Měnič

Měnič v elektrotechnice je zařízení sloužící ke změně parametrů elektrické energie. Základními parametry elektrické energie jsou velikost elektrického napětí, proudu, u střídavých napájecích systémů také frekvence. Z fyzikální podstaty vyplývá, že účinnost přeměny energie je vždy menší než 100%, každý měnič má tedy ztráty. Měniče elektrické energie většinou pracují s velmi dobrou účinností, ztráty v okolí pracovního bodu typicky kolem 5%, pokud je však zařízení nezatížené relativní ztráty bývají vyšší.

Měniče v praxi

Nejpoužívanějším typem měniče je transformátor,^[zdroj⁠?!] což je zařízení umožňující měnit velikost střídavého napětí. Velkou výhodou transformátoru je možnost galvanického oddělení primárního a sekundárního obvodu, které je u mnoha zařízení nezbytné pro splnění požadavků na bezpečný provoz zařízení. To je často důvodem jeho použití i v jiných měničích, kde by z ryze fyzikálního hlediska nebylo použití transformátoru nezbytné. Pro změnu velikosti stejnosměrného napětí se kdysi používaly elektromechanické rotační měniče, které byly sestaveny z stejnosměrného elektromotoru a dynama na společné hřídeli.

Mechanické měniče

Stále ještě se i v praxi používají mechanické měniče:

Ward Leonardovo soustrojí
- nebo jeho opačné zapojení s kroužkovým asynchronním motorem a rekuperací, pro generování i jiné než síťové frekvence;
Amplidyn
Mechanickým měničem, usměrňovačem, je i komutátor stejnosměrného stroje: Kotva sama totiž generuje střídavé napětí, obdobně jako stator synchronního generátoru.

Polovodičové měniče

Nejčastějšími měniči jsou dnes polovodičové měniče. Termínem měnič se dnes v praxi míní především polovodičové měniče napětí nebo frekvence. Měnič může být podle funkce:

usměrňovač;
střídač, který převádí stejnosměrnou energii na střídavou;
měnič frekvence, který mění frekvenci střídavého napětí a proudu, dnes zpravidla realizován jako kaskáda usměrňovače a střídače, proto i s dalšími možnostmi nastavení parametrů výstupu;
v poslední době se začínají uplatňovat také tzv. aktivní usměrňovače, které umožňují i rekuperaci, tedy opačný tok výkonu i zpět, a vracet tak energii do střídavé napájecí sítě.

Polovodičové měniče dnes najdeme téměř v každém elektrickém zařízení, ať jsou to:

spínané zdroje
- pro počítače a jinou spotřební elektroniku;
frekvenční měniče
- v kompaktních zářivkách,
- v nabíječích akumulátorů,
- v mikrovlnných troubách nebo
- ve sporácích s indukčním ohřevem.

Jednou z nejdůležitějších aplikací polovodičových měničů jsou aplikace v regulovaných elektrických pohonech, kde dovolují zásadní zvýšení účinnosti, dynamiky, stability, přesnosti a užitné hodnoty pohonu.

Blízká budoucnost

Dá se očekávat, že v budoucnosti význam měničů poroste, protože umožňují připojení alternativních zdrojů elektřiny, jako jsou větrné elektrárny, fotovoltaické články do běžné elektrické sítě, hudbou blízké budoucnosti je jejich použití v elektromobilech nebo v automobilech s hybridními pohonnými systémy. Rovněž se nedávno otevřely značné technologické možnosti rozvoje oboru, protože se vyvíjejí polovodičové spínače na bázi SiC (silikon-karbidu), které dovolují provoz na vyšších napěťových hladinách s nižšími ztrátami a současně při vyšších teplotách, než klasické křemíkové polovodiče. Rovněž začínají být komerčně realizovány rezonanční měniče, dovolující chod na vyšších frekvencích při zachování ztrát na spínacím prvku.

Související témata

transformátor (mění velikost střídavého napětí a proudu)
usměrňovač (mění střídavé napětí na stejnosměrné)
násobič napětí (jednoduchý měnič pro převod střídavého napětí na vysoké stejnosměrné napětí)
měnič napětí
spínaný zdroj
střídač (měnič frekvence napětí nebo proudu napájený ze stejnosměrného obvodu)
měnič frekvence (mění frekvenci střídavého napětí nebo proudu, zpravidla kaskáda usměrňovače a střídače, proto i s možnostmi nastavení napětí a proudu)
DC-DC měnič (mění velikost stejnosměrného napětí a proudu, opět lze kaskádou střídač/usměrňovač)
aktivní usměrňovač (mění střídavé napětí na stejnosměrné, umožňuje obrácený tok výkonu /dodávku energie do sítě/)
účinnost
elektrické napětí
elektrický proud
dynamo
elektromotor

Literatura

Kůs Václav: Vliv polovodičových měničů na napájecí soustavu, BEN - technická literatura, 2002, ISBN 80-7300-062-8