Преобразователь энергии. Преобразователи электрической энергии: виды, функции и применение

Что такое преобразователи электрической энергии. Какие бывают виды преобразователей. Для чего используются преобразователи энергии. Как работают основные типы преобразователей.

Что такое преобразователи электрической энергии

Преобразователи электрической энергии — это устройства, предназначенные для изменения параметров электрической энергии, таких как напряжение, частота, число фаз, форма сигнала. Они позволяют преобразовывать электроэнергию из одного вида в другой, адаптируя ее под требования конкретных потребителей.

Основные функции преобразователей электроэнергии:

• Преобразование переменного тока в постоянный и наоборот
• Изменение величины напряжения или силы тока
• Регулирование частоты переменного тока
• Изменение числа фаз
• Стабилизация параметров электроэнергии

Классификация преобразователей электрической энергии

Преобразователи электроэнергии можно классифицировать по нескольким критериям:

По характеру преобразования:

• Выпрямители (AC/DC) — преобразуют переменный ток в постоянный
• Инверторы (DC/AC) — преобразуют постоянный ток в переменный
• Преобразователи частоты (AC/AC) — изменяют частоту переменного тока
• Конверторы (DC/DC) — преобразуют постоянный ток одного напряжения в постоянный ток другого напряжения

По принципу работы:

• Электромашинные (умформеры, мотор-генераторы)
• Статические (на основе полупроводниковых приборов)
• Комбинированные

По способу управления:

• Управляемые
• Неуправляемые

Выпрямители: преобразование переменного тока в постоянный

Выпрямители — это устройства для преобразования переменного тока в постоянный. Они широко применяются в различных областях техники.

Основные типы выпрямителей:

• Однополупериодные — пропускают только одну полуволну переменного тока
• Двухполупериодные — используют обе полуволны, обеспечивая более качественное выпрямление
• Мостовые — наиболее распространенный тип, обеспечивающий высокую эффективность

Области применения выпрямителей:

• Зарядные устройства для аккумуляторов
• Источники питания электронных устройств
• Электролизные установки
• Системы электроснабжения постоянного тока

Инверторы: преобразование постоянного тока в переменный

Инверторы выполняют обратное выпрямителям преобразование — из постоянного тока в переменный. Они позволяют получить переменное напряжение требуемых параметров из источников постоянного тока.

Виды инверторов:

• Автономные — работают на автономную нагрузку
• Ведомые сетью — работают параллельно с сетью переменного тока
• Резонансные — используют резонансные цепи для формирования синусоидального напряжения

Где применяются инверторы:

• Системы бесперебойного питания
• Частотно-регулируемые электроприводы
• Альтернативная энергетика (солнечные и ветряные установки)
• Сварочное оборудование

Преобразователи частоты: регулирование скорости электродвигателей

Преобразователи частоты позволяют изменять частоту переменного тока. Их основное применение — регулирование скорости вращения асинхронных электродвигателей.

Типы преобразователей частоты:

• С непосредственной связью — преобразуют напрямую из сети
• С промежуточным звеном постоянного тока — двойное преобразование AC-DC-AC

Преимущества использования преобразователей частоты:

• Плавное регулирование скорости двигателя
• Энергосбережение при неполной нагрузке
• Улучшение динамических характеристик привода
• Защита двигателя от перегрузок

Импульсные преобразователи напряжения

Импульсные преобразователи используют высокочастотное преобразование для изменения уровня напряжения постоянного тока. Они обладают высоким КПД и малыми габаритами.

Разновидности импульсных преобразователей:

• Понижающие (бак-конверторы)
• Повышающие (буст-конверторы)
• Инвертирующие
• Преобразователи с гальванической развязкой

Области применения:

• Компьютерные блоки питания
• Зарядные устройства мобильной электроники
• Светодиодные драйверы
• Системы электропитания космических аппаратов

Современные тенденции в развитии преобразователей энергии

Основные направления совершенствования преобразователей электрической энергии:

• Повышение КПД и снижение потерь
• Уменьшение массогабаритных показателей
• Улучшение электромагнитной совместимости
• Интеллектуализация и интеграция с цифровыми системами управления
• Использование новых полупроводниковых материалов (SiC, GaN)

Какие инновации ожидаются в ближайшем будущем? Ведутся разработки преобразователей на основе широкозонных полупроводников, которые позволят значительно повысить рабочие частоты и КПД. Также перспективным направлением является создание интеллектуальных преобразователей с адаптивными алгоритмами управления.

Применение преобразователей в промышленности и энергетике

Преобразователи электрической энергии находят широкое применение в различных отраслях:

• Электроэнергетика — передача энергии постоянным током высокого напряжения
• Металлургия — электролизные установки, дуговые печи
• Нефтегазовая промышленность — частотно-регулируемые приводы насосов и компрессоров
• Железнодорожный транспорт — тяговые преобразователи электровозов
• Возобновляемая энергетика — инверторы солнечных и ветряных электростанций

Какую роль играют преобразователи в повышении энергоэффективности? Применение современных преобразователей позволяет оптимизировать режимы работы оборудования, снизить потери энергии и повысить общую эффективность энергосистем.

Преобразователь электрической энергии | это… Что такое Преобразователь электрической энергии?

Преобразователь электрической энергии — это электротехническое устройство, предназначенное для преобразования параметров электрической энергии (напряжения, частоты, числа фаз, формы сигнала). Для реализации преобразователей широко используются полупроводниковые приборы, так как они обеспечивают высокий КПД.

Содержание 1 История развития 2 Функции преобразователей 3 Классификация 3.1 По характеру преобразования 3.1.1 Выпрямители 3.1.2 Инверторы 3.1.2.1 Зависимые инверторы 3.1.2.2 Автономные инверторы 3.1.3 Преобразователи частоты 3.1.4 Импульсные преобразователи напряжения 3.2 По способу управления 3.3 По типу схем 3.4 По способу управления 4 Примечания

История развития

При начале практического использования электрической энергии (1880-е) возникла проблема преобразования энергии.

Период использования	Компонентная база	Особенности
1880-е	Мотор-генератор	+ Чистая синусоида + Высокий КПД + Большие мощности — Материалоёмкость — Сложность ремонта и обслуживания — Шум и вибрации
1880-е Используются в настоящее время	Трансформаторы	+ Большая надёжность + Высокий КПД + Большие мощности — Большие габариты при малых частотах — Невозможность преобразования постоянного тока
1930—1970-е В настоящее время практически не используются	Ионные приборы	— Хрупкость корпусов (стекло) — Длительное время подготовки к работе
1960-е Используются в настоящее время	Полупроводниковые диоды, тиристоры и транзисторы	+ Компактность + Бесшумность + Лёгкость и гибкость управления — Потери мощности в ключах — Искажения и помехи в сетях

Зачастую появление новых приборов не устраняет необходимости использовать ряд приборов, прежде существовавших. Например, многие полупроводниковые приборы используют трансформаторы, но в более выгодном высокочастотном диапазоне. В результате устройство приобретает преимущества и тех, и других.
Использование п-п инверторов для управления умформерами позволяет устранить коллекторы и щётки. Это снижает потери омические и на трение. Сами инверторы тоже могут быть меньшей мощности, например, при использовании машин двойного питания, потери — меньше, а качество преобразования энергии — гораздо выше.

Функции преобразователей

• Преобразование
• Преобразование и регулирование
• Преобразование и стабилизация

Классификация

По характеру преобразования

Преобразователи

Выпрямители ≈→=

Инверторы =→≈

Преобразователи частоты и числа фаз ≈→≈

Напряжения =→= ≈→≈

Выпрямители

Основная статья: Выпрямитель

Выпрямитель — устройство, предназначенное для преобразования энергии источника переменного тока в постоянный ток. ^[1]

Инверторы

Основная статья: Инвертор

Инвертор — устройство, задача которого обратна выпрямителю, то есть преобразование энергии источника постоянного тока в энергию переменного тока.

Инверторы подразделяются на два класса: ведомые сетью (зависимые) и автономные.

Зависимые инверторы

Ведомые инверторы преобразуют энергию источника постоянного тока в переменный с отдачей её в сеть переменного тока, то есть осуществляют преобразование, обратное выпрямителю.^[2]

Автономные инверторы

Автономные инверторы — устройства, преобразующие постоянный ток в переменный с неизменной или регулируемой частотой и работающие на автономную (не связанную с сетью переменного тока) нагрузку.^[3]

В свою очередь автономные инверторы подразделяются на:

• АИН
• АИТ
• АИР

Преобразователи частоты

Основная статья: Преобразователь частоты

Импульсные преобразователи напряжения

По способу управления

1. Импульсные (на постоянном токе)
2. Фазовые (на переменном токе)

По типу схем

• Нулевые, мостовые
• Трансформаторные, бестрансформаторные
• Однофазные, двухфазные, трёхфазные…

По способу управления

• Управляемые
• Неуправляемые

Примечания

1. ↑ С. Ю. Забродин Глава 5 Маломощные выпрямители постоянного тока, §5.1 Общие свединия // Промышленная электроника: учебник длч вузов. — М.: Высшая школа, 1982. — С. 287. — 496 с.
2. ↑ С. Ю. Забродин Глава 6 Ведомые сетью преобразователи средней и большой мощности, §6.1 общие сведения // Промышленная электроника: учебник для вузов. — М.: Высшая школа, 1982. — С. 315. — 496 с.
3. ↑ С. Ю. Забродин Глава 8 Автономные инверторы, §8.1 Автономные инверторы и их классификация // Промышленная электроника: учебник для вузов. — М.: Высшая школа, 1982. — С. 438. — 496 с.

Преобразователь электрической энергии — АО «НПП «Алмаз»

К продукции

• Преобразователь электрической энергии
• Стендовое оборудование

Преобразователь электрической энергии

Заказать оборудование

По вопросам приобретения

• +7 (8452) 45-02-71

 

Продукция	Тип	Применение	Характеристики
Преобразователи    электрической энергии	Источники тока;  Источники напряжения;  Генераторы ультразвука;  Управление электрическими машинами; Преобразователи частоты;  Станции катодной защиты;  Преобразователи солнечной и ветровой энергии.	Гальваника, сварка, электроискровое и лазерное оборудование; Зарядные устройства, различные источники питания, модуляторы;  Отмывка деталей, геологоразведка и эксплуатация скважин, сварка, прессовка и т.д.; Изменение скорости вращения эл. двигателей;  Различные силовые станции;  Защита металлических сооружений от коррозии;  Коттеджное строительство.	Р  до- 30 кВт; U до -100 кВ; I   до -10 кА; Величина  пульсаций  вых. напряжения не более -5%; Стабильность вых. напряжения не более -1%; КПД не хуже – 80%; При необходимости обеспечивается гальваническая развязка выходных сигналов; Возможность интеграции в SCADA системы.

Проконсультируем по всем вопросами и поможем
с подбором оборудования

Перевести единицы:

джоуль [Дж]

1 килоджоуль [кДж] = 1000 джоуль [Дж]

килоджоуль в джоуль, джоуль в килоджоуль -час в джоуль, джоуль в киловатт-час

1 ватт-час [Вт*ч] = 3600 джоуль [Дж]

ватт-час в джоуль, джоуль в ватт-час

1 калория (питательная) = 4186,8 джоуль [Дж]

калория (питательная) → джоуль, джоуль → калория (питательная)

1 лошадиная сила (метрическая) час = 2647795,5 джоуля [Дж]

лошадиная сила (метрическая) час → джоуль,   джоуль → лошадиная сила (метрическая) час Дж]

Btu (IT) в джоуль, джоуль в Btu (IT)

1 гигаджоуль [ГДж] = 1000000000 джоуль [Дж]

гигаджоуль в джоуль, джоуль в гигаджоуль0005 мегаджоуль в джоуль, джоуль в мегаджоуль

1 миллиджоуль [мДж] = 0,001 джоуль [Дж]

миллиджоуль в джоуль, джоуль в миллиджоуль джоуль, джоуль в микроджоуль

1 наноджоуль [нДж] = 1,0E-9 джоуль [Дж]

наноджоуль в джоуль в наноджоуль

1 аттоджоуль [аДж] = 1,0E-18 джоуль [Дж]

аттоджоуль джоуль, джоуль → аттоджоуль

1 мегаэлектронвольт [МэВ] = 1,60217733E-13 джоуль [Дж]

мегаэлектронвольт в джоуль, джоуль в мегаэлектронвольт

1 килоэлектронвольт [кэВ] = 1,60217733E-16 джоуль [Дж] [эВ] = 1,60217733E-19 джоуль [Дж]

электрон-вольт в джоуль, джоуль в электрон-вольт

1 эрг = 1,0E-7 джоуль [Дж]

эрг в джоуль, джоуль в эрг

1 гигаватт-час [ГВт*ч] = 3600000000000 джоуль [Дж]

гигаватт-час → джоуль,   джоуль → гигаватт-час

1 мегаватт-час [МВт*ч] = 3600000000 джоуль [Дж]

мегаватт-час в джоуль,   джоуль в мегаватт-час -секунда в джоуль, джоуль в киловатт-секунда

1 ватт-секунда [Вт*с] = 1 джоуль [Дж]

ватт-секунда в джоуль, джоуль в ватт-секунда

1 ньютон-метр [Н*м ] = 1 джоуль [Дж]

ньютон-метров в джоули, джоули в ньютон-метры

1 лошадиная сила-час [hp*h] = 2684519

1 килокалория (IT) [kcal (IT)] = 4186,8 джоуль [J]

1 килокалория (й) [ккал (й)] = 4184 джоуль [Дж]

килокалория (й) в джоуль, джоуль → килокалория (й) = 4,1868 джоуль [Дж]

калория (IT) → джоуль, джоуль → калория (IT)

1 калория (й) [кал (й)] = 4,184 джоуль [Дж]

калория (терм) в джоуль, джоуль → калория (й) )

1 тонна-час (охлаждение) = 12660670,23144 джоуль [Дж]

тонна-час (охлаждение) → джоуль,   джоуль → тонна-час (охлаждение)

эквивалент мазута @килолитр в джоуль,   джоуль в эквивалент мазута @килолитр

1 нефтяной эквивалент @баррель (США) = 6383087908,3509 джоуль [Дж] E+18 джоуль [Дж]

гигатонна в джоуль, джоуль в гигатонна

1 мегатонна [Мтонна] = 4,184E+15 джоуль [Дж]

мегатонна в джоуль, джоуль в мегатонна

1 мегатонна

1 килотонна джоуль [Дж]

килотонна в джоуль, джоуль в килотонна

1 тонна (взрывчатых веществ) = 4184000000 джоуль [Дж]

тонна (взрывчатых веществ) в джоуль, джоуль → тонна (взрывчатых веществ)

1 дина-сантиметр [дин*см] = 1,0E-7 джоуль [Дж] метр силы [gf*m] = 0,00980665 джоуль [Дж]

грамм-сила-метр → джоуль, джоуль → грамм-сила-метр

1 грамм-сила-сантиметр = 9,80665E-5 джоуль [Дж]

грамм-сила-сантиметр в джоуль, джоуль → грамм силы-сантиметр

1 килограмм силы-сантиметр = 0,0980665 джоуль [Дж]

килограмм-сила-сантиметр в джоуль, джоуль в килограмм-сила-сантиметр

1 килограмм-сила-метр = 9,8066499997 джоуль [Дж]

килограмм-сила-метр в джоуль, джоуль в килограмм-сила-метр

1 килопонд-метр [kp*m] = 9,8066499997 джоуль [Дж]

килопонд-метр в джоуль, джоуль в килопонд-метр

,   джоуль → фунт-сила-фут

1 фунт-сила-дюйм [фунт-сила*дюйм] = 0,112984829 джоуль [Дж]

фунт-сила-дюйм в джоуль, джоуль в фунт-сила-дюйм

унция-сила-дюйм в джоуль, джоуль в унция-сила-дюйм

1 фут-фунт [ft*lbf] = 1,3558179483 джоуль [Дж] фунт [дюйм*фунт-сила] = 0,112984829 джоуль [Дж]

дюйм-фунт в джоуль, джоуль в дюйм-фунт

1 дюйм-унция [дюйм*унция] = 0,0070615518 джоуль [Дж]

дюйм-унция в джоуль, джоуль в дюйм-унция

1 фунт-фут [pdl*ft] = 0,04214011 джоуль [Дж]

терм → джоуль, джоуль → терм

1 терм (EC) = 105505600 джоуль [Дж]

терм (EC) → джоуль, джоуль → терм (EC)

терм (США) → джоуль, джоуль → терм (США)

1 энергия Хартри = 4,3597482E-18 джоуль [Дж]

энергия Хартри в джоуль, джоуль в энергию Хартри

1 постоянная Ридберга = 2,1798741E-18 джоуль [Дж]

постоянная Ридберга в джоуль, джоуль в постоянная Ридберга Базовый калькулятор

Преобразование энергии

Откуда: BTU [IT] (BTU)BTU [th] (BTU)BTU [средний] (BTU)BTU [39°F] (BTU)BTU [59°F] (BTU)BTU [60°F] (BTU) )калория [IT] (калория)калория [th] (калория)калория [среднее] (калория)калория [15°C] (калория)калория [20°C] (кал)электронвольт (эВ)эрг (эрг)фут- фунт-даль (фут·пдл)фут-фунт-сила (фут·фунт-сила)дюйм-фунт-сила (дюйм·фунт-сила)джоуль (Дж)килоджоуль (кДж)мегаджоуль (МДж)килокалория [ИТ] (ккал)килокалория [й] ( ккал)килокалория [среднее значение] (ккал)киловатт-час (кВт·ч)quad (IT) (quad)терм (EC) (therm)therm (США) (therm)тонна угольного эквивалента (TOC)тонна- нефтяного эквивалента (TOE) тонна тротилового эквивалента (tTNT) ватт-час (Вт·ч) ватт-секунда (Вт·с)

Кому: BTU [IT] (BTU)BTU [th] (BTU)BTU [средний] (BTU)BTU [39°F] (BTU)BTU [59°F] (BTU)BTU [60°F] (BTU)калория [ IT] (калория)калория [й] (калория)калория [среднее значение] (калория)калория [15°C] (калория)калория [20°C] (кал)электронвольт (эВ)эрг (эрг)фут-фунталь (фут ·pdl)фут-фунт-сила (фут·фунт-сила)дюйм-фунт-сила (дюйм·фунт-сила)джоуль (Дж)килоджоуль (кДж)мегаджоуль (МДж)килокалория [ИТ] (ккал)килокалория [й] (ккал)килокалория [среднее] (ккал)киловатт-час (кВт·ч)quad (IT) (quad)терм (EC) (therm)therm (США) (therm)тонна угольного эквивалента (TOC)тонна нефти -эквивалент (TOE)тонна-тротил-эквивалент (tTNT)ватт-час (Вт·ч)ватт-секунда (Вт·с)

Преобразуемое значение

Ответ:

= 0,2386623453 кал _{среднее}

Для быстрого преобразования
разделите джоуль на 4,19

Как этот калькулятор может быть лучше?

Поделиться ссылкой на этот ответ: help
Вставьте эту ссылку в электронное письмо, текст или социальные сети.

Получить виджет для этого калькулятора

© Calculator Soup

Поделитесь этим калькулятором и страницей

Калькулятор Использование

Преобразуйте единицы энергии, введя количество энергии и выбрав единицы, которые у вас есть, и единицы, в которые вы хотите преобразовать.

• (IT) = международная таблица
• (й) = термохимический

Как преобразовать единицы энергии

Преобразование выполняется с использованием коэффициента преобразования. Зная коэффициент преобразования, преобразование между единицами может стать простой задачей на умножение:

S * C = E

Где S — наше начальное значение, C — наш коэффициент преобразования, а E — это конечный результат преобразования.

Для простого перевода любых единиц в джоули ^{, например, от 100 киловатт-часов, всего умножить на значение конверсии в правом столбце в таблице ниже.}

100 кВт·ч * 3600000 [(Дж ^{) / (кВт·ч)] = 360000000 Дж}

Чтобы преобразовать ^{Дж в единицы в левой колонке разделить на значение в правом столбце или умножить на обратную величину 1/x.}

360000000 Дж / 3600000  [ (Дж ^{) / (кВт·ч)] = 100 кВт·ч}

Чтобы преобразовать какие-либо единицы в левом столбце, скажем, из A в B, вы можете умножить на коэффициент для A, чтобы преобразовать A в джоули ^{, а затем разделить на коэффициент для B, чтобы преобразовать из джоулей. Или вы можете найти нужный вам фактор, разделив коэффициент A на коэффициент B.}

Например, чтобы перевести киловатт-часы в британские термальные единицы, нужно умножить на 3600000, а затем разделить на 1055,056. Или умножьте на 3600000/1055,056 = 3412,141156488. Итак, чтобы напрямую перевести кВт·ч в БТЕ, нужно умножить на 3412,141156488.

Единицы, символы и значения пересчета
used in this energy calculator

British thermal unit [IT]

BTU _IT

joule

1055.056

British thermal unit [th]

BTU _th

joule

1054.35

British thermal единица [среднее]

БТЕ _{среднее}

джоуль

1055,87

Британская тепловая единица [39°F]

BTU _39°F

joule

1059.67

British thermal unit [59°F]

BTU _59°F

joule

1054.8

British thermal unit [60°F]

BTU _60°F

joule

1054. 68

calorie [IT]

cal _IT

joule

4.1868

calorie [th]

cal _th

joule

4.184

calorie [mean]

cal _mean

joule

4.19002

calorie [15°C]

cal _15°C

joule

4.1858

calorie [20°C]

cal _20°C

joule

4.1819

electronvolt

eV

joule

1.60218E-19

erg

erg

joule

0.0000001

foot-poundal

ft·pdl

joule

0.04214011

foot-pound-force

ft·lbf

joule

1.355818

inch-pound-force

in·lbf

joule

0.112984829

megajoule

MJ

joule

1000000

kilocalorie [IT]

kcal _IT

joule

4186.8

kilocalorie [th]

kcal _th

joule

4184

kilocalorie [mean]

kcal _mean

joule

4190. 02

kilowatt-hour

kW·h

joule

3600000

quad (IT)

quad

joule

1.05506E +18

Therm (EC)

Therm

Joule

105506000

THEM (США)

THEM

Joule

105480400

Тон-неэквивалент

до C.

TON-of-equivalent

до C

TON-of-equivalent

TOC

TON-of-equivalente

TOC

9

TON-of-eakivalente

TOC

TON-of-equivalent.0006

joule

29307600000

ton-of-oil-equivalent

TOE

joule

41868000000

ton-of-TNT-equivalent

tTNT

joule

4184000000

watt-hour

W ·ч

джоуль

3600

ватт-секунда

ватт-с

джоуль

1

Ссылки/дополнительная литература

Национальный институт технологий Руководство NIST по использованию Международной системы единиц — Приложение B, подразделы B.