преобразующие энергию
постоянного тока в энергию переменного тока.
• Преобразователи переменного тока,
преобразующие энергию переменного тока
одних параметров в энергию переменного
тока других параметров.
• Преобразователи энергии постоянного тока
одного напряжения в энергию постоянного
тока другого напряжения.

7. Современная классификация устройств преобразовательной техники

Основа полупроводниковой
преобразовательной техники
• Силовым электронным ключом называется
устройство для размыкания или замыкания
электрической цепи, которое содержит по
меньшей мере один полностью управляемый
прибор, например транзистор или тиристор.
• Под ключевым способом подразумевается, что
прибор может находиться только во
включенном (проводящем) или выключенном
(непроводящем) состоянии, при этом время
перехода из одного состояния в другое
минимально.

8. Основа полупроводниковой преобразовательной техники

Классификационная схема
силовых электронных ключей

9. Классификационная схема силовых электронных ключей

• Силовые полупроводниковые приборы
(ключи) по принципу действия
подразделяются на три основные группы:
— силовые неуправляемые вентили — диоды;
— силовые транзисторы;
— силовые управляемые вентили —
тиристоры.

10. Классификационная схема силовых электронных ключей

СИЛОВЫЕ ДИОДЫ
• Диод

это
двухэлектродный,
неуправляемый
полупроводниковый электро-преобразовательный прибор,
имеющий два вывода(анод со стороны p-слоя и катод со
стороны n-сло я), содержащий один p–n-переход и обладающий
односторонней проводимостью тока.

11. Силовые диоды

Конструктивное исполнение
диодов
• Конструктивно силовые диоды выполняются в
виде дискретных элементов либо в виде
диодных сборок, к примеру, диодных мостов,
силовых диодных модулей, выполненных в
едином корпусе

12.

Конструктивное исполнение диодов Статическая вольт-амперная
характеристика диода (ВАХ)
• Статическим режимом работы ключа называется
режим, установившийся после переключения ключа
в одно из следующих состояний: включенное
(проводящее ток нагрузки) или выключенное (не
проводящее ток нагрузки).
При
расчетах
статическую
ВАХ
аппроксимируют в виде двух отрезков
прямых (пунктир на рис.). Выделяют
идеализированную
ВАХ,
которая
позволяет учесть потери в проводящем
состоянии, а для закрытого состояния
диод
считается
идеальным
(сопротивление равно бесконечности).

13. Статическая вольт-амперная характеристика диода (ВАХ)

Идеализированная модель диода
• Согласно идеализированной ВАХ модель
диода в открытом состоянии описывается
линейным уравнением:
где U0 – пороговое напряжение диода;
–дифференциальное сопротивление диода
во включенном состоянии.

14.

Идеализированная модель диода • Идеализированная вольт-амперная
характеристика диода (а) и его схема
замещения (б)

15. Идеализированная модель диода

Динамическая вольт-амперная
характеристика диода
• Динамическим режимом работы ключа
называется режим, при котором происходит
переход из одного состояния в другое (из
включенного в выключенное и наоборот).
• Динамическая вольт-амперная характеристика
— это зависимость напряжения на ключе us от
тока
is
в
процессе
переключения.
Динамическая ВАХ является траекторией
переключения (коммутации) электронного
ключа.

16. Динамическая вольт-амперная характеристика диода

• Диаграммы напряжения и тока на
интервалах включения (а) и выключения (б)

17. Динамическая вольт-амперная характеристика диода

Параметры силовых диодов
• Параметры – это численные значения
величин, определяющих характерные точки
ВАХ и допустимые режимы.

18. Параметры силовых диодов

19. Параметры силовых диодов

Соединения силовых диодов
• В настоящее время силовые диоды
выпускаются на токи до 2000 А и рабочие
напряжения до 4000 В.
• На большие значения предельных токов и
напряжений необходимо использовать
параллельное, либо последовательное,
либо смешанное включение диодов.

20. Соединения силовых диодов

Параллельное соединение диодов

21. Параллельное соединение диодов

Способы выравнивания токов

22. Способы выравнивания токов

Последовательное соединение диодов

23. Последовательное соединение диодов

Способы выравнивания напряжений

24. Способы выравнивания напряжений

ТИРИСТОРЫ

25. ТИРИСТОРЫ

Тиристоры: дискретное (а) и
модульное (б) исполнение;
структура тиристора (в)

26. Тиристоры: дискретное (а) и модульное (б) исполнение; структура тиристора (в)

Однофазный однополупериодный
выпрямитель
• Трансформатор Т играет двойную роль:
• служит для подачи на вход выпрямителя U2 ,
• обеспечивает гальваническую развязку цепи нагрузки и
питающей сети.

27. Однофазный однополупериодный выпрямитель

• Благодаря односторонней проводимости
вентиля ток в цепи нагрузки будет протекать
только в течение одной половины периода
напряжения на вторичной обмотке
трансформатора.
• На интервале 0 — π u2 будет иметь полярность,
прямую по отношению к вентилю VD , вентиль
открыт и в цепи нагрузки протекает ток.
• На интервале π — 2π u2 имеет противоположную
полярность, вентиль VD закрыт и ток нагрузки равен
нулю.
Однофазная однополупериодная схема
выпрямления
UVD
+
(-)
u1
VD
U2
I
Um
0

u2
t
UD
Id,Ud
Ud
(+)
Im
Id
t
UМАХ
U0
UVD
0
Uобр.max
0
t
t

30. Однофазная однополупериодная схема выпрямления

• Поскольку диод идеален (потерь нет), то в
первом полупериоде все напряжение
вторичной обмотки трансформатора
приложено к нагрузке Rн. График
выпрямленного напряжения повторяет
положительную полусинусоиду графика
напряжения u2.
• Через нагрузку, диод и вторичную обмотку
трансформатора протекает ток I.
• Во время второго полупериода напряжения
u2 диод закрыт и к нему приложено
обратное напряжение Uобр.
Основные расчетные соотношения
• Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения
U 01
k
U0
где U01- амплитуда основной (первой) гармоники при
разложении в ряд Фурье.
U0-среднее значение выпрямленного напряжения
k 1,57

32. Основные расчетные соотношения

Среднее значение выпрямленного напряжения и тока
определяется с помощью коэффициентов ряда Фурье
Ud
1
u d ( t ),
2
Id
0
u2 U 2 m sin t
Ud
U 2m
=
U обр.max 2U 2
i d ( t )
2
0
i2 I 2 m sin t
U2 2
1
=0.45 U 2
Id
I 2m

33. Среднее значение выпрямленного напряжения и тока определяется с помощью коэффициентов ряда Фурье

Недостатки однофазной
однополупериодной схемы выпрямления
• Большой коэффициент пульсаций
выпрямленного напряжения
• Большие масса и габариты трансформатора
(вынужденное подмагничивание
магнитопровода трансформатора)

34.

Недостатки однофазной однополупериодной схемы выпрямления Однофазная нулевая двухполупериодная
схема выпрямления (с нулевым выводом)
UVD
a
+
u1
VD1
u21
+
u22
b VD2
u2 u21
u22
IVD1
t

Id
UD
Ud
Id
iVD
IVD2
Схема соединения обмоток
трансформатора такова, что
одинаковые по величине напряжения
на выводах вторичных обмоток
относительно общей (нулевой) точки
сдвинуты по фазе на 1800
iVD1
iVD2
iVD1
Uобр
t
t
Uобр.max

35. Однофазная нулевая двухполупериодная схема выпрямления (с нулевым выводом)

График Uобр
• Во второй полупериод закрыт диод VD1, так как
находится под обратным напряжением равным
разности потенциалов точек а и b и
максимальное
значение
этой
разности
потенциалов равно удвоенному амплитудному
значению напряжения одной из половин
вторичной обмотки.
UVD1обр U A U K U 21 U 22 2U 21 ,
т. к . rVD 0

36. График Uобр

• Первый полупериод: VD1 – открыт, ток
протекает через VD1, нагрузку и верхнюю
половину вторичной обмотки
трансформатора; VD2 – закрыт.
• Второй полупериод:VD2 – открыт, ток
протекает через VD2, нагрузку и нижнюю
половину вторичной обмотки
трансформатора; VD1 – закрыт.
• Через нагрузку протекает ток в одном и том
же направлении в течение всего периода.
Диаграммы токов и напряжений
• Выпрямитель с нулевым выводом по существу является двухфазным,
так как вторичная обмотка трансформатора с нулевой точкой создает
две ЭДС e2 и е1 равные по величине, но противоположные по
направлению.

38. Диаграммы токов и напряжений

Основные расчетные соотношения
K П 0, 67
U d 0,9 U 2 I d
U обр.max 2 2 U 2
2 I 2m

39. Основные расчетные соотношения

Достоинства схемы
• В 2 раза меньше коэффициент пульсаций;
• Меньше масса и габаритные размеры
трансформатора из-за отсутствия
подмагничивания магнитопровода.
Недостатки схемы
• Необходимость вывода средней точки
вторичной обмотки трансформатора;
• Наличие в схеме двух диодов вместо 1.

40. Достоинства схемы

Однофазный мостовой выпрямитель
• Схема
представляет
собой мост из
вентилей VD1VD4, в одну
диагональ
которого
включена
нагрузка, а в
другую –
переменное
напряжение u2 .

41. Однофазный мостовой выпрямитель

• В положительном полупериоде открыты
вентили VD1-VD3 , в отрицательном – VD2 VD4 . Ток в нагрузке протекает в одном и том
же направлении в течение обоих
полупериодов, поэтому эта схема, так же как и
предыдущая, относится к двухполупериодным
схемам выпрямления.
Однофазная мостовая схема выпрямления
u2
VD1
VD2
+
(-)
u1
UМАХ
+
Rd

u2
t
Ud
Id, Ud
(+)
Id
VD4
VD3
UМАХ
IМАХ
t

43. Однофазная мостовая схема выпрямления

• В первый полупериод ток протекает:
+, VD1, Rн, VD3,-.
• Во второй полупериод ток протекает:
(+), VD2, Rн, VD4,(-).
График Uобр
UVD2 обр U A U K U 2 ,
т.к . rVD 0
Основные расчетные соотношения
K П 0, 67
U d 0,9 U 2
Id
U обр.max 2 U 2
2 I 2m

45. Основные расчетные соотношения

Достоинства схемы
• Меньше амплитуда обратного
напряжения;
• Ток в обмотке трансформатора
синусоидальный (лучшее
использование трансформатора).
Недостатки схемы
• Использование 4 диодов;
• Больше потерь.

46. Достоинства схемы

Однофазные выпрямители
• Сравнение однофазных схем выпрямления
• Преимущество однофазной однополупериодной
схемы – простота, недостаток – очень низкое качество
выпрямленного напряжения.
• Преимущества однофазной нулевой схемы:
1) меньше падение напряжения на вентилях, что особо
важно при низких напряжениях;
2) меньше вентилей (но они более высоковольтные).
• Преимущества однофазной мостовой схемы:
1) меньше амплитуда обратного напряжения на вентилях;
2) меньше расчетная мощность трансформатора и проще
его изготовление;
3) схема может работать без трансформатора.

47. Однофазные выпрямители

Работа выпрямителей на активноиндуктивную нагрузку
При работе однополупериодного
выпрямителя вследствие влияния
индуктивности ток нагрузки сглаживается:
замедляется время его нарастания и
спадания, смещается момент амплитудного
значения.
Под действием тока поддерживаемого
индуктивностью при смене полярности питающего напряжения увеличивается время
проводящего состояния диода

48. Работа выпрямителей на активно-индуктивную нагрузку

В двухполупериодном выпрямителе с
выводом средней точки трансформатора
при работе на активно-индуктивную
нагрузку, ток Id не спадает до нуля при
нулевых значениях напряжения U2 . Ток
в цепи с индуктивностью отстает по фазе от
напряжения, поэтому максимумы тока Id и
напряжения Ud следуют с некоторой задержкой относительно максимумов
напряжения U2

49. Работа выпрямителей на активно-индуктивную нагрузку

Работа выпрямителей на активноиндуктивную нагрузку
• Работа на активно-индуктивную нагрузку
является наиболее благоприятным
режимом работы для выпрямителя. В этом
случае по обмоткам трансформатора и
через диоды протекает меньший по
амплитуде ток. В результате чего
уменьшается установочная мощность
трансформатора и максимальный ток
диодов.

50. Работа выпрямителей на активно-индуктивную нагрузку

Работа выпрямителей на активно-емкостную нагрузку
Для сглаживания пульсаций выпрямленного
напряжения параллельно
нагрузке подключают конденсатор достаточно
большой емкости. В этом случае режим работы
выпрямителя изменяется. Диоды открываются
по очереди в те моменты времени, когда
положительная полуволна напряжения U2,
приложенного к аноду диода, больше
напряжения конденсатора. Половину времени,
в течение которого протекает ток через диод
принято называть углом отсечки q . В те
моменты времени, когда диоды закрыты,
происходит разряд конденсатора на нагрузку. В
результате кривая выпрямленного напряжения
получается сглаженной.

51.

Работа выпрямителей на активно-емкостную нагрузку Работа выпрямителей на активноемкостную нагрузку
Как правило, конденсатор подбирают таким образом, чтобы диоды
находились в открытом состоянии примерно одну треть от времени
закрытого состояния. В связи с чем, амплитуда импульса тока через
диоды и обмотки трансформатора в три, пять раз превышает ток через
диоды при RL нагрузке.
Данный режим является наиболее тяжелым для выпрямителя,
поскольку происходит перегрузка диодов и обмоток трансформатора по
току. Особенно опасен момент включения выпрямителя, так как время
первоначальной зарядки конденсатора затягивается и возникающий при
этом импульс тока может вывести из строя полупроводниковые приборы.
В однополупериодном выпрямителе работа на RC- нагрузку, кроме
описанных особенностей, приводит к увеличению максимального
обратного напряжения прикладываемого к вентилю, так как во время
закрытого состояния к диоду прикладывается напряжение равное
разности напряжения вторичной обмотки трансформатора и напряжения
заряженного конденсатора.

52. Работа выпрямителей на активно-емкостную нагрузку

Работа неуправляемого выпрямителя на нагрузку с
противо — э. д. с
ID
Ud E0
Rd
Очевидно, что ток через вентили схемы
может проходить только в те
части периода, когда мгновенное
выпрямленное напряжение будет больше
E0 . В результате кривая выпрямленного
тока будет иметь прерывистый
характер. Максимальное обратное
напряжение остается в этом режиме таким
же, как и при работе схемы на чисто
активную нагрузку без противо – э. д. с.

53. Работа неуправляемого выпрямителя на нагрузку с противо — э. д. с

Внешние характеристики выпрямителей
• Внешняя характеристика выпрямителя представляет собой зависимость
среднего значения выпрямленного напряжения от среднего значения
выпрямленного тока.
При чисто активной нагрузке наклон
внешней характеристики с увеличением
тока обусловлен потерями в проводящих
проводах в активном сопротивлении
обмоток трансформатора, падением
напряжения на диодах и потерями в стали
трансформатора.
При активно-индуктивной нагрузке наклон
внешней характеристики увеличивается, так
как добавляются активные потери в обмотке
сглаживающего дросселя.
При активно-емкостной нагрузке
характеристика начинается из точки
, так как на холостом ходу конденсатор
заряжается до амплитудного значения
входного напряжения. Характеристика
имеет большой наклон и зависит от
постоянной времени.

54. Внешние характеристики выпрямителей

• При активно-индуктивно-емкостной нагрузке среднее
значение тока при больших значения совпадает с
характеристикой при активно-индуктивной нагрузке. В
выпрямленном токе и напряжении присутствует переменная
и постоянная составляющие, причем величина переменной
составляющей выпрямленного тока в основном определяется
величиной индуктивности сглаживающего дросселя. При
уменьшении среднего значения тока нагрузки до величины
Idкрит режим работы выпрямителя изменяется, ток в
дросселе становится прерывистым и начинается процесс
подзаряда конденсатора. Кривая внешней характеристики
становится подобна кривой при активно-емкостной нагрузке.

55. Внешние характеристики выпрямителей

Расчет схем выпрямления

56. Расчет схем выпрямления

Допущения при расчете схем
Эквивалентная схема
выпрямителя

57. Допущения при расчете схем

Допущения при расчете схемы
• При построении диаграмм для вторичных ЭДС и
выпрямленного напряжения потенциал нулевого
вывода трансформатора принят за 0.
• При построении диаграммы для напряжения на
вентиле потенциал катода принят за 0.
Эквивалентная схема
выпрямителя

58. Допущения при расчете схемы

Основные положения методики
упрощенного расчета схемы выпрямителя
Обычно при составлении реальной схемы выпрямителя задаются значением
мощности потребителя Ро, Вт, получающего питание от данного устройства, и
выпрямленным напряжением Uо, В, при котором работает потребитель
постоянного тока. Отсюда нетрудно определить ток потребителя
Iо = Pо/Uо.
Сравнивая ток потребителя с допустимым током диода Iдоп, выбирают диоды для
схем выпрямителя.
Следует учесть, что для однополупериодного выпрямителя ток через диод равен
току потребителя, т.е. надо соблюдать условие
Iдоп ≥ Iо.
Для двухполупериодной и мостовой схем выпрямления тока через диод равен
половине тока потребителя, т.е. следует соблюдать условие Iдоп ≥ 0,5Iо.
Для трехфазного выпрямителя ток через диод составляет треть тока потребителя,
следовательно, необходимо, чтобы Iдоп ≥ 1/3I0 .
Напряжение, действующее на диод в непроводящий период Uв, также зависит от
той схемы выпрямления, которая применяется в конкретном случае.
Так, для однополупериодного и двухполупериодного выпрямителя Uв = πUо =
3,14 Uо, для мостового выпрямителя Uв = π Uо /2 = 1.57 Uо, а для трехфазного
выпрямителя Uв = 2,1 Uо.
При выборе диода, следовательно, должно соблюдаться условие Uобр ≥ Uв.

59. Основные положения методики упрощенного расчета схемы выпрямителя

Методика упрощенного расчета
однополупериодной схемы выпрямителя
• Пример. Рассчитать однополупериодную схему
выпрямителя, использовав один из четырех диодов:
Д218, Д232, КД202Н, Д215Б.
• Мощность потребителя Рd = 200 Вт, напряжение
потребителя Ud = 100 В.
• Основные параметры используемых диодов:
Типы
диодов
Д218
Iдоп,. А
Uобр, В
Iдоп, А
Uобр, В
1000
Типы
диодов
КД202Н
0.1
1
500
Д232
10
400
Д215Б
2
200

60. Методика упрощенного расчета однополупериодной схемы выпрямителя

1. Ток потребителя (нагрузки):
Id = Pd/ Ud = 200/100 = 2 A.
2. Напряжение на диоде в непроводящий
период:
Uв = π * Ud = 3.14 * 100 = 314 В.
3. Выбирается диод из условия:
Iдоп > Id, 10 > 2 А,
Uобр > Uв, 400 ≥ 314 В.
Этим условиям удовлетворяет диод Д232.

61. Методика упрощенного расчета однополупериодной схемы выпрямителя

Методика упрощенного расчета
однофазной нулевой схемы выпрямления
• Пример. Рассчитать нулевую схему выпрямителя, использовав
один из четырех диодов: Д218, Д232, КД202Н, Д215Б.
• Мощность потребителя Рd = 200 Вт, напряжение потребителя Ud =
100 В.
1. Ток потребителя (нагрузки):
Id = Pd/ Ud = 200/100 = 2 A.
2. Напряжение на диоде в непроводящий
период:
Uв = π * Ud = 3.14 * 100 = 314 В.
3. Выбирается диод из условия:
Iдоп > 0,5 * Id, 10 > 1 А,
Uобр > Uв,
400 ≥ 314 В.
Этим условиям удовлетворяет диод Д232.

62. Методика упрощенного расчета однофазной нулевой схемы выпрямления

Методика упрощенного расчета
однофазной мостовой схемы выпрямления
• Пример. Рассчитать мостовую схему выпрямителя, использовав
один из четырех диодов: Д218, Д232, КД202Н, Д243.
• Мощность потребителя Ро = 200 Вт, напряжение потребителя
Uо = 100 В.
1. Ток потребителя (нагрузки):
Iо = Pо/ Uо = 200/100 = 2 A.
2. Напряжение на диоде в непроводящий
период:
Uв = π/2 * Uo = 1.57 * 100 = 157 В.
3. Выбирается диод из условия:
Iдоп > 0,5 * Iо, 5 > 1 А,
Uобр > Uв,
200 ≥ 157 В.
Этим условиям удовлетворяет диод Д232.

63. Методика упрощенного расчета однофазной мостовой схемы выпрямления

Однофазный управляемый
выпрямитель с нулевой точкой

Силовая преобразовательная техника

К силовой преобразовательной технике относятся выпрямители, стабилизаторы и инверторы. Выпрямители представляют собой устройства, преобразующие переменный электрический ток на входе в постоянный на выходе. При этом постоянный выходной ток в большинстве выпрямителей является пульсирующим, и для его сглаживания используются специальные фильтры. Ниже представлен выпрямитель, построенный по мостовой схеме, которая является на сегодняшний день самой распространенной.

Переменный электрический ток с вторичной обмотки трансформатора Т преобразуется в постоянный пульсирующий диодным мостом М и сглаживается емкостью С. Далее постоянный ток используется для питания нагрузки RI.

Стабилизаторы служат для того, чтобы обеспечить выходное напряжение, которое не зависит от колебаний входного, получаемого из внешнего источника питания. Существует два основных типа этих устройств: стабилизаторы постоянного тока и стабилизаторы переменного тока. Существует несколько схемотехнических решений стабилизаторов, одной из которых является феррорезонансная.

Изменения входного напряжения Uвх почти не оказывают влияния на магнитный поток дросселя Др1, работающего в режиме насыщения. Его вспомогательная обмотка Wk сглаживает небольшие колебания, а с феррорезонансного контура, который образуют ненасыщенный дроссель Др2 и емкость С, снимается стабилизированное напряжение Uвых.

НЕОБХОДИМА КОНСУЛЬТАЦИЯ?

Инверторы (преобразователи частоты) используются тогда, кода необходимо переменный или постоянный ток преобразовать в переменный заданной частоты. При этом большинство современных инверторов имеют возможность плавной или же ступенчатой регулировки частоты выходного напряжения. Преобразователи частоты используют в качестве ключей либо тиристоры, либо транзисторные IGBT-модули. Для обеспечения энергоснабжения электрических установок большой мощности чаще всего используются тиристорные инверторы, поскольку они лучше, чем транзисторные, переносят большие нагрузки, могут иметь рабочее напряжение в десятки киловольт и обеспечивать стабильную выходную мощность в несколько мегаватт. Блок-схема типичного современного преобразователя частоты с явно выраженным звеном постоянного тока имеет следующий вид:

На вход инвертора подается переменное напряжение исходной частоты, которое выпрямляется входным выпрямителем. В звене постоянного тока происходит его сглаживание и фильтрация. Далее постоянный ток в выходном инверторе преобразуется в переменный, имеющий частоту, отличную от входного. Согласование и мониторинг работы всех модулей преобразователя частоты осуществляется при помощи управляющего блока.

Силовая преобразовательная техника в подавляющем большинстве случаев работает в условиях повышенных нагрузок, поскольку призвана обеспечивать бесперебойное обеспечение энергией электроустановок большой мощности. Это означает, что к ней предъявляются повышенные требования относительно надежности конструкции и применяемой элементной базы. Как известно, одними из наиболее уязвимых электронных компонентов являются конденсаторы. В силовой преобразовательной технике они применяются практически повсеместно. Обязательным компонентом силовых выпрямителей являются сглаживающие фильтры, конструкция которых основывается на свойствах емкостей. В стабилизаторах конденсаторы являются элементами феррорезонансных колебательных контуров, с которых снимается стабилизированное напряжение. Все без исключения тиристорные инверторы снабжаются накопительными конденсаторами, которые используются в системах управления, а также демпферными емкостями, защищающими преобразователи частоты от перегрузок в момент разрыва ключа.

Устаревшие типы конденсаторов, до сих пор применяемые в силовой преобразовательной технике, не отличаются большой надежностью и довольно часто выходят из строя из-за пробоев. Это существенно осложняет эксплуатацию и обслуживание силовых устройств, а также ведет к прямым финансовым потерям, вызванным их вынужденными простоями. Поэтому проблема обеспечения силовой преобразовательной техники надежными и долговечными конденсаторами приобретает особую актуальность.

Продукция завода «Нюкон» отвечает самым строгим требованиям, предъявляемым к современным силовым конденсаторам. Передовая технология локализованного управляемого самовосстановления, используемая при производстве конденсаторов «Нюкон», позволяет гарантировать их высочайшую надежность и устойчивость к пробоям. В отличие от традиционных конденсаторов, они состоят из множества ячеек, каждая из которых снабжена отдельным предохранителем. Если происходит пробой, то он затрагивают только одну отдельно взятую ячейку, остальные по-прежнему остаются в рабочем состоянии, а конденсатор исправно выполняет свою функцию и не требует замены. Что касается емкости, то она изменяется совсем незначительно, и к концу срока службы конденсатора составляет не менее 98% от исходной.

Силовые конденсаторы «Нюкон», помимо высочайшей надежности, обладают еще и рядом других существенных преимуществ. Они имеют очень высокие показатели объемной плотности энергии. Это позволяет совместить в конденсаторах «Нюкон» такие характеристики, как большая емкость и компактные размеры. Качество продукции завода «Нюкон» и соответствие ее международным стандартам подтверждается несколькими общепризнанными сертификатами.

Отечественные производители силовой преобразовательной техники чаще всего закупают для своей продукции современные конденсаторы импортного производства. Это сопряжено со многими проблемами и неудобствами такими как, обязательное прохождение таможенных процедур, не всегда удобные сроки поставок и т.п. Среди российских производителей силовых конденсаторов только завод «Нюкон» в состоянии составить серьезную конкуренцию зарубежным фирмам, а отечественных соперников он не имеет вообще.

Диссертация «Генераторно-преобразовательные устройства СВЧ и КВЧ диапазонов на диодах Ганна»

Соискатель учёной степени к. т. н.: Трубачев Анатолий Андреевич

Название диссертации: Генераторно-преобразовательные устройства СВЧ и КВЧ диапазонов на диодах Ганна

Специальность: 05.12.07 – Антенны, СВЧ – устройства и их технология;

Диссертационный совет: Д 212.268.01 при ТУСУРе

Научный руководитель: д. ф.-м. н., профессор Гошин Г. Г.

Дата размещения диссертации: 14.10.2016

Место и время проведения защиты: 27 декабря 2016, 09:00, г. Томск, пр. Ленина, 40, ауд. 201

  1. Диссертация (от 14.10.2016)
  2. Автореферат (от 25.10.2016)
  3. Отзыв научного руководителя (от 25.10.2016)
  4. Заключение организации выполнения (от 25.10.2016)
  5. Протокол защиты (от 29.12.2016)
  6. Заключение диссертационного совета (от 29.12.2016)
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский федеральный университет» Скачать Скачать 13.12.2016
Аубакиров Константин Якубович Кандидат технических наук ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет геосистем и технологий»/доцент Скачать Скачать 13.12.2016
Майстренко В. А. Доктор технических наук/профессор ФГБОУ ВПО «Омский государственный технический университет»/зав. кафедрой «Средства связи и информационная безопасность» Скачать Скачать 12.12.2016
Егоров В. Н. Доктор физико-математических наук Восточно-Сибирский филиал ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений» Ведущий научный сотрудник Скачать 14.12.2016
Хрусталёв В. А. Доктор технических наук ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный технический университет» Профессор Скачать 19.12.2016
Толбанов О. П. Доктор физико-математических наук Национальный исследовательский Томский государственный университет Заведующий лабораторией Скачать 26.12.2016
Ромодин В. Б. Кандидат технических наук АО «Научно исследовательский институт электронных приборов» Начальник лаборатории Скачать 26.12.2016

Короткая ссылка на страницу: https://tusur.ru/urls/30c412q7

Силовые преобразовательные устройства контрольная по технологии

Контрольная работа Силовые преобразовательные устройства ЗАДАНИЕ 1 Рассчитать и выбрать вентили в схеме регулирования напряжения нагревателей электропечи. Напряжение сети Uф=220В, потребляемый ток Iн. В режиме разогрева номинальный ток потребляется при половине напряжения на нагревателях. Схема преобразователя приведена на рисунке. Вентили выбрать для номинального режима и проверить по потере мощности, по нагреву. Данные к заданию №1 приведены в таблице 1. Таблица 1 Мощность нагрев. установки, Рн, кВт Напряжение нагрев. установки, Uф, В 25 127 Определяем ток нагрузки: Средний ток фазы : Средний ток вентиля Максимальное напряжение, приложенное к вентилю равно амплитуде линейного: Предельный ток вентилей при естественном охлаждении: Выбираем вентиль: Т10-50. предельный ток — IПР = 50 А , повторяющееся напряжение UП = 400-1000 В, прямое падение напряжения F 0 4 4UПР = 1,76 В, тепловое сопротивление Rt – 0,9 0C/Вт. Ток через вентиль в течении первой полуволны Потери мощности в вентиле Температура структуры вентиля Температура расчетная 70о С не выше допустимой. Кремниевые теристоры могут работать при температуре 120 – 140ОС. ЗАДАНИЕ 2 Преобразователь работает на индуктивную нагрузку и непрерывный ток в области 0 F 03 C F 0 6 1 F 0 3 C60. Для построения характеристики задаваться значениями F 06 1=0 F 0 B 8600, для удобства построения расчеты в таблицу. Рассчитываем данные, согласно заданного варианта. Для F 06 1=0 , =0 Для F 06 1=0 , =0,5 Для F 06 1=0 , =1,0 Аналогично находим данные для F 06 1=300 и 600 ,при =0; 0,5; 1,0. Результат вычисления заносим в таблицу. 0 1 0,9 0,5 0,5 0,98 0,88 0,48 1,0 0,97 0,87 0,47 Строим по найденным данным внешнюю характеристику. Регулировочная характеристика: Рассчитать и выбрать тиристоры в цепи якоря двигателя постоянного тока независимого возбуждения. Выбрать трансформатор для преобразователя в цепи двигателя. Uн = 220В. Напряжение выпрямителя Udo = 1,15*Uн = 1,15*220 = 253В В схеме оборудования установим отсечки, формирующие экскаваторную характеристику с током упора. Iупор. = 1,8*Iн = 1,8*120 = 216А Принимаем ток нагрузки: Id = Iупор = 216А Средний ток вентиля: Iв.ср = Id/3 = 216/3 = 72А Максимальное обратное напряжение: Uобр.макс = 1,045*Udo = 1,045*253 = 264,4В Прямое максимальное напряжение: Uпрям.макс. = F 0D 66*U2ф * sin F 0 6 1 = F 0 D 66*220*1 = 538,9В Выбираю вентиль: ТЛ-200; Iпр = 250А; Uп = 400-1000В; F 04 4Uпр = 0,85; Rt = 0,180С/Вт. Выбранный вентиль проверяем: Iв = 0,577*Id = 0,577*250 = 144,3А Потери мощности в тиристоре: F 0 4 4 значении постоянного тока, ниже которого кривая выпрямленного тока становится прерывистой. При таком сопряжении углов F 06 1 и F 0 6 2 не только обеспечивается плавный переход от выпрямительного режима к инверторному, но и приемлемая величина циркуляционного тока, протекающего по замкнутым контурам анодных ветвей выпрямителя и инвертора. При уменьшении тока двигателя, при снятии нагрузки скорость вращения двигателя возрастет, при минимуме тока преобразователь переходит в инверторный режим. В приводе появляется при этом тормозной момент. Для получения минимального времени торможения угол опережения F 06 2 инвертора постепенно увеличивается по мере снижения скорости генератора. Движение рабочей точки в режиме форсированного торможения проходит по зигзагообразной кривой (левая часть рисунка), включающей пунктирные и промежуточные участки и участки инверторных характеристик. При выполнении преобразователя по перекрестной схеме возможно изменение направления вращения (реверс). При этом изменяется настройка углов управления: в инверторе от углов F 06 2 совершается переход на углы F 06 1. А в выпрямителе углы F 0 6 1 заменяются углами F 0 6 2. ЛИТЕРАТУРА 1. Преображенский В.И., Полупроводниковые выпрямители. М.: Энергоатомиздат. 1986 2. Промышленная электроника. Каганов И.Л., М. «Высшая школа», 1988. 3. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами. Под редакцией Круповича В.И., Барыбина Ю.Г., Самовера М.Л. Издание третье. М.: Энергоатомиздат. 1982. 4. Беркович Е.И., Ковалев В.Н, Ковалев Ф.И. и др.Полупроводниковые выпрямители. М.: Энергия, 1978.

преобразовательная техника — это… Что такое преобразовательная техника?

преобразовательная техника
преобразова́тельная те́хника
совокупность устройств для преобразования электрического тока, напряжения, частоты, фазы; раздел электротехники, предметом которого является разработка способов и средств для таких преобразований. Устройства преобразовательной техники изменяют величину напряжения и тока (трансформаторы электрические), преобразуют переменный ток в постоянный (выпрямители электрические) и постоянный ток в переменный (инверторы), изменяют частоту (преобразователи частоты), изменяют число фаз переменного тока (расщепители фаз), изменяют величину постоянного напряжения (регуляторы и преобразователи постоянного напряжения). К этим устройствам также относятся коммутационные аппараты. Различают преобразователи электромашинные и статические. К первым традиционно относят трансформаторы и электромашинные преобразователи частоты, расщепители фаз, ко вторым – гл. обр. вентильные преобразовательные устройства: выпрямители, инверторы, электронные и электромагнитные преобразователи частоты, регуляторы напряжения.

Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн. 2006.

.

  • предохранитель электрический
  • пресс

Смотреть что такое «преобразовательная техника» в других словарях:

  • ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА — 1) раздел электротехники, охватывающий вопросы разработки способов и средств преобразования электрического тока (по напряжению, частоте, фазе и т. п.).2) Совокупность электротехнических преобразовательных устройств: трансформаторов, выпрямителей …   Большой Энциклопедический словарь

  • Преобразовательная техника —         раздел электротехники (См. Электротехника), предметом которого является разработка способов и средств преобразования электрической энергии; совокупность соответствующих преобразовательных устройств. Устройства П. т. изменяют величины… …   Большая советская энциклопедия

  • преобразовательная техника — 1) раздел электротехники, охватывающий вопросы разработки способов и средств преобразования электрического тока (по напряжению, частоте, фазе и т. п.). 2) Совокупность электротехнических преобразовательных устройств: трансформаторов, выпрямителей …   Энциклопедический словарь

  • ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА — раздел электротехники, предметом к рого является разработка способов и средств преобразования электрич. тока (по напряжению, частоте, фазе и т. п.), а также совокупность соответствующих преобразовав устройств. Устройства П. т. преобразуют перем.… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • Преобразовательная подстанция —         Подстанция электрическая для преобразования электрического тока, преимущественно по частоте и числу фаз. Трёхфазный ток промышленной частоты, вырабатываемый Электростанциями, на П. п. преобразуется в постоянный ток например для питания… …   Большая советская энциклопедия

  • Фазосдвигающее устройство —         электрическое устройство в системе управления вентильным преобразователем, предназначенное для создания требуемой задержки во времени (выражаемой обычно в единицах угла сдвига фаз) между моментом естественного включения (зажигания)… …   Большая советская энциклопедия

  • преобразова́тельный — ая, ое. Относящийся к преобразованию. Преобразовательные планы. Преобразовательный процесс. □ [Лаврентьев] помог мне понять великую преобразовательную силу математики для других наук и для самой природы. Строгова, Преобразователи. ||… …   Малый академический словарь

  • Электротехника — I Электротехника (от Электро… и Техника         отрасль науки и техники, связанная с применением электрических и магнитных явлений для преобразования энергии, получения и изменения химического состава веществ, производства и обработки… …   Большая советская энциклопедия

  • Электротехника — I Электротехника (от Электро… и Техника         отрасль науки и техники, связанная с применением электрических и магнитных явлений для преобразования энергии, получения и изменения химического состава веществ, производства и обработки… …   Большая советская энциклопедия

  • KUKA Systems — GmbH Тип Общество с ограниченной ответственностью Год основания 1898/2007 …   Википедия


Преобразовательные устройства для индуктивных систем

Вы попали на данную страницу т.к. выбрать и купить преобразовательные устройства для индуктивных систем для вас актуальная проблема? Вы подыскиваете интересные цены на преобразовательные устройства для индуктивных систем и намереваетесь сэкономить? Нет проблем, инструмент Mahr в разы переживет своих более дешевых аналогов, экономя вам нервы и время по подбор очередной замены сломавшейся раньше времени «дешевке».
Инструмент Mahr вам точно «придется по вкусу» если следующие характеристики, кроме низких цен, на преобразователи для индуктивных измерительных систем имеют для вас решающее значение:
Функциональность. Компания Mahr выделяет большие ресурсы на развитие функциональных характеристик своих индуктивных измерительных систем. Чтобы желающие купить преобразовательные устройства использовали для своих нужд конкурентоспособное и отвечающее современным технологическим требованиям оборудование.
Качество. Что по вашему мнению качественные преобразователи для индуктивных измерительных систем, который приятно было бы купить? Возможно, вы согласитесь, что они должен работать без «глюков», иметь достойный внешний вид без явных «косяков» и кривой подгонки деталей по причине спешной сборки, и в целом производить впечатление инструмента ТОП уровня!
Надежность. Под этим качеством можно рассматривать следующее, что после того как вы купили преобразовательные устройства, этот инструмент будет служить исправно долгие годы, без проблем проходить очередные калибровки и поверки, сохранять постоянно высокую точность измерений. Mahr одна из немногих компаний, уделяющая внимание мелочам, например, таким как доводка измерительных поверхностей и других подвижных деталей, сокращение воздействия вредных факторов на точность измерения (вибрации, теплоизоляция, влаго-пылезащита, и др. вредные факторы влияющие на точность измерений).
В общем преобразовательные устройства для индуктивных систем от Mahr это надежный, дорогой, высокоточный, качественный инструмент для профессионалов – сделанный в Германии. А «Микро-Мар» как официальный дилер Mahr GmbH осуществляет продажу преобразовательных устройств по выгодной стоимости с доставкой по РФ.
Вопросы, как вам удобнее будет купить преобразовательные устройства для индуктивных систем и доставить по вашему адресу задавайте по телефону 8 812 942-89-24 или напишите по электронной почте [email protected] или наберите сообщение на сайте вверху страницы нажав кнопку «Написать» или ссылку «Перезвоните мне».

I Всероссийская конференция “Наноструктурированные материалы и преобразовательные устройства для солнечных элементов 3-го поколения”

 

IV Всероссийская конференция

Наноструктурированные материалы и

преобразовательные устройства для солнечной энергетики 

(Nanostructured materials and соnverting devices for solar cells)

29-30 сентября 2016 года

Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова и Ассоциация молодых физиков Чувашии при поддержке  НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике при ФТИ имени А.Ф. Иоффе и Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)» (СПбГЭТУ), при информационной поддержке Министерства образования и молодежной политики Чувашской Республики, Ассоциации производителей солнечной энергетики России и международной Ассоциации альтернативной энергетики и экологии, проводит IV Всероссийскую конференцию, посвященную перспективам развития солнечной энергетики на территории Российской Федерации.

Сайт конференции: nanosolar-conf.ru

К участию в конференции приглашаются студенты, молодые ученые, аспиранты, специалисты инновационных предприятий, ученые, готовые предоставить доклады по развитию нанотехнологий и солнечной энергетики в России.

Основной задачей конференции является выявление наиболее актуальных и перспективных разработок, стимулирование и дальнейшее развитие научных исследований аспирантов и молодых ученых.

На конференции будут заслушаны доклады по результатам экспериментальных, теоретических и прикладных исследований, сгруппированных по следующим основным разделам:

1) фотоэлектрические преобразователи на тонкопленочной основе 

2) физические принципы и эффекты для ФЭП 

3) преобразовательные устройства; полупроводниковые  структуры для альтернативной энергетики и сопутсвующему применению

4) практическое освоение технологии мониторинга режимов эксплуатации солнечных электростанций, установки на основе солнечных модулей в энергосберегающих системах и перспективы их применения; установки ветро- и водородной энергетики.

 

Для участия в конференции необходимо представить статью (не более 5 стр.) в соответствии с требованиями, указанными в Приложении №1 и экспертное заключение к статье.

Всем участникам конференции будут выданы свидетельства участника и сборник материалов конференции.

Оплата за публикацию в сборнике работ не взимается.

Конференция состоится в г. Чебоксары (Чувашская Республика) в период с 29 по 30 сентября 2016 г. по адресу ул. Университетская, д.38, Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова.

Контактные телефоны:

8 987 673 6573 Смирнов Александр Вячеславович

E-mail: [email protected] 

преобразование энергии | технология | Britannica

Энергия обычно и наиболее просто определяется как эквивалент или способность выполнять работу. Само слово происходит от греческого energeia: en , «в»; ergon , «рабочий». Энергия может быть связана с материальным телом, как в спиральной пружине или движущемся объекте, или она может быть независимой от материи, как свет и другое электромагнитное излучение, пересекающее вакуум. Энергия в системе может быть доступна для использования только частично.Измерения энергии — это измерения работы, которая в классической механике формально определяется как произведение массы ( м ) и квадрата отношения длины ( l ) ко времени ( t ): мл 2 / т 2 . Это означает, что чем больше масса или расстояние, на которое он перемещается, или чем меньше времени требуется для перемещения массы, тем больше будет проделанная работа или больше затраченной энергии.

Развитие концепции энергии

Термин энергия не применялся как мера способности выполнять работу до довольно позднего периода развития науки механики. Действительно, развитие классической механики может осуществляться без обращения к концепции энергии. Однако идея энергии восходит к Галилею 17 века. Он признал, что, когда груз поднимается с помощью системы шкивов, прилагаемая сила, умноженная на расстояние, через которое эта сила должна быть приложена (произведение, по определению называемое работой), остается постоянной, даже если любой из факторов может меняться.Концепция vis viva, или живой силы, величины, прямо пропорциональной произведению массы и квадрата скорости, была введена в 17 веке. В 19 веке термин «энергия» применялся к концепции vis viva.

Первый закон движения Исаака Ньютона признает, что сила связана с ускорением массы. Почти неизбежно, что тогда интерес представляет интегральный эффект силы, действующей на массу. Конечно, есть два вида интеграла силы, действующей на массу, которые можно определить.Один — это интеграл силы, действующей вдоль линии действия силы, или пространственный интеграл силы; другой — интеграл силы за время ее действия на массу или временной интеграл.

Вычисление пространственного интеграла приводит к величине, которая теперь используется для представления изменения кинетической энергии массы в результате действия силы и составляет лишь половину от vis viva. С другой стороны, временное интегрирование приводит к оценке изменения количества движения массы в результате действия силы.Некоторое время велись споры о том, какая интеграция привела к надлежащей мере силы: немецкий философ-ученый Готфрид Вильгельм Лейбниц утверждал, что пространственный интеграл является единственной истинной мерой, в то время как ранее французский философ и математик Рене Декарт защищал временную шкалу. интеграл. В конце концов, в XVIII веке физик Жан д’Аламбер из Франции показал законность обоих подходов к измерению силы, действующей на массу, и что полемика касалась только номенклатуры.

Резюмируя, сила связана с ускорением массы; кинетическая энергия или энергия, возникающая в результате движения, является результатом пространственной интеграции силы, действующей на массу; импульс — это результат интегрирования во времени силы, действующей на массу; а энергия — это мера способности выполнять работу. Можно добавить, что мощность определяется как скорость передачи энергии (к массе, когда на нее действует сила, или по линиям передачи от электрического генератора к потребителю).

Сохранение энергии (см. Ниже) было независимо признано многими учеными в первой половине XIX века. Сохранение энергии как кинетической, потенциальной и упругой энергии в замкнутой системе в предположении отсутствия трения оказалось действенным и полезным инструментом. Кроме того, при более внимательном рассмотрении обнаруживается, что трение, которое служит ограничением для классической механики, выражается в выделении тепла, будь то на контактных поверхностях блока, скользящего по плоскости, или в объеме жидкости, в которой весло вращается или любое другое выражение «трение».«Тепло было определено как форма энергии Германом фон Гельмгольцем из Германии и Джеймсом Прескоттом Джоулем из Англии в 1840-х годах. Джоуль также экспериментально доказал связь между механической и тепловой энергией в это время. Поскольку возникла необходимость в более подробном описании различных процессов в природе, подход заключался в поиске рациональных теорий или моделей процессов, которые позволяют количественно измерить изменение энергии в процессе, а затем включить его и соответствующий ему энергетический баланс в систему. представляет интерес, при условии общей потребности в сохранении энергии.Этот подход работал для химической энергии в молекулах топлива и окислителя, высвобождающейся при их сгорании в двигателе, для производства тепловой энергии, которая впоследствии преобразуется в механическую энергию для работы машины; он также работал над преобразованием ядерной массы в энергию в процессах ядерного синтеза и ядерного деления.

Суперматериал, применимый к батареям и другим устройствам преобразования энергии

Ученые обычно проводят свои исследования, тщательно выбирая исследовательскую проблему, разрабатывая соответствующий план ее решения и выполняя этот план.Но незапланированные открытия могут случиться по пути.

Меркури Канатзидис, профессор Северо-Западного университета, работавший по совместительству в Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США (DOE), искал новый сверхпроводник с нетрадиционным поведением, когда сделал неожиданное открытие. Это был материал толщиной всего четыре атома, позволяющий изучать движение заряженных частиц только в двух измерениях. Такие исследования могут стимулировать изобретение новых материалов для различных устройств преобразования энергии.

«Результаты нашего анализа показали, что до этого перехода ионы серебра были зафиксированы в замкнутом пространстве в пределах двух измерений нашего материала, но после этого перехода они покачивались». — Меркури Канатзидис, совместный прием с Аргоннским и Северо-Западным университетом

Материал мишени

Канатзидиса представлял собой комбинацию серебра, калия и селена (α-KAg 3 Se 2 ) в четырехслойной структуре, напоминающей свадебный торт. Эти 2D-материалы имеют длину и ширину, но почти не имеют толщины при высоте всего в четыре атома.

Сверхпроводящие материалы теряют всякое сопротивление движению электронов при охлаждении до очень низких температур. «К моему большому разочарованию, этот материал вообще не был сверхпроводником, и мы не смогли его сделать», — сказал Канатзидис, старший научный сотрудник Аргоннского отделения материаловедения (MSD). «Но, к моему большому удивлению, это оказался фантастический пример суперионного проводника».

В суперионных проводниках заряженные ионы в твердом материале перемещаются так же свободно, как и в жидких электролитах, содержащихся в батареях.Это приводит к твердому телу с необычно высокой ионной проводимостью, показателем способности проводить электричество. Высокая ионная проводимость приводит к низкой теплопроводности, что означает, что тепло не проходит легко. Оба эти свойства делают суперионные проводники суперматериалами для устройств хранения и преобразования энергии.

Первым ключом к разгадке того, что они обнаружили материал с особыми свойствами, стало то, что они нагрели его до температуры от 450 до 600 градусов по Фаренгейту. Он перешел в более симметричную слоистую структуру.Команда также обнаружила, что этот переход обратим, когда они снизили температуру, а затем снова подняли ее до зоны высоких температур.

«Результаты нашего анализа показали, что до этого перехода ионы серебра были зафиксированы в замкнутом пространстве в пределах двух измерений нашего материала», — сказал Канатзидис. «Но после этого перехода они пошатнулись». Хотя многое известно о том, как ионы движутся в трех измерениях, очень мало известно о том, как они движутся только в двух измерениях.

Ученые некоторое время искали образец материала для исследования движения ионов в 2D-материалах. Этот слоистый материал калий-серебро-селен представляет собой единое целое. Команда измерила, как ионы диффундируют в этом твердом теле, и обнаружила, что это эквивалентно сильно соленому водному электролиту, одному из самых быстрых известных ионных проводников.

Хотя еще рано говорить о том, найдет ли этот конкретный суперионный материал практическое применение, он может сразу же послужить важной платформой для разработки других 2D-материалов с высокой ионной проводимостью и низкой теплопроводностью.

«Эти свойства очень важны для тех, кто разрабатывает новые двумерные твердые электролиты для батарей и топливных элементов», — сказал Дак Янг Чанг, главный материаловед в MSD.

Исследования с использованием этого суперионного материала также могут быть полезны для разработки новых термоэлектриков, преобразующих тепло в электричество на электростанциях, в промышленных процессах и даже в выхлопных газах автомобилей. И такие исследования могут быть использованы для создания мембран для очистки окружающей среды и опреснения воды.

Это исследование появилось в статье Nature Materials, озаглавленной «Двумерный суперионный проводник I типа». Помимо Канатзидиса и Чунга, авторами являются Александр Дж. Э. Ретти, Цзинсюань Дин, Сюцюань Чжоу, Майкл Дж. Джонсон, Христос Д. Маллиакас, Нареш К. Ости, Раймонд Осборн, Оливье Делер и Стефан Розенкранц. В состав команды входят исследователи из Аргоннской области, Северо-Западный регион, Окриджской национальной лаборатории Министерства энергетики США, Университетского колледжа Лондона и Университета Дьюка.

Экспериментальные измерения группы использовались с использованием источника нейтронов расщепления в Национальной лаборатории Ок-Ридж, Образовательного и исследовательского центра по интегрированной молекулярной структуре на Северо-Западе и канала 17-BM-B в усовершенствованном источнике фотонов в Аргонне, учреждении Управления науки Министерства энергетики США.В их компьютерном моделировании использовались вычислительные ресурсы, предоставляемые Bebop, высокопроизводительным вычислительным кластером в Аргонне.

Это исследование в первую очередь поддерживалось Министерством энергетики Министерства энергетики США.

1.1: Что такое прямое преобразование энергии?

Устройства преобразования энергии преобразуют электрическую, магнитную, кинетическую, потенциальную, оптическую, химическую, ядерную и другие формы энергии. Процессы преобразования энергии происходят естественным образом. Например, энергия преобразуется из оптического электромагнитного излучения в тепло, когда солнечный свет согревает дом, а энергия преобразуется из потенциальной энергии в кинетическую, когда лист падает с дерева.В качестве альтернативы устройства преобразования энергии разрабатываются и производятся широким кругом ученых и инженеров. Эти устройства преобразования энергии варьируются от крошечных компонентов интегральных схем, таких как термопары, которые используются для измерения температуры путем преобразования микроватт мощности из тепловой энергии в электричество, до огромных угольных электростанций, которые преобразуют гигаватты энергии, хранящейся в химических связях угля, в электричество.

Устройство прямого преобразования энергии преобразует одну форму энергии в другую с помощью единственного процесса.Например, солнечный элемент — это устройство прямого преобразования энергии, которое преобразует оптическое электромагнитное излучение в электричество. Хотя часть солнечного света, падающего на солнечный элемент, может вместо этого нагревать его, этот эффект не является принципиальным для работы солнечного элемента. В качестве альтернативы устройства непрямого преобразования энергии включают в себя ряд процессов прямого преобразования энергии. Например, некоторые солнечные электростанции включают преобразование оптического электромагнитного излучения в электричество путем нагревания жидкости до ее испарения.Испарение и расширение газа вращают ротор турбины. Энергия механического движения ротора преобразуется в изменяющееся во времени магнитное поле, которое затем преобразуется в переменный электрический ток в катушках генератора.

Этот текст посвящен устройствам прямого преобразования энергии, которые преобразуют электрическую энергию в другую форму. Из-за большого разнообразия устройств, подпадающих под эту категорию, преобразование энергии является важной темой для всех типов инженеров-электриков.Некоторые инженеры-электрики специализируются на построении контрольно-измерительных приборов. Многие датчики, используемые этими инженерами, представляют собой устройства прямого преобразования энергии, включая тензодатчики, используемые для измерения давления, датчики эффекта Холла, которые измеряют магнитное поле, и пьезоэлектрические датчики, используемые для обнаружения механических колебаний. Электрическая энергия, производимая датчиком, может быть настолько мала, что потребуется усиление. Другие инженеры-электрики специализируются на производстве и распределении электроэнергии. Батареи и солнечные элементы — это устройства прямого преобразования энергии, используемые для хранения и выработки электроэнергии.Они особенно полезны в удаленных местах или в портативных гаджетах, где нет простого способа подключения к электросети. Соответственно, устройства прямого преобразования энергии, такие как термоэлектрические устройства и топливные элементы, используются для питания спутников, марсоходов и других аэрокосмических систем. Многие инженеры-электрики работают в автомобильной промышленности. Устройства прямого преобразования энергии, используемые в автомобилях, включают аккумуляторы, оптические камеры, датчики на эффекте Холла в тахометре, используемые для измерения скорости вращения, и датчики давления.

Прямое преобразование энергии — увлекательная тема, потому что она не укладывается в одну дисциплину. Преобразование энергии имеет фундаментальное значение в области электротехники, но оно также имеет фундаментальное значение для машиностроения, физики, химии и других областей науки и техники. Например, пружины — это устройства хранения энергии, которые часто изучаются инженерами-механиками, конденсаторы — это устройства хранения энергии, которые часто изучаются инженерами-электриками, а батареи — устройства хранения энергии, которые часто изучаются химиками.Соответственно, устройства для хранения и преобразования энергии, такие как пружины, конденсаторы и батареи, не являются эзотерическими. Они обычны, дешевы и широко доступны. Хотя они встречаются в повседневных предметах, они также являются активными объектами современных исследований. Например, портативные компьютеры ограничены сроком службы батарей, а прием сотовых телефонов часто ограничивается качеством антенны. Батареи, антенны и другие устройства прямого преобразования энергии изучаются как потребительскими компаниями, стремящимися создавать более качественные продукты, так и академическими исследователями, пытающимися понять фундаментальную физику.

Оборудование для продольной резки, перемотки и клея-расплава.

Universal Converting Equipment лидирует в поставках оборудования для переработки во всем мире, включая машины для продольной резки, устройства для нанесения покрытия на расплав, ламинаторы для расплава, машины для продольной резки и вспомогательные системы.

Мы проектируем, разрабатываем и производим бобинорезки , , бобинорезки, , стержневые резаки , , системы нанесения термоклея и ламинирования и вспомогательные системы.Мы разрабатываем и производим как оборудование, так и системы управления, которые управляют оборудованием, поэтому мы можем предложить высокий уровень настройки и быструю поддержку.

Универсальный станок для продольной резки с двойной револьверной головкой X6t


Почему нужно использовать универсальное оборудование для переоборудования?

Вот лишь некоторые из причин, по которым наши клиенты выбирают наши продольно-резательные станки:

  • Прочная конструкция
    В наших станках используются массивные рамы с поперечными распорками, прецизионные расточки в паре.Ролики представляют собой алюминиевые трубы, точно обработанные и сбалансированные.
  • Простое управление
    Регулируемые параметры сведены к минимуму, поэтому оператор может быть обучен всего за несколько часов. Мы считаем, что наши продольно-резательные станки так же просты в эксплуатации, как и дуплексные продольно-резательные станки с центральным ветром.
  • Всемирная поддержка
    Поддержка в тот же день доступна по телефону, а также доступна поддержка через Интернет. Сервисные инженеры обычно доступны в течение 48 часов
  • Великобритания Разработано и построено
    Мы проектируем и производим наш ассортимент преобразовательного оборудования в Великобритании
  • Служба поддержки клиентов
    Мы считаем, что наши отношения со всеми клиентами являются постоянными и постоянно развивающимися процесс

Свяжитесь с нами


Оборудование для продольной резки.

Universal также предлагает широкий спектр вспомогательного оборудования для продольно-резательных станков и других преобразовательных машин. К ним относятся автоматические корончатые коронки , модернизированные приводы и системы управления , системы направления полотна и валы с дифференциальной намоткой . Мы предоставляем полный спектр услуг перерабатывающей промышленности от поставки отдельных запасных частей до поставки новейшего технологического оборудования.

Универсальный автоматический корончатый резак CCA

Universal производит широкий ассортимент оборудования для нанесения термоклея и ламинатора.Благодаря партнерству с ITW Dynatec мы можем предложить новейшие технологии высокоскоростных приложений. Устройства для нанесения покрытия на клей-расплав широко используются при производстве этикеточной, медицинской, охранной и нетканой продукции. Машины для нанесения покрытий из расплава и ламинатора представляют собой компактные системы с низким энергопотреблением по сравнению с клеевыми системами на основе растворителей и воды.

Помимо производства бобинорезочно-перемоточных машин и конвертирующего оборудования, мы также проектируем и разрабатываем системы автоматизации и системы управления (и обновления) для оборудования сторонних производителей.Наш опыт и эффективность помогут вам свести к минимуму время простоя, сократить задержку с запуском работы и увеличить прибыль.

Ламинатор для нанесения термоплавкого покрытия CL350

Поиск запчастей и услуг для продольно-резательной машины

Используйте поле поиска для поиска запасных частей для ваших бобинорезальных машин и другого перерабатывающего оборудования. В дополнение к деталям и расходным материалам для наших собственных машин у нас также есть большой запас совместимых запчастей для машин производства Titan, Atlas, Ashe, Cameron, Kampf и многих других.

Устройства хранения и преобразования энергии: суперконденсаторы, батареи и

Анураг Гаур — доцент кафедры физики Национального технологического института, Курукшетра. Доктор Гаур опубликовал более 100 научных статей в авторитетных журналах, прошедших рецензирование, и руководил или принимал участие в более чем 07 национальных и международных проектах, финансируемых различными государственными учреждениями (например, SERB-DST, CSIR и т. Д.). Он имеет 14-летний опыт исследований в области синтеза наноматериалов и разработал суперконденсаторы, литий-ионные батареи, гидроэлементы и устройства спинтроники.Он руководил 07 кандидатом наук. и 50 студентов M.Tech за диссертацию. Его индекс Хирша составляет 22, а индекс i10 — 47 с 1450 цитированием и выполнением 03 патентов. Он был рецензентом нескольких влиятельных журналов и выступил с более чем 50 докладами на различных национальных и международных конференциях. Он защитил докторскую диссертацию в Индийском технологическом институте в Рурки в 2007 году. В 2018 году он был удостоен награды за лучший факультет Национального технологического института Курукшетры. Научные интересы д-ра Гаура включают устройства хранения энергии и производство экологически чистой энергии с помощью воды. расщепление.

A. Л. Шарма — доцент кафедры физики Центрального университета Пенджаба, Батинда. Доктор Шарма является автором и соавтором более 70 публикаций в рецензируемых журналах, включая исследовательские публикации, обзорные статьи, материалы конференций и 9 глав книг в международных издательствах. Он имеет 11-летний опыт исследований, и его исследовательские интересы включают разработку электродов и электролитов для литий-ионных батарей и суперконденсаторов.Его индекс Хирша в Scopus — 20, индекс i10 — 27 с более чем 919 цитированием, он выступал в качестве рецензента для нескольких влиятельных журналов и провел более 20 докладов на различных конференциях / колледжах и университетах. Физический факультет Индийского технологического института, Харагпур. Научные интересы доктора Шармы включают разработку наноструктурированных материалов / композитов для применения в устройствах хранения / преобразования энергии (батареи и суперконденсаторы).

Анил Арья работает доцентом на кафедре физики Национального технологического института, Курукшетра.Доктор Арья является соавтором 40 научных публикаций, обзорных статей, материалов конференций и 9 глав книг. Его индекс Хирша в Scopus составляет 12, более 498 цитирований, он был рецензентом для нескольких журналов, связанных с электрохимией. Он защитил докторскую диссертацию на кафедре физики Центрального университета Пенджаба, Батинда. До того, как поступить на программу доктора философии, он получил степень бакалавра наук в Университетском колледже Университета Курукшетра (Курукшетра) и степень магистра наук в Центральном университете Пенджаба, Батинда.Научные интересы доктора Арьи включают синтез материалов электродов / электролитов для устройств хранения / преобразования энергии.

Преобразование углекислого газа (CO2) на солнечных батареях

Производство и хранение электроэнергии

Преобразование углекислого газа (CO2) на солнечных батареях (TOP2-160)

Недорогое тонкопленочное устройство из наноматериалов

Обзор

НАСА разработало новую технологию, которая может преобразовывать углекислый газ (СО2), вызывающий парниковый эффект, в топливо с помощью тонкопленочных устройств, работающих на солнечной энергии.Тонкие пленки оксидов металлов производятся для производства фотоэлектрохимических элементов, работающих от солнечной энергии. Преобразуя CO2 в топливо до того, как он будет выброшен в атмосферу, эта технология может смягчить последствия сжигания ископаемого топлива, основного источника топлива в мире в обозримом будущем. коммерциализировать технологию на рынке устойчивой энергетики. Что еще более важно, это приводит к нулевому углеродному следу за счет переработки C02 в топливо, совместимое со всеми существующими топливными утилитами.Это достигается за счет использования солнечной энергии для преобразования CO2 в пригодное для использования топливо в очень компактном устройстве.


Технология

Эта технология состоит из фотоэлектрохимической ячейки, состоящей из тонких пленок оксида металла. Он использует солнечный свет (в основном ультрафиолетовую (УФ), видимую и инфракрасную (ИК) части) и недорогие композиты из диоксида титана для проведения реакции. Устройство можно использовать для улавливания диоксида углерода, образующегося в промышленных процессах, до его выброса в атмосферу и преобразования его в полезное топливо, такое как метан.Эти устройства могут быть размещены на коммерческом рынке с низкими затратами на производство и материалы. Их можно сделать чрезвычайно компактными и эффективными и использовать их в датчиках и детекторах.

Преимущества

  • Эффективное преобразование диоксида углерода
  • Высокоэффективное устойчивое использование энергии
  • Недорогие операции
  • Универсальный
  • Платформа интегрированного устройства PV
  • Сниженные выбросы
  • Произведено полезное топливо
  • Использует солнечную энергию как единственный источник энергии

Приложения

  • Технологии улавливания углерода
  • Фотоэлектрохимия
  • Автомобильная промышленность
  • Материаловедение

Детали технологии


Категория производство и хранение энергии

Номер ссылки ТОП2-160

Номер (а) дела ARC-16461-1

Устройство для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное движение.

Кто

Люди и организации, связанные либо с созданием этого патента, либо с его содержанием.

Какие

Описательная информация, помогающая идентифицировать этот патент. Перейдите по ссылкам ниже, чтобы найти похожие предметы на Портале.

Когда

Даты и периоды времени, связанные с этим патентом.

Статистика использования

Когда последний раз использовался этот патент?

Где

Географическая информация о происхождении этого патента или о его содержании.

Информация о карте

  • Координаты названия места. (Может быть приблизительным.)
  • Для оптимальной печати может потребоваться изменение положения карты.

Взаимодействовать с этим патентом

Вот несколько советов, что делать дальше.

Ссылки, права, повторное использование

Международная структура взаимодействия изображений

Распечатать / Поделиться


Печать
электронная почта
Твиттер
Facebook
Tumblr
Reddit

Ссылки для роботов

Полезные ссылки в машиночитаемом формате.

Ключ архивных ресурсов (ARK)

Международная структура взаимодействия изображений (IIIF)

Форматы метаданных

Изображений

URL

Статистика

Ричардсон, Джон Т.Устройство для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное движение., патент 18 июля 1882 г .; [Вашингтон.]. (https://texashistory.unt.edu/ark:/67531/metapth270374/: по состоянию на 28 ноября 2021 г.), Библиотеки Университета Северного Техаса, Портал в историю Техаса, https://texashistory.unt.edu; кредитование Департамента государственных документов библиотек ЕНТ.

.
Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.