background image

INTRODUCTION TO POWER 

ELECTRONICS CONVERTERS 

AC to DC Converters

 

 

Prof. Dr. Basil  

2016-2017 


background image

WHAT IS POWER ELECTRONICS?

 

 

Conversion  and  control  of  electrical  power  by  power 
semiconductor devices. 

Definition:  To  convert  i.e.    to 

process

  and 

control

   

the  flow  of 

electric power by supplying voltages and currents in a form that is 
optimally suited for 

user loads

 


background image

Thyristor is considered as a Power Semiconductor 

Device 

A thyristor is also like two transistors connected 

together, so the output from each one serves as 

the input to the other one

 


background image

background image

The Difference Between 

 Holding Current ( I

H

 )  and Latching Current ( I

L

 ) 


background image

POWER ELECTRONICS 

 

    

AC to DC Converters     

 

  

Controlled and Uncontrolled Rectifier 

 

 

2016-2017 


background image

POWER CONVERSION CONCEPT: 

 

EXAMPLE

 

Supply : 

50Hz, 

240V 

RMS 

(340V 

peak). 

Customer  need  DC  voltage  for  welding 
purpose, say. 

Sine-wave  supply  gives  zero  DC 
component! 

We  can  use  simple  half-wave  rectifier. 
A fixed 

DC  voltage  is  now  obtained. This  is  a  
simple PE system. 

Average output voltage: 

 


background image

 Single Phase Half-Wave Rectifier 

 


background image

What if customer wants variable DC voltage? 

-

More complex circuit using SCR is required. 

 
 
 
 
 
 
 

By  controlling  the  firing  angle, 

,  the  output  DC  voltage 

(after conversion) can be varied. 

Obviously this needs electronic circuit to set the firing current 
pulses for the SCR. 
 

 

CONVERSION CONCEPT 

 


background image

 Single Phase Half-Wave Controlled Rectifier 

 

2016-2017 


background image

background image

 

Single Phase Half-Wave Controlled Rectifier 

 

2016-207 

 


background image

 

Single Phase Half-Wave Controlled Rectifier 

 

2016-207 


background image

 

Single Phase Half-Wave Controlled Rectifier 

 


background image

 

Single Phase Half-Wave Controlled Rectifier 

 

2016-207 

 


background image

 Average Rectified Voltage

 


background image

 Average Rectified Voltage

 

2016-207 


background image

 Average Rectified Voltage

 


background image

 Average Rectified Voltage

 

2016-207 

 


background image

 Average Rectified Voltage

 

2016-207 


background image

background image

The relation of mean output voltage in terms of firing angle for half-wave 

 single phase controlled rectifier for pure resistive load 

V

dc       


background image

background image

background image

background image

background image

The mean output voltage  

The relation of mean output voltage in terms of firing angle for half-wave 

 single phase controlled rectifier for R in series with L load. 


background image

The relation of RMS output voltage in terms of firing angle for half-
wave  single phase controlled rectifier for R in series with L load. 

The RMS output voltage  


background image

background image

POWER ELECTRONICS IN ENERGY

 

SAVING

 

ENERGY SCENARIO 

Need to reduce dependence on fossil fuel. 

Tap renewable energy resources. 

About 60% - 65% of generated energy is consumed in electrical 
machines -mainly pumps and fans. 

Variable  speed  control  of  electric  machines  can  improve 
efficiency by 30% at light load. Light load reduced flux machine 
operation can further improve efficiency. 

Variable  speed  air-conditioner/heat  pump  can  save  energy  by 
30%. 

About  20%  of  generated  energy  is  used  in  lighting.  High 
frequency  fluorescent  lamps  are  2-3  times  more  efficient  than 
incandescent lamps. 
 


background image

GROWTH OF POWER ELECTRONICS

 
 

The rapid growth of PE is due to: 

Advances in power (semiconductor) switches. 

Advances in microelectronics (DSP, VLSI, microprocessor/micro 
-controller, ASIC). 

New ideas in control algorithms. 

Demand for new applications. 

PE is an interdisciplinary field: 

Digital/analogue electronics. 

Power and energy. 

Microelectronics. 

Control system. 

Computer, simulation and software. 

Solid-state physics and devices. 

Packaging. 

Heat transfer. 
 
 
 
 




رفعت المحاضرة من قبل: power pdf
المشاهدات: لقد قام 10 أعضاء و 702 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل