تاریخچه الکترونیک قدرت
تاریخچه تحولات الکترونیک قدرت در 100 سال گذشته ارائه شده است. كه شامل ماشین های الکتریکی ، یکسو کننده قوس جیوه ، الکترونیک لوله های گازی ، کارشناسی ارشد ، دستگاه های نیمه هادی برق ، مدارهای مبدل و درایوهای موتور می باشد. توجه به این نکته مهم است که ، اختراعات عموما توسط تعدادی از مشارکت کنندگان که در طی یک دوره زمانی کار می کنند ایجاد می شود. تاریخچه الکترونیک قدرت چنان گسترده است که بررسی آن در چند خط غیرممکن است.
الکترونیک برق یک فناوری است که با تبدیل و کنترل انرژی الکتریکی با دستگاه های الکترونیکی حالت سوئیچینگ با راندمان بالا برای طیف گسترده ای از برنامه ها سرو کار دارد. اینها شامل منبع تغذیه dc و ac ، فرآیندهای الکتروشیمیایی ، کنترل گرمایش و روشنایی ، جوشکاری الکترونیکی ، ولتاژ-ولتاژ واکنشگر ولتاژ-آمپر (VAR) و جبران کننده های هارمونیک ، سیستم های ولتاژ بالا DC (HVdc) ، سیستم های انتقال انعطاف پذیر AC ، فتوولتائیک و سوخت است. تبدیل انرژی سلولی ، گرمایشی با فرکانس بالا (HF) و درایوهای موتور. ما می توانیم قرن بیست و یکم را بعنوان عصر طلایی برنامه های کاربردی الکترونیکی نیرو پس از تثبیت تکامل فناوری در بخش دوم قرن گذشته با نوآوریهای اساسی تعریف کنیم.
الکترونیک قدرت به دلیل نقش مهمی که در حفاظت از انرژی ، سیستم های انرژی تجدید پذیر ، ذخیره انرژی فله ای و لوازم برقی و هیبریدی دارد علاوه بر نقش های سنتی که در اتوماسیون صنعتی و سیستم های انرژی با راندمان بالا دارد ،نوع جدیدی از انقلاب صنعتی است. این کشور بعنوان مرز پیشرفته در مهندسی برق پدید آمده است. از روندهای فعلی ، بدیهی است که الکترونیک قدرت نقش مهمی در حل مشکلات آب و هوایی ما (یا گرم شدن کره زمین) ، که بسیار مهم هستند ، بازی خواهد کرد.
الکترونیک قدرت اخیراً پس از چند دهه آخرین تحول فناوری بعنوان یک فناوری پیچیده و چند رشته ای ظهور کرده است که با تلاش بی امان بسیاری از دانشمندان و مهندسان دانشگاه در این صنعت امکان پذیر شده است. این فناوری زمینه های دستگاه های نیمه هادی قدرت ، مدارهای مبدل ، ماشین های الکتریکی ، درایوها ، تکنیک های پیشرفته کنترل ، طراحی و شبیه سازی به کمک رایانه ، پردازنده های سیگنال دیجیتال (DSPs) و آرایه های دروازه قابل برنامه ریزی درست (FPGA) و همچنین مصنوعی را در بر می گیرد. تکنیک های هوش (AI).
تاریخچه الکترونیک قدرت به بیش از 100 سال بر می گردد. این کار در قرن بیستم با اختراع یکسو کننده قوس جیوه توسط مخترع آمریکایی پیتر کوپر هیویت آغاز شد، و آغاز آنچه “عصر کلاسیک” الکترونیک قدرت نامیده می شود. با این حال، حتی قبل از شروع دوره کلاسیک، بسیاری از عملکردهای تبدیل و کنترل نیرو با استفاده از ماشینهای الکتریکی دوار، که سابقه طولانی تری دارند، امکان پذیر بودند.
ماشین های برقی
ظهور ماشینهای الکتریکی در قرن 19 و در دسترس بودن تجاری قدرت الکتریکی در همان زمان، انقلاب به اصطلاح الکتریکی را آغاز کرد. این به دنبال انقلاب صنعتی در قرن 18ام، موتور القایی چرخنده-روتور تجاری (WRIM) توسط نیکولا تسلا در سال 1888 با استفاده از میدان مغناطیسی در حال چرخش با سیم پیچ استات چند فازی که توسط دانشمند ایتالیایی گالیله فراریس در سال 1885 اختراع شد، اختراع شد. موتور القایی نوع (IM) در سال 1889 توسط مهندس آلمانی میخائیل دلیوو-دوبروولسکی اختراع شده است. تاریخچه دستگاه های دی سی و سنکرون قدیمی تر است. اگرچه مایکل فارادی ژنراتور دیسک دی سی (1831) را معرفی کرد، یک موتور دی سی توسط مخترع آمریکایی توماس داونپورت (1837) اختراع شد و از سال 1892 بصورت تجاری مورد استفاده قرار گرفت. متولدین پلی فاز در حدود سال 1891 بصورت تجاری در دسترس بودند. مفهوم دستگاه تمایل به تغییر در اوایل دهه 1830 در اروپا شناخته شده بود، اما همانطور که یک ماشین الکترونیکی بود، این ایده تا ظهور دستگاههای خودکاهش در دهه 1980 به نتیجه نرسید.
دوگانگی عملکردهای حرکتی و تولیدی یک دستگاه پس از اختراع آن به خوبی شناخته شده بود. تولید و توزیع انرژی DC و AC پس از اختراع ماشین آلات ارتقا یافت. به عنوان مثال ، توزیع dc در سال 1882 در شهر نیویورک عمدتاً برای درایوهای موتور دی سی اتومبیل خیابانی و لامپهای رشته ای کربن رشته ای (1879) ایجاد شده توسط توماس ادیسون ایجاد شد. با این حال ، انتقال AC در ولتاژ بالاتر و مسافت بیشتر توسط نیکولا تسلا ارتقاء یافت و اولین بار توسط شرکت وستینگهاوس الکتریک (1886) بین بوفالو و نیویورک نصب شد. آن روزهای مهیج در تاریخ انقلاب الکتریکی بودند.
اگرچه می توان از ماشین های چرخشی برای تبدیل نیرو در دوره الکترونیکی قبل از برق (اواخر قرن 19) استفاده کرد، اما سنگین و پر سر و صدا بودند و راندمان آن ضعیف بود. یک ژنراتور DC همراه با موتور همزمان (SM) یا IM می تواند AC را به توان DC تبدیل کند، جایی که ولتاژ DC با کنترل جریان میدان ژنراتور می تواند متغیر باشد.