Пуск электродвигателей постоянного тока

Пуск двигателя постоянного тока может быть осуществлен прямым включением в сеть, введением реостата в цепь якоря или же изменением напряжения источника питания. Пуск путем непосредственного включения двигателя в четь применяется для двигателей небольшой мощности (до 1-2 кВт). В первый момент в обмотке якоря неподвижного двигателя отсутст­вует противо-ЭДС и бросок тока превышает номинальное значение в 8-10 и более раз, а механический удар воздействует на детали передачи от дви­гателя к рабочей машине. Большие толчки тока, получающиеся при вклю­чении крупных двигателей, вредно отражаются на работе остальных по-

 

 

 

Основы промышленной электроники

Общие сведения

Промышленная электроника - наука о применении электронных приборов и устройств в промышленности.

В промышленной электронике можно выделить три области:

- информационную электронику (ИЭ);

- энергетическую электронику (ЭЭ);

- электронную технологию (ЭТ).

Информационная электроника является основой электронно-вычислительной, информационно-измерительной техники и автоматизации производства.

Энергетическая электроника является основой устройств и систем преобразования электрической энергии средней и большой мощностей. Сюда относятся выпрямители, инверторы, мощные преобразователи часто­ты и др.

Электронная технология включает в себя методы и устройства, ис­пользуемые в технологических процессах, основанные на действии элек­трического тока и электромагнитных волн различной длины (высокочас­тотный нагрев и плавка, ультразвуковая резка и сварка и т.д.), электронных и ионных пучков (электронная плавка, сварка и т.д.).

Главные свойства электронных устройств (ЭУ):

- высокая чувствительность;

- быстродействие;

- универсальность.

Чувствительность электронных устройств - это абсолютное значение входной величины, при котором электронное устройство начинает рабо­тать. Чувствительность современных электронных устройств составляет 10^-17 А по току, 10^-13 В по напряжению, 10^-24 Вт по мощности /3/.

Быстродействие электронных устройств обусловливает их широкое применение в автоматическом регулировании, контроле и управлении быстропротекающими процессами, достигающими долей микросекунды.

Универсальность заключается в том, что в электронных устройствах используется электрическая энергия, которая сравнительно легко получа­ется из различных видов энергии и легко преобразуется в другие виды энергии, что очень важно, т.к. в промышленности используются все виды энергии.

В настоящее время широкое применение в промышленной электро­нике находят полупроводниковые приборы, т.к. они имеют важные досто­инства:

высокий КПД;

долговечность;

 

 

надежность;

малые масса и габариты.

Одним из главных направлений развития полупроводниковой электроники в последние десятилетия являлись интегральная микроэлектро ника.

В последние годы широкое применение получили полупроводниковые интегральные микросхемы (ИС).

Микросхема - микроминиатюрный функциональный узел электронной аппаратуры, в котором элементы и соединительные провода изготавливаются в едином технологическом цикле на поверхности или в объеме полупроводника и имеют общую герметическую оболочку.

В больших интегральных схемах (БИС) количество элементов (резисторов, диодов, конденсаторов, транзисторов и т.д.) достигает нескольких сотен тысяч, а их минимальные размеры составляют 2...3 мкм. Быстродействие БИС привело к созданию микропроцессоров и микрокомпьютеров.

В последнее время широкое развитие получил новый раздел науки и техники - оптоэлектроника. Физическую основу оптоэлектроники составляют процессы преобразования электрических сигналов в оптические и обратно, а также процессы распространения излучения в различных средах.

Оптоэлектроника открывает реальные пути преодоления противоре­чия между интегральной полупроводниковой электроникой и традиционными электрорадиокомпонентами (резисторы переменные, кабели, разъемы, ЭЛТ, лампы накаливания и т.д.).

Преимуществом оптоэлектроники являются неисчерпаемые возможности повышения рабочих частот и использование принципа параллельной обработки информации.

Полупроводниковые диоды

Полупроводниковый диод (ПД) - прибор с одним р-п переходом и

двумя выводами.

Он хорошо пропускает ток одного направления и плохо пропускает ток противоположного направления.

Эти токи и соответствующие им напряжения между выводами полу­проводникового диода называются прямыми 1_пр и обратными 1_обр токами, прямыми U _пр   и обратными U_{o 6} напряжениями.

На рисунке 8.1 приведено условное изображение полупроводникового диода в схемах электрических цепей и его идеализированная вольтам-перная характеристика (ВАХ).

Прямой ток 1_пр в ПД направлен от одного вывода (анода) к другому (катоду).

 

Анализ ВАХ ПД позволяет сделать вывод, что ПД - нелинейный элемент и сопротивление его зависит от величины и направления тока.

Так прямое сопротивление ПД составляет обычно не выше несколь­ких десятков Ом, а обратное сопротивление не ниже нескольких сотен кОм.

Вольтамперная характеристика ПД имеет ярко выраженные три уча­стка, которые называются прямой (I), обратной (II) ветвями и ветвью ста­билизации (III).

Полупроводниковые диоды, у которых рабочим участком является участок стабилизации III, называются стабилитронами. Они имеют значи­тельное обратное сопротивление и применяются в схемах стабилизации напряжения.

Рисунок 8.1 - Вольтамперная характеристика ПД и его условное обозначение.