Трлендіргіштік техниканы негізгі масаттары.
Ші дріс таырыбы. «Кіріспе. Трлендіргіштік техниканы даму тарихы жне азіргі жадайы жнінде ысаша мліметтер».
ылыми-техникалы прогресті дамуын жеделдету, азастан Республикасыны экономикасын индустриалды-инновациялы жола кшіру ндіріс тиімділігін ктеруді басты мселелеріні бірі болып табылады. Бл мселелерді ндірісті кптеген салаларында, клікте, электр энергетикасында автоматтандыру масаттары шін электрониканы кеінен олданып шешуге болады. Электрониканы олданыс аясын кеейту – ылыми-техникалы прогресті азіргі кезедегі негізгі ерекшелігі.
Электроника ртрлі физикалы былыстарды оып-білу жне олданумен, сонымен атар вакуумда, газда жне т.б. орталарда электр тогы аымына негізделген рылыларды жасау жне пайдаланумен байланысты ылым жне техниканы ке блігін амтиды.
ндірістік электроника (ндірісте, клікте, электр энергетикасында электрониканы олдану) жне радиоэлектроника (радиотехникамен теледидарламада электрониканы олдану) электрониканы ке маынада арастырылатын маызды рамды блігі болып табылады.
ртрлі техника трлерін басару, лшеу, баылау жне орау рылыларымен, сонымен бірге электр энергиясын трлендіруді электронды жйелерімен амтамасыз ететін ндірістік электроникаа, з алдына:
1) ндірістік объектілерді жне технологиялы процестерді лшеу, баылау жне басарумен байланысты электронды жйелерді жне рылыларды амтитын апаратты электроника;
2) электр тогы трін электржетек, электр термиясы, электр технологиясы, электр энергетикасы жне т.б. масаттары шін трлендірумен байланысты энергетикалы электроника (трлендіргіштік техника) .
ндірістік электроника немі даму стінде. Бл, е уелі, оны элементтік базасыны здіксіз дамуымен аныталады. ндірістік электрониканы элементтік базасы дамуды бірнеше сатысынан тті.
ндірістік электрониканы дамуы электрвакуумды жне газразрядты аспаптарды пайда болуымен басталды. Тмен сенімділігі, эксплуатация крделілігі, жоары ттыну уаты электрониканы олдану салаларын кеейту шін тежеуші фактор болды. ндірістік электроникада электрвакуумды аспаптар азіргі уаытта шектеулі олданыс табуда, ал газразрядты аспаптар негізінен индикация элементтері трінде пайдаланылады.
Апаратты электрониканы ары арай дамуына 1948 жылы транзисторды пайда болуы, ал энергетикалы электроника шін – кштік шалаткізгіштік аспаптарды жасау жне дамыту негіз болды.
Транзисторларды олдану белгілі бір сатыда сенімділікті едуір ктеруге, ттыну уатын, габариттерін, сонымен атар электронды аппаратураны ндіру жне эксплуатация шыынын азайтуа ммкіндік берді.
Алайда жоарыда аталан крсеткіштерді жасартуды жалпы тенденциясы электронды аппаратураны сіп келе жатан крделілігі жадайында дискретті компонентердегі аппаратурадан оны интегралды орындауына кшуге мжбр етті.
70-ші жылдардан бастап электронды аппаратураны кп блігі интегралды микросхемаларда ндіріле бастады. Апаратты электроника дамуыны азіргі дегейі микроэлектроника компоненттерін, интегралды схемаларды оса, кеінен олданумен сипатталады.
Энергетикалы электрониканы дамуы траты токпен жне айнымалы токты стандартты емес жиілігінде ттынатын электр энергиясыны лестік салмаын арттыруды сіп келе жатан талаптарымен жне элементтік базаны здіксіз жетілуімен (кштік жартылай ткізгіштік аспаптарды бірліктік уатын кбейту, оларды динамикалы крсеткіштерін жасарту, аспаптарды жаа трлеріні пайда болуы) ынталандырылады.
Осыны брі электр энергиясын генерациялау, ашытыа беру, тарату; ебекті электрмен арулануын ктеру; сонымен атар нерксіпті ртрлі салаларында німді технологияларды пайдалану шін тиімді жадайларды жасауа ммкіндік береді.
Алашы электр энергиясыны трлендіргіштері ткен (XX-шы) асырды 20-шы жылдары пайда болды. Бл трлендіргіштерді кштік элементтері ретінде уатты лампалы тиратрондар жне игнитрондар ызмет еткен. Оларды салмаы жне габариттері жоары, салындату жйелері те крделі, сенімділігі тмен болды. Алайда, барлы кемшіліктеріне арамастан, трлендіргіштер сол заманны зінде алалы жне теміржол кліктерінде практикалы олданыс тапты.
Трлендіргіштік техниканы дамуында айтарлытай ілгері басу алпысыншы жылдары алашы басарылмайтын (диодтар) жне басарылатын (тиристорлар) кштік жартылай ткізгіштік элементтерді ойлап тапанда болды. Бл элементтер теміржол клігінде, траты ток электржетектерінде жне электротермияда кеінен олданыс тапан кштік жартылай ткізгіштік басарылатын жне басарылмайтын тзеткіштерді жасауа ммкіндік берді.
шінші, трлендіргіштік техникасыны дамуындаы е маызды кезеі нарыта алдымен биполярлы жоарывольтті транзисторларды жне толы басарылатын (ОТО) тиристорларды, содан кейін базасы ошауланан IGBT (Insuled Gate Bipolar Transistor) биполярлы транзисторлары жне MOSFET (Metal Oxide Semicondactor Field Effect Transistor)уатты далалы транзисторлары пайда боланда басталады.
Бл кезені негізгі ерекшелігі энергияны трлендіру техникасыны революциялы згеруі болып табылады. згеріс жартылайткізгіштік трлендіргіштер тезрекеттілігіні айтарлытай кбеюіне негізделеді, ал ол, з кезегінде, салмаын жне габариттерін азайтуа, ПК-ін жне сенімділігін ктеруге, ендік-импульстік модуляцияны жне микропроцессорлы басаруды жзеге асыруа ммкіндік береді.
Кштік жартылайткізгішті трлендіргіштерді электрэнергетикасында, клікте, металлургияда жне баса салаларда олдану едуір экономикалы нтиже береді. Мысалы, АШ-да барлы ндірілетін энергияны 70% трлендіріледі.
Трлендіргіштік техника, салыстырмалы трде арастыранда, жас ылым. Бл ылымны дамуына брыны кеес алымдары лкен теориялы ебек сіірді. Мскеу, Санкт-Петербор, Киев, Минск, Харьков, Новосибирск, Таллинн, Ташкент, Алматы жне т.б. алаларды алымдары осы сала бойынша ылыми мектептерді алыптастырды. Олар трлдендіргіштік техниканы дамуына кп сер етті.
Алайда мір алдымыза жаа талаптармен мселелерді сынады, жне сол мселелерді шешу шін трлендіргіштік техниканы теориясымен практикасын дамыту ажеттілігін туызады.
Сзсіз, бл салада талай жаалытар ашылып, ызыты ылыми жне техникалы жмыстар пайда болады.
Трлендіргіштік техниканы негізгі масаттары.
Соы жылдары кштік электроника деп аталып жрген трлендіргіштік техника кштік жартылайткізгішті аспаптарымен (диодтар, тиристорлар, уатты транзисторлар) жасалан жартылайткізгішті трлендіргіштерді асиеттері оытылатын электротехниканы саласы болып табылады.
Кштік жартылайткізгішті аспаптарын олданып жасалатын жартылайткізгішті трлендіргіштер электр энергиясын сипаттайтын параметрлерді трлендіру шін ызмет етеді. Бл параметрлерге:
1) кернеуді жне токты трі жне формасы (мысалы: траты, айнымалы; синусоидалды, синусоидалды емес; периодты, импульстік жне т.б.);
2) кернеуді жне токты шамасы (мні)(тратылары шін орташа, айнымалылары шін серлік жне амплитудалы);
3) жиілік;
4) фазалар саны жатады.
Жартылайткізгішті трлендіргішті блок-схемасы 1.1. суретінде крсетілген.
Жартылайткізгішті трлендіргіш u1,f1 параметрлі электрэнергиясын басару сигналдарыны ыпалымен u2,f1 параметрлі электрэнергиясына трлендіреді.
|
U1, f1 U2,f2
Басару сигналы
1.1. суреті. Жартылайткізгішті трлендіргішті блок-схемасы.
Кштік жартылайткізгішті элементтерден блек жартылайткізгішті трлендіргіш рамына баса элементтер де кіреді. Олара, е алдымен:
1.реактивті элементтер – конденсаторлар, индуктивтік орауыштар, дроссельдер;
2.электромагнитті трлендіру элементтері – трансформаторлар, лшеу трансформаторлары;
3.интегралды микросхемотехника элементтерінде немесе микроконтроллерде жзеге асырылан крделі электронды рылы – басару жйесі;
4.орау жне апатты режимдерде сигналдау жйесі жатады.
Электрэнергиясын трлендіру ажеттілігі келесі жадайларда туындайды:
· электр машиналарын басаруда;
· аккумуляторларды зарядтау жйелерінде;
· электртермиясында;
· энергия желілерінде жары беруді реттеу жйелерінде жне т.б.
дебиет:нег.1[5-7], ос.5 [4-7].
Баылау сратары:
1.Трлендіргіштік техника дамуыны негізгі кезедерін атап берііз.
2.Жартылайткізгіштік аспаптар пайда болана дейін трлендіргіштерді жасау шін андай элементтерді олданан?
3.Кштік жартылайткізгіштік элементтердегі трлендіргіштік рылыларды олдану салаларын атап берііз.
4.Кштік жартылайткізгіштік элементтерді нерксіпте олдану андай артышылы береді?
5.Электр энергиясын трлендіру ажеттілігі андай жадайларда туындайды?