inst alimentare

7/17/2019 Inst Alimentare

http://slidepdf.com/reader/full/inst-alimentare 1/53

COLEGIUL TEHNIC RADU NEGRU

UTILIZAREA INSTALATIILOR DE ELECTROALIMENTARE

SCOALA POSLICEALA

SPECIALIZAREATEHNICIAN ELECTRONIST ECHIPAMENTE DE

AUTOMATIZARE

Prof. Mariana Pacuraru

2013201!

1



CE SR SC

PT1

PA 1

PT3

PT2

PA 2

ST1

ST2 PA 4

PA 3

PT4

C1

C2

C4

C3

SR - staţie trafo ridic. 10/110 kVSC - staţie trafo cobor. 110/35 kVST

1-2 - staţie trafo cobor. 35/10 kV

PT1-4

– post trafo 10/04 kV

C1-4

– co!s"#atori$

C% - ce!tra&a e&ectric'

Linii transport Distribuitor Feeder Linii joasă tensiune

Si"#$%u& $n$r'$#ic

Si"#$%u& $n$r'$#ic este un ansamblu de instalaţii electroenergetice, organizat unitar, în scopul producerii, al transmisiei şi al distribuţiei energiei electromagnetice pe un anumit teritoriu.Elementele principale ale sistemelor energetice sunt:

- centralele electrice interconectate (inclusiv amenajările pentru captarea diferitelor surse

primare de energie: puţuri de petrol, mine de cărbune, amenajări idroenergetice etc.!- reţelele electrice de energie şi reţele de termoficare (instalate în jurul centralelor de

termificare pentru transmisia şi distribuţia căldurii la distanţe relativ mici!.- consumatorii de energie electrică"termică

Si"#$% $&$c#ro$n$r'$#ic ($&$c#ric) - SEE # este un subsistem al sistemului energetic, în care principala formă de energie veiculată este cea electrică. $n structura acestuia sunt cuprinsetotalitatea instalaţiilor de:

♦ *ro+uc$r$ (centralele electrice! # încep%nd cu generatorul electric♦ #ran"*or# (liniile electrice de &'', '', ))' şi 11' *+, staţiile de transformare!♦ +i"#ri,u-i$ (liniile electrice de )', 1' şi *+, staţiile şi posturile de transformare

şi"sau distribuţie! a energiei electrice av%nd un regim comun şi continuu de producţieşi consum de energie electrică (fig. 1!.

Fig. 1 Structura unui sistem electroenergetic

O/INEREA ENERGIEI ELECTRICE IN CENTRALE TERMOELECTRICE

&uu& #ran"for%ri&or $n$r'$#ic$ n#ro a"#f$& +$ c$n#ra&4

%!er(ia c)i#ic'

a co#b"stibi&i&orfosi&i

%!er(ieter#ic'

%!er(ie

#eca!ic'

%!er(ie

e&ectric'CZ TA

TG

G

)

http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie

http://ro.wikipedia.org/wiki/Energetic%C4%83

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=C%C4%83ldur%C4%83&action=edit

http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie

http://ro.wikipedia.org/wiki/Energetic%C4%83

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=C%C4%83ldur%C4%83&action=edit



- # cazan/ 0 # turbină cu abur/ 02 # turbină cu gaze/ 2 # generator sincron

3upă destinaţie, termocentralele se clasifică în:- Centrale termoelectrice (-0E!, care produc în special energie electrică, căldura fiind un produssecundar. ceste centrale se caracterizează prin faptul că sunt ecipate în special cu turbine cu abur cu condensaţie sau cu turbine cu gaze. 4ai nou, aceste centrale se construiesc av%nd la bază un ciclucombinat abur5gaz.- Centrale electrice de termoficare (-E0!, care produc în cogenerare at%t energie electrică, c%t şicăldură, care iarna predomină. ceste centrale se caracterizează prin faptul că sunt ecipate înspecial cu turbine cu abur cu contrapresiune.6tiaţi că....

$n 7om%nia, energie termică este produsă în proporţie de cca. &&8 de termocentrale, carefolosesc lignit, petrol şi gaz. 0ermocentrala de la 0urceni este una din cele mai mari termocentraledin Europa, ca putere instalată (mai e9istă una asemănătoare în -ina!. uncţioneaza pe bază decombustibil solid (cărbune e9tras din bazinul carbonifer al ;lteniei! şi are & grupuri de c%te <<' 4=

putere instalată.

3upă anul 1>>' uzinele electrice 0urceni şi 7ovinari au fost retenologizate, o importanţădeosebită fiind acordată protecţiei mediului înconjurător.

?rincipalele instalaţii ale acestor centrale sunt:instalaţia de producere a aburului (cazanul!instalatia de alimentare cu combustibil (solid, licid, gazos!instalaţia de tiraj şi de curăţire a gazelor arseinstalaţia de alimentare cu apă şi tratare a eicondensatorul şi instalaţia de vidgrupul turbină5generator electricinstalaţia de livrare a energiei electrice

instalaţia de livrare a energiei termice?rincipiul de funcţionare poate fi înţeles cu ajutorul scemei circuitului termic (fig. 1.1).

Fig. 1.1 Schema simplificată a circuitului

termic

Fig. 2.2 Turbină cu abur

<



ig.).& @ecţiune prin circuitul aer5gaze de ardere al unei unităţi energetice pe cărbune:

15sistem apă5abur/ )5sistem de preparare combustibil/ <5sala turbinelor/ 5filtru o9izi de azot/ A5 preîncălzitor de aer/ 5ventilator de aer/ &5filtru de pulberi/ B5ventilator (e9austor! gaze de ardere/

>5filtru o9izi de azot/ 1'5evacuare gaze de ardere în atmosferă.

O/INEREA ENERGIEI ELECTRICE IN CENTRALE HIDROELECTRICE

&uu& #ran"for%ri&or $n$r'$#ic$ n#ro a"#f$& +$ c$n#ra&4

0C # turbină idraulică/ 2@ 5 idrogenerator

?entru captarea energiei idraulice este nevoie de o amenajare idraulică care are drept scopcrearea unei diferenţe de nivel a apei astfel înc%t prin căderea apei să se transforme energia

potenţială în energie cinetică şi apoi în lucru mecanic la arborele turbinei.?uterea electrică obţinută la bornele generatorului este:

?? ⋅η=

unde: ?5 D >,B1 C 3 1'5< =F este puterea idraulică/

3 # debitul de apă m<

"sF/ C # înălţimea căderii de apă mF.-entralele idroelectrice # în funcţie de înălţimea C a căderii de apă realizată # se împart încentrale:

♦ cu căderi mici♦ cu căderi mijlocii♦ cu căderi mari.

6tiaţi că....-ea mai mare idrocentrală din 7om%nia este ?orţile de ier G, cu o putere instalată de 1'B'

4= , ?orţile de ier GG av%nd o puterea instalată de )A' 4=. mbele idrocentrale sunt e9ploatate în parteneriat cu partea iugoslavă, centralele rom%ne şiiugoslave de la ?orţile de ier G (fig. <.1! şi ?orţile de ier GG cumulează )1' 4=, respectiv A''4=. -entralele ?orţile de ier G şi GG pot turbina un debit instalat de *+00 #c/s.

%!er(ia ci!etic',i pote!ţia&' a

apei

Energiemecanică

%!er(iee&ectric'

TH GS



Fig.3.1 Centrala !or"ile #e Fier $% & Sala ma'inilor

3upă modul de amplasare faţă de cursul apei, centralele idroelectrice se clasifică în:

o centrale pe firul apei (cu o înălţime de cădere p%nă la A' m! numite instalaţii de joasă presiune.Ele utilizează turbine cu a9 vertical (fig. <.)! sau orizontal (fig. <.<!

o centrale în derivaţie faţă de cursul apei (cu înălţimi de cădere de peste A' m! denumite instalaţii

de înaltă presiune/ ele necesită amplasarea unui baraj pentru acumularea apei într5un lac (fig.<.! servind şi altor scopuri (alimentarea cu apă, eliminarea pericolului viiturilor de apă mari,navigaţie, turism!.

Fig. 3.2

Fig. 3.(Fig. 3.3

O/INEREA ENERGIEI ELECTRICE IN CENTRALE NUCLEAROELECTRICE

&uu& #ran"for%ri&or $n$r'$#ic$ n ac$"# #i* +$ c$n#ra&$4

7H 5 reactor nuclear/ 0 # turbină cu abur/ 2@ # generator sincron

-entralele nuclearelectrice (-HE! folosesc ca sursă primară de energie, energia degajată subformă de căldură în reacţiile de fisiune nucleară care au loc în reactoare nucleare. enomenul de

%!er(ia reacţieide fisi"!e!"c&ear'

%!er(ieter#ic'

)* TA

%!er(iee&ectric'

Energiemecanică

GS

A



fisiune nucleară este produs de acţiunea neutronilor asupra nucleelor unor izotopi ai elementelor grele. Gzotopii fisionabili sunt:

- I)<A (se găseşte în stare naturală!- I)<< şi ?I)<> 5 se produc în reactor din materialele fertile: toriu (0)<)! şi respectiv

izotopul de uraniu (I)<B!.

ig..1 . isiunea nucleară în reactor

;bţinerea energiei nucleare se bazează pe reacţia de fisiune (descompunere! nucleară în lanţ.Gnstalaţia care asigură condiţiile de obţinere şi menţinere a reacţiei în lanţ este reactorul nuclear.

Gn reactoare se folosesc, drept combustibil nuclear, următoarele materiale:♦ uraniul natural (conţine ',&18 I)<A şi în rest I)<B!♦ uraniul îmbogăţit (conţine 1,A5 8 I)<A!, care sunt introduse sub forma uşor elemente de

combustibil sau ansambluri de elemente de combustibil, accesibila unui mic numar de tari,@I, 7usia, ranta si nglia

$n principiu, reactorul (fig. .) ! se compune dintr5o parte centrală numită zonă activă carecontine un amestec omogen sau eterogen de combustibil si moderator, în care are loc reacţia defisiune şi se dezvoltă căldura de reacţie.

ig. .). @ectiune printr5un reactor răcit şimoderat cu apa:1 # iesire apă de răcire/ ) # mecanismul

barelor de reglare/ < # dispozitive de

gidaj pentru bare de reglare/ # capaculvasului de presiune/ A # bare de reglare/ # intrare apă de racire/ & # mantainterioară de dirijare a circulaţiei apei/ B # vas de presiune/ > # bare de combustibil/1' # placă de susţinere a zonei active.

ona activă eterogenă este organizată astfel:Co%,u"#i,i&u& este introdus sub forma de elemente combustibile, sistem care

îi asigura un plus de rezistenta mecanica si permite containerizarea produselor de fisiune radioactive.-ombustibilul nuclear, în reactor, poate fi natural sau artificial.Elementele combustibile ceramice folosesc pulbere de o9id de uraniu, presata si sinterizata. 3ar seutilizeaza si elemente combustibile metalice, obtinute prin turnare si deformare plastica.



Mo+$ra#oru& are rolul de a reduce energia neutronilor rapizi rezultati dinfisiune, transform%ndu5i prin ciocniri elastice în neutroni lenti sau termici. cesta este realizat dinmateriale cu greutate atomica mica: apa, apa grea, grafit sau Je. In moderator este cu at%t mai buncu c%t numarul de ciocniri necesar pentru aducerea neutronilor la viteza termica este mai mic si cuc%t absorbtia neutronilor este mai mica.- Apa grea este cel mai bun moderator, av%nd cea mai mica sectiune de absorbtie si un numar deciocniri acceptabil. ?oate fi folosita ca moderator si la reactoare cu uraniu natural, dar trebuiespecificat ca este foarte igroscopica, adica se impurifica usor cu apa usoara. 3in acest motiv

pretentiile privind puritatea si etanseizarea instalatiei de apa grea sunt foarte severe, ceea cescumpesc mult investitia.- Apa usoara are proprietati e9celente pentru moderare (numar de ciocniri cel mai mic!, dar are omare capacitate de absorbtie asupra neutronilor (de circa '' de ori mai mare ca apa grea!. 3in acestmotiv se poate utiliza numai pentru reactoare cu combustibil îmbogatit.E9ista si moderatoare solide: grafitul si uneori beriliul , dar sunt mai scumpe dec%t cele licide.

R$f&$c#oru& înconjoară ansamblul combustibil5moderator şi are rolul de areduce scaparile de neutroni în afara zonei active a reactorului.3e regula reactorul este construit dintr5un 6a" +$ *r$"iun$ $#ans în interiorul careia se afla zona

activa. +asul de presiune se realizeaza din otel sau din beton precomprimat.A'$nţii +$ rcir$ au rolul de evacuare a caldurii din zona activa a reactorului. -onditiile pecare trebuie sa le îndeplineasca un bun agent de racire sunt:

5 capacitate buna de înmagazinare si transfer a caldurii/5 absorbtie scazuta a neutronilor/5 sa ram%na licizi la temperaturi ridicate si presiuni scazute/5 sa fie stabil la radiatii/5 v%scozitate mica/5 sa fie neinflamabil, neto9ic si pret de cost c%t mai scazut.

3intre substantele gazoase pot fi folositi ca agenti de racire CO2 si He. 3intre licide se potfolosi apa usoar a apa grea si substante organice. 4etalele în stare licida si sarurile topite asigura

cel mai bun coeficient de transmisie a caldurii, sunt stabile termic si la iradiere si necesita presiunimici. u dezavantajul ca metalele alcaline ( !a" ! sunt reactive fata de apa, idrogenul degajat prezent%nd pericol de e9plozie.

ar$&$ +$ con#ro& au rol de control a reacţiei de fisiune în lanţ şi suntrealizate din materiale absorbante de neutroni.

cestea trebuie sa îndeplineasca urmatoarele conditii:5 capacitate mare de absorbtie pentru neutroni cu energii cuprinse într5un spectru c%t mai larg/5 rezistenta mecanica, stabilitate cimica si compatibilitate cu celelalte materiale ale reactorului/5 produsele rezultate prin iradiere sa aiba timp de înjumatatire mic.

3intre materialele absorbante folosite se poate aminti: borul# cadmiu# $afniu# iridiul# alia%e de

argint cadmiu iridiu si tantal

Ma#$ria&$ +$ *ro#$c#i$ ,io&o'ica care au rolul de a retine neutronii siradiatiile emise în afara. @e utilizeaza apa betonul fierul si plumbul.

Sc5$%$ a&$ circui#u&ui #$r%ic a CNE

a. Schemele cu un singur circuit termic presupun ca reactorul produce direct abur saturat prinvaporizarea agentului de racire (reactoare J=7 sau JC=7!. $n mod obisnuit reactorul produceabur saturat uscat. @cema unui astfel de circuit este prezentata în figura .< .

3estinderea în turbina are loc sub curba de saturatie si aburul ar putea atinge umiditatinepermise, motiv pentru care este necesara uscarea si supraîncalzirea intermediara. ceste operatiide uscare a aburului se realizeaza prin mai multe metode:5 la intrarea în turbina, folosind în acest scop supraîncalzitoare sau tamburi separatori/5 între doua trepte succesive de destindere folosind în acest scop separatoare mecanice sisupraîncalzitoare termice/

&



5 în corpul de joasa presiune prin practicarea drenajului.

ig. .<. -ircuit termic pentru -HE cu osingură treaptă şi tambur separator: 75reactor/

05turbina cu abur/ 25generator/ -d5condensator/ ?l75pompa de alimentare

reactor/ 0@5tambur separator.

ig. .. @cema termică a unei -0Ecuturbina cu gaze în circuit încis:

1 # reactor/ ) # turbina cu gaze/ < # compresor/ # generator electric/ A #

racitor de gaze/ # recuperator de caldura.

; alta scema de circuit termic cu o singura treapta este cea care utilizeaza turbine cu gaze si bineînteles reactoare racite cu gaze, scema prezentata în figura . . 2azele (Ce! se încalzesc înreactorul 1, apoi se destind în turbina cu gaze 2, si se racesc în scimbatoarele de caldura 7 si 8

pentru a merge apoi în compresorul 3 de unde sunt trimise din nou în reactor, înciz%ndu5se astfelcircuitul.

9#ia-i c.... $n 7om%nia, a intrat în funcţiune, pe ) decembrie 1>>, centrala nucleară de la -ernavodă,care funcţionează cu apă grea ca moderator, foloseşte uraniu îmbogăţit şi produce cu un singur reactor, apro9imativ 1'8 din totalul energiei electrice produse în ţară.

-entrala de la -ernavodă se bazează pe sistemul canadian -H3I şi are o putere instalatăde &' 4= în prezent. @tructura unui reactor -H3I constă într5un recipient cilindric orizontal, cutuburi pentru barele de combustibil şi pentru licidul de răcire (apă grea! plasate orizontal.

$n jurul acestor tuburi se află apă grea, care acţionează ca moderator. pa grea conţine doiatomi de deuteriu (un izotop neradioactiv al idrogenului! şi un atom de o9igen. pa grea este multmai eficientă ca moderator decăt apa obişnuită şi permite folosirea uraniului natural dreptcombustibil. Ea se obţine în întreprinderi specializate, prin separarea sa din apa naturală (e9istă oastfel de întreprindere la 3robeta 0urnu5@everin!.

PRODUCEREA ENERGIEI UTILIZ:ND SURSE DE ENERGIE NECON;EN/IONALEA. Pro+uc$r$a $n$r'i$i $&$c#ric$ u#i&i<=n+ $n$r'ia $o&ianEnergia eoliană este utilizată tot mai mult în producerea energie electrice.

-el mai simplu şi eficient mod de a produce energie electrică este utilizarea forţei eoliene înrotirea unor palete ale unei instalaţii tip Kmoară de v%ntL.

E9istă mai multe soluţii ale paletelor generatoarelor eoliene (fig. A.1!.Energia eoliană este transformată în lucru mecanic, prin rotirea paletelor generatorului eolian. 9ulmorii de v%nt este cuplat cu un generator de curent continuu sau alternativ. Energia produsă esteînmagazinată în baterii de acumulatori sau în baterii de condensatori.

B



Fig. 5.1 Generatoare eoliene

. Pro+uc$r$a $n$r'i$i $&$c#ric$ u#i&i<=n+ $n$r'ia "o&ar0enologia de generare a energiei fotovoltaice utilizează ca element de bază celulele

semiconductoare, cunoscute ca celule fotovoltaice.C$&u&$&$ fo#o$&$c#ric$ sunt de trei tipuri:

a) C$&u&$&$ fo#or$<i"#i6$ (fig. A.)! se montează înseriate cu o sursă de tensiune, valoarearezistenţei modific%ndu5se în funcţie de valoarea intensităţii luminoase.

i'. 8.2 Dio+$ &u%ini"c$n#$> fo#or$<i"#$n-> fo#o#ran<i"#or b & Celulele fotovoltaice cuprind fotoelementele, fotodiodele şi fototranzistoarele.

?rin gruparea fotoelementelor # realizate din @e, -u);, g@ # se pot obţine baterii solare.otodiodele # realizate din 2e, @i sau compuşi semiconductori # sunt diode sensibile la acţiunearadiaţiilor luminoase. ototranzistoarele se realizează din acelaşi material ca fotodiodele, av%nd unadin joncţiunile pn e9puse radiaţiilorc! Celulele fotoemisive, denumite şi tuburi fotoelectrice, îşi bazează funcţionarea pe e9istenţa a doielectrozi. -atodul (din o9id de cesiu! produce, sub acţiunea unui flu9 luminos, o emisie electronică.

-elulele fotoelectrice se utilizează în instalaţiile de semnalizare, măsură, protecţie şicomandă.

ig. A.< @istem de captare ig. A. ?rincipiul de funcţionare3in punct de vedere fizic, celula fotovoltaică este o diodă tip p5n de suprafaţă mare, cu

joncţiunea poziţionată aproape de partea superioară. -elula converteşte luminozitatea solară în

energie electrică. 4ai multe astfel de celule sunt asamblate într5un modul de o anumită putere.-elulele fotovoltaice sunt de mai multe tipuri: monocristaline, policristaline, tip film, amorfe,

sferice şi concentrate.

>



-ele mai bune celule sunt cele monocristaline, dar sunt şi cele mai scumpe.-elulele policristaline au gradul de conversie mai mic, dar sunt mai ieftine, reduc%ndu5se astfelsubstanţial costul pe =att instalat, fiind mult mai răsp%ndite.

Fig. 5.5 Echipare cu panouri solare Fig. 5.6 Panou solar

-elulele tip film, sunt un film subţire din materiale speciale ce se depune pe sticlă, metal, etc.ceastă tenologie utilizează mai puţin material, este deci mai ieftină pe putere instalată, dar randamentul de producţie este mai mic.

-elulele amorfe au un grad de conversie mic, apro9imativ la jumătatea celulelor monocristaline, greutatea lor pe metru pătrat este mult mai mare, dar şi preţurile sunt mult mai mici.

-elulele sferice şi concentrate sunt în faza de dezvoltare în laboratoare şi nu sunt răsp%nditeindustrial.

In sistem clasic fotovoltaic ?+ este alcătuit din următoarele componente: panouri fotovoltaice, regulatorul de încărcare al bateriilor,

grupul de baterii de 1), ) sau B + 3- invertor, ce transformă curentul continuu 3- în curent alternativ -In sistem ibrid are în plus fie un generator electric eolian, fie un generator 3iesel electric, fie

sunt combinate toate acestea pentru a mări capacitatea şi siguranţa sistemului în general.

1'



R$<$r6$ &oca&$ +$ $n$r'i$ "i "ur"$ +$ cur$n# o*$ra#i6

'eceptorul este un transformator de energie care absoarbe energia electrica de la sursa si o transforma inalte forme de energie : mecanica, caldura, lumina ( motor electric, cuptoare electrice, lampi !. 3in punct devedere al modului de utilizare a energiei transformate, receptoarele se clasifica in :

- receptoare de lumina- receptoare de forta si similare ( motoare, cuptoare electrice !7eceptoarele sunt alimentate in general la joasa tensiune ( <9<B'"))' + !, ( <9))'"1)& + ! , cu e9ceptia

receptoarelor de forta de mare putere ( peste )''*+ ! care se alimenteaza la medie tensiune.?rin consumator se defineste ansamblul instalatiilor electrice de distributie si utilizare ce servesc o

intreprindere civila sau industriala racordata la reteaua de distributie a furnizorului..3in punct de vedere al sigurantei in e9ploatare, consumatorii se clasifica in :

• consumatori de categoria G # intreruperea alimentarii produce pagube mari, pericliteaza vietiomenesti, perturbeaza activitatea oraselor. 0rebuie sa aiba asigurata alimentarea permanent dindoua surse

• consumatori de categoria GG # intreruperea alimentarii determina pagube prin intreruperea productiei, dar nu e9ista pericol asupra omului. 0rebuie sa aiba asigurata alimentarea din doua surse

pentrureceptoare vitale ( iluminat de siguranta, pompe de incendiu, ventilatie de avarie !, iar pentrucelelalte receptoare se admite o intrerupere de ) oreconsumatori de categoria GGG # nu se produc pagube sau perturbari importante. @e admite ointrerupere de ma9im ) ore.

3in punct de vedere al puterii absorbite, consumatorii se clasifica in :• mari consumatori ( putere absorbita peste A' *= !• mici consumatori ( putere absorbita sub A' *= !3aca receptoarele de categoria G sunt de puteri mari, continuitatea alimentarii se realizeaza de la retea

printr5un racord suplimentar. 3aca receptoarele au puteri mici, in cazul producerii unor deranjamente inreteaua de alimentare , acestea pot fi alimentate de la surse de energie electrica de re(erva.

Gn cadrul anumitor consumatori, instalatiile ele ctrice de automatizare, masura, control, semnalizare, protedctie si actionare au o pondere importanta in ansamblul instalatiei. limentarea acestor instalatii se face dela surse de curent operativ.

Gnstalatiile electrice care urmeaza sa fie alimentate de surse de rezerva sau de curent operativ sunturmatoarele :

1! Gnstalatii si agregate de interventie in caz de avarie a retelei . 3in aceasta categorie fac parte iluminatulde siguranta si agregatele de interventie ( e9. ?ompa de ulei pentru ungerea de avarie a turbinelor cuabur, grup motor generator care mentine in functiune vanele de alimentare cu apa sa de abur incentralele electrice !

)! -ircuite ale lampilor de semnalizare si control ( care semnalizeaza scaderi sau cresteri de tensiune de)'5)A8 fata de valoarea nominala

<! -ircuite ale aparatelor de comanda si protectie ( relee de protectie si automatizare, aparate care indica pozitia separatoarelor !! -ircuite aloe mecanismelor de conectare a actionarilor electrice directe3upa gradul de continuitate a consumului de energie, treceptoarele pot fi :- receptoare care constituie sarcina de durata in cursul functionarii normale. cestea sunt alimentate la

functionarea normala din retea, iar la avarie din sursa de rezerva, sau de la sursa de curent operativ- receptoare care constituie sarcina intermitenta in cursul functionarii normale si de avarie . ele sunt

alimentate de sursa de curent operativ- receptoare care constituie sarcina de durata in cursul avarieiC&a"ificar$a "ur"$&or +$ $n$r'i$@ursele de rezerva si de curent operativ pot fi :

- surse de curent continuu- surse de curent alternativ3upa modul de alimentare sursele de rezerva si de curent operativ pot fi :

11



- surse cu energie inmagazinata : bateriile de acumulatoare si grupurile motor cu combustie interna5generator

- surse alimentate de la reteaua electrica : transformatoare, grupurile motor electric # generator, statiile deredresare

In"#a&a#ii +$ acu%u&a#oar$

Jateriile de acumulatoare au drept scop alimentarea cu energie electrica a unor receptoare de curentcontinuu, care pot fi :

• receptoare de interventie in cazul intreruperii tensiunii de curent alternativ : iluminat desiguranta , agregate care mentin in stare de functionare ecipamente de baza

• lampi de semnalizare si control• aparate de comanda si protectie• mecanisme de actionare

3e asemenea, bateriile acumulatoare au si rolul de a prelua si consumurile mari si de scurta durata( socurile de curent !, instalatiile de redresare putand fi mai mici

Gn cadrul in stalatiilor de curent continuu din obiectivele industriale se folosesc de obicei urmatoareletensiuni nominale : 1), ), B, 11', ))' +.

Sc5$%a $&$c#rica +$ *rinci*iu a un$i in"#a&a#ii +$ acu%u&a#oar$Jateriile de acumulatoare se pot afla in urmatoarele situatii :

• in regim de incarcare• in regim de descarcare incarcare• in regim de descarcare• in stare de repausJateriile mari functioneaza in regim tampon, ceea ce inseamna ca este conectata in paralel cu ceilalti

consumatori si cu o sursa de incarcare permanenta. ceasta acopera atat consumul normal cat siautodescarcarea bateriei.

Jateria trebuie sa fie in permanenta complet incarcata.

iecare baterie de acumulatoare se racordeaza la o singura retea, avand deci o singura tensiunenominala. -onsumatorii pot avea tensiuni diferite, fiind racordati in montaj potentiometric.. Humarul bateriilorse stabileste in functie de importanta si marimea instalatiilor si de tensiunile necesare.

1)



a. -and e9ista o singura baterie, ( fig. a !, toate consumatoarele sunt legate la sistemul de barecolectoare de lucru G. Gn timpul incarcarii ocazionale se cupleaza sistemele G si GG ,deconectandu5se bateria si alimentandu5se consumatoarele de la sursa ocazionala ). -and selucreaza la sistemul de bare G, consumatoarele cu dubla alimentare se trec prin sistemul GG. Gnacest caz sursa ocazionala trebuie sa poata prelua curentii de soc.

b. -and e9ista o baterie de lucru si una de rezerva ,( fig. b !, toate consumatoarele suntracordate in mod normal la sistemul de bare G al bateriei de lucru. E9ecutarea de lucrari la bateria de rezerva, ,la sursele de incarcare aferente si la sistemul de bare GG nu ridica probleme. ?entru e9ecutarea de lucrari la bateria de lucru, se cupleaza sistemele G si GG si sedeconecteaza apoi bateria de lucru. -and se lucreaza la sistemul de bare G, consumatoarele cudubla alimentare se trec pe sistemul GG. 3aca se defecteaza sursa de incarcare permanenta a

bateriei de lucru se poate folosi o perioada sursa de rezerva prin cuplarea barelor, sau sefoloseste sursa de incarcare ocazionala. @e poate prevedea o singura sursa de incarcareocazionala pentru ambele baterii.

c. Gn cazul a doua baterii de lucru, scema de principiu este similara cu cea din fig. bd. tunci cand e9ista mai multe baterii de lucru si una de rezerva, ( fig. c!, consumatoarele sunt

legate in mod normal la sistemul G de bare al fiecarei baterii.Jateria de rezerva poate inlocuioricare din bateriile de lucru, fiind conectata la sistemul G sau respectiv GG. 2rupul de rezervamai cuprinde o sursa de incarcare ocazionala care poate inlocui oricare dintre sursele

permanente precum si o sursa ocazionala.limentarea consumatoarelor fiecarei baterii poate fi :

• limentare radiala care este simpla si economica, dar nu cuprinde nici o rezerva # a

• limentare dubla care confera un grad mai mare de siguranta # b

• limentare in bucla # c

A&$'$r$a #i*u&ui +$ acu%u&a#or

E9ista doua tipuri de baterii :5 baterii cu plumb care au un randament mai ridicat, o tensiune pe element mai mare si uncost mai redus5 baterii alcaline ( Hi # -d si Hi 5 e ! au o durata mai mare si lucrari de intretinere simple

Si"#$%$ u<ua&$ +$ racor+ar$ a con"u%a#ori&or

1<



?entru a mentine in limite admisibile tesiunea la consumatoare in diverse situatii defunctionare, se folosesc o serie de cone9iuni speciale prezentate mai jos.

a. @e reduce numarul de elemente care alimenteaza consumatoarele. Jateria este impartita indoua sectii al caror numar de elemente este respectiv n1 si n) . Gn situatie normala ,

consumatoarele si redresorul de incarcare sunt racordati la intregul numar de elemente, adica n Dn1Mn) bateria functionand deci in regim tampon. 3upa o avarie urmeaza incarcarea ocazionala a

bateriei, fiind conectata in acest scop sursa de incarcare ocazionala. Gn timpul incarcarii seajunge la limita superioara admisa a tensiunii si si consumatorii sunt comutati pe un numar mairedus de elemente ( sectia 1 !. -omutarea trebuie sa se faca fara intreruperea alimentarii. Gn acestscop se poate folosi un mic redresor ( dioda !. Itilizarea unui redresor duce la solutia cea maisimpla (fig .)> a !

3aca se foloseste o rezistenta (fig .)> b ! sunt necesare trei intreruptoare sau contactoare &,B si >. Gn mod normal sunt incise contactoarele B si > . l atrecerea pe sectia & se descide maiintaicontactorul B, apoi se incide contactorul &, dupa care se descide contactorul >. la revenire

succesiunea oparatiilor este inversa. b. Gn scema din fig. .)B b, se mareste numarul de elemente care alimenteaza consumatoarelein timpul descarcarii , pentru a se compensa scaderea tensiunii.Jateria este impartita in douasectii cu un numar de n1 si n) elemente.iecare sectie este prevazuta cu un redresor. @ectia 1

1



este in paralel cu consumatoarele si cu redresorul, functionand deci in regim tampon.@ectia )este mentinuta in incarcare permanenta. ?entru compensarea autodescarcarii. Gn caz de avarie

bateria preia singura alimentarea consumatoarelor care sunt comutate pe intreaga baterie.c. Gn scema c , nu e9ista priza intermediara. Jateria functioneaza in regim tampon.. Nimitarea

scaderii tensiunii la descarcaren se poate re<zolva printr5o supradimensionare a bateriei. Naincarcare trebuie sa se limiteze tensiunea finala.

d. Na bateriile de rezerva , cone9iunile sunt similare.

T$n"iun$a &a ,ar$&$ co&$c#oar$ +aloarea tensiunii pe bare trebuie sa fie mai mare decattensiunea nominala a retelei pentru a compensa caderile de tensiune pana la consumatoarele delunga durata si permanente.Ca*aci#a#$a ,a#$ri$i capacitatea - a bateriei masurata in ( amperiore ! trebuie astfel aleasaincat sa fie indeplinite mai multe conditii :

o tensiunea de descarcare la sfarsitul perioadei de avarie sa nu fie mai mica decat cea prescrisa de fabricant. Gn cazul acumulatoarelor cu ?b aceasta conditie este indeplinitadaca /

- !)Amin(1'B1 −+≥

t )

"*ata

unde :

♦ Ga este curentul absorbit de consumatorii de lunga durata in timpul avariei♦ ta este durata avariei♦ tmin este temperatura minima♦ O un coeficient D 1,'A # 1,1A in functie de posibilitatea aparitiei unor consumatori

neprevazutio doua conditie impune ca in timpul functionarii consumatoarelor de scurta durata,

valoarea curentului debitat sa nu fie mai mare decat cea prescrisa . ?entru bateriile cu ?baceasta conditie este realizata daca

GaMGsd ≤ &,A H unde Gsd este curentul absorbit de consumatoarele de scurtadurata, iar H numarul de tip al baterieio treia conditie cere ca la sfarsitul avariei tensiunea la bornele consumatoarelor de lunga

durata sa nu fie mai mica decat valoarea minima admisa de fabricant.

1A



REDRESOARE

No-iuni #$or$#ic$?entru alimentarea aparaturii electronice sunt necesare surse de energie de curent

continuu.ceste surse pot fi surse c$imice ( baterii galvanice, acumulatoare ! sau redresoare.?rin r$+r$"or se intelege un circuit electronic capabil sa transforme energia electrica de

curent alternativ in energie electrica de curent continuu. limentarea redresoarelor se face de obiceide la reteaua de energie electrica . 7edresoarele de puteri mici (pana la un *iloPat! se alimenteaza incurent alternativ trifazat.

3intre elementele componente ale redresorului, cele electronice trebuie sa aiba propietateade a conduce unilateral, respectiv sa prezinte o caracteristica pronuntat neliniara si sa functioneze inregim neliniar. @e pot folosi diode cu vid (*enotroane!, diode semi conductoare, tiratroane, tiristoareetc.

Sc5$%a ,&oc a unui r$+r$"or contine urmatoarele elemente (pornind de la sursa de energiealternativa # de obicei reteaua electrica 5!:

5 transformatorul de retea cu ajutorul caruia se obtine in secundar valoare tensiuniialternative ce trebuie redresata/5 elementul redresor cu propietati de conductie unilaterala , la iesirea caruia se obtine o

tensiune (de un singur sens! pulsatorie/5 filtru de nete(ire cu rolul de a micsora pulsatiile tensiunii redresate , redand o tensiune de

forma cat mai apropiata de cea continua /5 re(istenta de sarcina pe care se obtine tensiunea continua .

Sc5$%a ,&oc a unui r$+r$"ora5sursa de curent alternativ (reteaua!/

b5transformatorul/

c5elementul redresor/d5filtru/e5sarcina pe care se obtine tensiunea continua

$n anumite cazuri, această scemă bloc poate fi completată cu un eta% suplimentar de

stabili(are +i de reglare a tensiunii continue obţinute. @unt, de asemenea, cazuri în care uneleelemente ale scemei pot lipsi/ de e9emplu, poate lipsi transformatorul de reţea, în cazul unor instalaţii industriale, care funcţionează cu tensiune pulsatorie, poate lipsi filtru de netezire.

Si"#$% r$+r$"or !?;cc> *u#$r$ %ai% 2700@

Caracteristici:

» 1-4 module redresoare 48V/650W » Controler integrat Cordex CXCI

» Distribuie !! integrat" !u 4 dis#un!toare » $ormat %&

» '"!ire (rin !on)e!ie

Si"#$% r$+r$"or 220;cc> *u#$r$ %ai% 22@Caracteristici:

» 1-5 module redresoare %%0V/4*4+W » Controler ra!+ Cordex CXC'

» $ormat 4& » '"!ire ,orat"

Mo+u& +$ a&i%$n#ar$4odul de alimentare a aparaturii electronice are o mare importanta pentru buna lor

functionare. @ursele de alimentare pot fi cimice (baterii, acumulatoare! sau bazate pe redresareatensiunii de la retea.

1



limentatoarele de la retea au în componenta lor urmatoarele elemente: #ran"for%a#oru& # aduce tensiunea în secundar la valoarea necesara. 0ransformatorul realizeaza

de asemenea o izolare între reteaua electrica si montajul de alimentat/ r$+r$"oru& # permite obtinerea unei tensiuni continue pornind de la tensiunea alternativa/ fi&#ru& +$ n$#$<ir$ # are rolul de a micsora pulsatiile tensiunii redresate/ "#a,i&i<a#oru& # are rolul de a mentine constanta valoarea tensiunii de alimentare, evitand

modificarile acesteia datorate variatiilor tensiunii de retea sau a consumului de curent la iesireafiltrului. r$<i"#$n#a +$ "arcina # este elementul pe care se obtine tensiunea continua.

3eoarece o dioda lasa să treca un curent mare prin circuit atunci cand este polarizata direct,iar la polarizare inversa curentul ce trece este neglijabil, se poate utiliza ca redresor de tensiunealternativa.

3upa tipul tensiunii alternative redresate, redresoarele pot fi: monofazate si polifazate (deobicei trifazate!.C&a"ificar$a r$+r$"oar$&or

7edresoarele se pot clasifica dupa urmatoarele criterii : +u*a #i*u& #$n"iunii a&#$rna#i6$ r$+r$"a#$ ( nr. +$ fa<$)B

5redresoare monofazate /5redresoare polifazate ( trifazate!.

+u*a nr. +$ a&#$rnan#$ a&$ cur$n#u&ui a&#$rna#i6 *$ car$ &$ r$+r$"$a<aBredresoare monoalternanta/redresoare bialternanta.

+u*a *o"i,i&i#a#$a con#ro&u&ui a"u*ra #$n"iunii r$+r$"a#$45redresoare necomandate(cu diode semiconductoare!/5 redresoare comandate sau reglabile(cu tiristoare!.

+u*a na#ura "arcinii 45redresoare cu sarcina rezistiva (7!/

5redresoare cu sarcina inductiva ( 7 N !/5redresoare cu sarcina capacitiva (7 - !.P$rfor%an-$&$ unui r$+r$"or4

tensiunea medie/ tensiunea de vîrf/ ondulaţia tensiunii (raportul dintre e9cursia vîrf5vîrf a tensiunii şi componenta medie!,

atunci cînd e9istă filtru/ curentul ma9im.

;a&ori&$ &i%i# *$ car$ &$ "u*or# +i"*o<i#i6$&$ (6or fi fo&o"i#$ &a *roi$c#ar$)4 tensiune inversă ma9imă curent mediu curent de vîrf.

1. REDRESOARE MONOAZATE

A. R$+r$"oru& %onofa<a# %onoa&#$rnan- cu r$<i"#$n- +$ "arcin # se utilizează pentru puteri mici, p%nă la sute de =.

Sc5$%a $&$c#ric

or%a +$ un+ a #$n"iunii r$+r$"a#$

1&



0 D transformator de adaptare # reduce tensiuneade alimentare la o valoare convenabilăunc-ionar$

Na aplicarea unei tensiuni alternative în primar, în secundar ia naştere tot o tensiunealternativă care se aplică pe anodul diodeiredresoare. ?e durata semialternanţei pozitive,dioda , conduce. $n circuit apare un curent

proporţional cu tensiunea aplicată, deci au aceeaşiformă. ?e durata alternanţei negative, dioda ,

este blocată, deci curentul prin circuit este '. R$+r$"or %onofa<a# cu +io+$

( ) t - t - t um ''' sinsin) ω ω ==

=m

- tensiune ma9imă/ ='- tensiune efectivă/ ='ω pulsaţia

( ) ( ) ( )t * t

' '

-

' '

t u

'

t ut i m

S ,

m

S ,S

S

S '' sinsin ω ω =⋅

+

=

+

==

=

+

=

S ,

mm

' '- * valoarea ma9imă a curentului redresat

( ) ( ) t ' ' '

- t * 't i 't u S

S ,

m

mS S S S '' sinsin ω ω ⋅

+

=⋅=⋅=

( ) ( ) t ' ' '

- t * 't i 't u ,

S ,

m

m ,S , , '' sinsin ω ω ⋅

+

=⋅=⋅=

Criterii de apreciere

1. ac#oru& +$ on+u&a-i$ γ , este definit astfel:

A&,1)

'

1====

π γ

-

-

continueicomponenteeaamplitudin

le fundamentaicomponenteeaamplitudin

$n cazul unui redresor ideal, factorul de ondulaţie trebuie să fie zero. 7edresorul monofazatmonoalternanţă are γ Q 1, deci forma tensiunii redresate nu este mulţumitoare. ?entru a îmbunătăţi sefolosesc sceme redresoare.

2. Ran+a%$n#u& η, este definit astfel:

(,'==

absorbita

utila

/

/ η

3. T$n"iun$a in6$r" %ai% este:Iinv ma9 D Iim

. R$+r$"or %onofa<a# +u,& a&#$rnan- cu #ran"for%a#or cu *ri< %$+ian4Sc5$%a $&$c#ric or%a +$ un+

1B



unc-ionar$Na apariţia alternanţei pozitive la înfăşurarea N1, dioda 31 este polarizată direct, deci conduce şi în

circuit apare curentul ( )t i ,1 care străbate rezistenţa s

' . Na apariţia alternanţei negative peN1, dioda 31 este blocată, curentul care trece prin ea este '. $n înfăşurarea N) aparesemialternanţa pozitivă, dioda 3) conduce. ?rin circuit trece curentul ( )t i ,) .

R$+r$"or +u,& a&#$rnan-> con#ro&a# cu%icro*roc$"or Carac#$ri"#ica cur$n# #$n"iun$ a *roc$"u&ui

+$ ncrcar$

-aracteristica de încărcare este cu linie albastră. Na atingerea tensiunii optime de decuplare,sau la depăşirea timpului ma9im admis pentru încărcare (setat de obicei la 1' ore!, redresorul seopreşte. @e intră pe caracteristica de descărcare în stand5bR, de culoare roşie. Na o descărcare de '8din capacitatea bateriei, încărcarea se reia automat.

Criterii de apreciere

1. ac#oru& +$ on+u&a-i$ γ D ',&Este subunitar, ceea ce constitue o ameliorare.

2. Ran+a%$n#u& η, este definit astfel:

B,'==

absorbita

utila

/

/ η

3. T$n"iun$a in6$r" %ai% este:Iinv ma9 D )SIim

Avanta%ele redresorului dublă alternanţă faţă de redresorul monoalternanţă

ormă de undă mai apropiată de cea continuă/ 7andament dublu/

,e(avanta%ele redresorului dublă alternanţă faţă de redresorul monoalternanţă

@cemă mai complicată şi mai costisitoare

C. R$+r$"or %onofa<a# +u,& a&#$rnan- n *un#$4Sc5$%a $&$c#ric or%a +$ un+

unc-ionar$

Na aplicarea alternanţei pozitive, la o e9tremitate a secundaruli transformatorlui conduc diodele 31şi 3< care sunt polarizate direct. 3iodele 3) şi 3 sunt polarizate invers, deci sunt blocate.Na aplicarea alternanţei negative, 31 şi 3< sunt polarizate invers, deci sunt blocate. 3iodele 3) şi3 sunt polarizate direct, deci conduc.

1>



Avanta%ele redresorului dublă alternanţă în punte faţă de redresorul dublă alternanţă

ormă de undă mai apropiată de cea continuă/ 7andament dublu/

,e(avanta%ele redresorului dublă alternanţă în punte faţă de redresorul dublă alternanţă

Humăr mărit de diode/ Hecesitatea unei bune izolări faţă de restul elementelor a capătului nelegat la masă al

rezistenţei de sarcină

Conclu(ie

3intre cele trei variante de redresor, lucrînd pe sarcină rezistivă, redresorul monoalternanţăfoloseşte transformatorul în mod ineficace, deoarece curentul prin secundar este nesinusoidal.7eţeaua electrică este poluată cu armonice superioare ale frecvenţei de bază şi este necesar untransformator de putere nominală mai mare dec%t cea transmisă sarcinii.

D. R$+r$"oar$ %onofa<a#$ cu +u,&ar$a #$n"iunii r$+r$"a#$4

-%nd este necesară o valoare ridicată a tensiunii şi un curent slab (de e9emplu: alimentareatuburilor cinescop, accelerare în 0+, osciloscop, electrizare!, se folosesc sceme cu multiplicareatensiunii.

R$+r$"or %onofa<a# cu +u,&ar$+$ #$n"iun$> n *un#$

unc-ionar$-ondensatorul -1 se încarcă prin dioda 31 în alternanţa pozitivă a tensiunii din secundar. 0ensiunea

pe capacitate ajunge la apro9imativ valoarea ma9imă a acestei tensiuni. $n alternanţă negativă atensiunii din secundar condensatorul -) se încarcă prin dioda 3) la aceaşi valoare. -ăderea detensiune pe rezistenţa de sarcină are, în acest caz, valoarea ma9imă egală cu:I' D INma9 D )I)ma9. @5a obţinut o tensiune redresată de două ori mai mare.

R$+r$"or %onofa<a# cu +u,&ar$+$ #$n"iun$> cu *unc# co%un

n#r$ "ur"a +$ cur$n# i "arcin

unc-ionar$-ondensatorul -1 se încarcă în alternanţa negativă prin dioda 31, cu tensiunea ma9imă I)ma9, iar condensatorul -) se încarcă în alternanţa pozitivă a tensiunii din secundar, prin dioda 3) cutensiunea u)Mu-1, astfel că tensiunea ma9imă la bornele condensatorului -), deci şi la bornele

sarcinii, este de )I)ma9.

)'



T$"# +$ $6a&uar$1 3ati e9emple de centrale electrice si sursa initiala de energieTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT) 3ati e9emple de instalatii electrice care urmeaza sa fie alimentate de surse de rezerva sau de curentoperativTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT

TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT..

< 3esenati scema de principiu a unei instalatii cu baterie acumulatoare

! 7edresoarele se pot clasifica în monofazate şi polifazate dacă se are în vedere criteriul:a! tipul tensiunii alternative redresate/

b! numărul de alternanţe ale curentului alternativ pe care le redresează/c! controlul asupra tensiunii redresate/d! natura sarcinii.

8 -lasificaţi redresoarele după natura sarcinii.........................................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................7 @crieti in coloana A tipul de redresor a carui scema electrica este reprezentata in coloana

Co&oana A Co&oana

a!

,)

c)

+) )1



2. REDRESOARE POLIAZATE (TRIAZATE)

?entru obţinerea puterilor mari ce depăşesc sute de Paţi, se folosesc redresoare trifazate.Sc5$%a $&$c#ric or%a +$ un+

unc-ionar$@unt în conducţie, în fiecare moment, c%te două diode care conduc c%te o treime de perioadă, iar comutarea lor se face succesiv. 0ensiunea de ieşire se apropie foarte mult, ca formă, de o tensiune

continuă. 7edresorul oferă avantajul unei încărcări ecilibrate a celor trei faze, ceea ce este de mareimportanţă în cazul puterilor mari.

3. REDRESOARE COMANDATE

3iodele nu pot fi comandate, intrarea şi ieşirea lor din conducţie sunt decise de tensiunea la borne. $n practica industrială şi de laborator, este nevoie de surse de alimentare cu tensiune variabilă(e9emplu: acţionarea motoarelor cu viteză variabilă!. cestea folosesc dispozitive semiconductoarecare pot fi comandate: tiristoare şi tranzistoare de putere.

Este prezentat un redresor monoalternanţă cu tiristor. @cema a fost aleasă în scop didactic, pentru că un astfel de redresor nu este folosit în practică. (3e regulă, se folosesc sceme bifazate sauîn punte.!

Sc5$%a $&$c#ric or%a +$ un+

unc-ionar$ plicarea pe poarta tiristorului a unui impuls de descidere, în momentul apariţiei alternanţei

pozitive, nu modifică valoarea tensiunii redresate. plic%nd impulsul în momentul apariţieialternanţei negative, titistorul nu conduce şi curentul, respectiv tensiunea redresată, sunt nule.plicarea impulsului de descidere la momentele decalate între ' U t U 0") duce la micşorareacorespunzătoare a curentului prin sarcină. 3ecalarea impulsului de descidere în intervalul ', 0")Fduce la varierea curentului redresat de la valoarea ma9imă posibilă la zero, adică se obţinecomandarea lui. Gmpulsurile de comandă pentru desciderea tiristoarelor se obţin cu ajutorul unor circuite de impulsuri ale căror elemente se aleg în funcţie de parametrii doriţi ai impulsurilor decomandă.

))



Sc5$%a $&$c#ric or%a +$ un+

ILTRE

limentarea circuitelor electronice se face cu tensiune netedă, deci formele de undă aletensiunii de sarcină ale redresoarelor nu sunt satisfăcătoare. Este necesar un filtru pentru tensiuneade sarcină.

0iltrare D scimbarea componenţei spectrale a semnalului, prin eliminarea unor componentedin spectrul semnalului de intrare. -ircuitul care îndeplineşte funcţiunea de filtrare se numeşte filtru.E9istă filtre care nu folosesc o sursă de energie e9ternă ( filtre pasive! şi filtre care au în componenţalor amplificatoare, deci folosesc surse e9terne de energie ( filtre active!. cestea din urmă e9istă at%tîn varianta analogică (prelucrează semnal analogic! cît şi numerică (prelucrează semnal numeric!.

Hoţiunea de filtru este foarte generală, se poate aplica multor categorii de circuite. ici estesubînţeleasă intenţia de a realiza e9clusiv modificarea spectrului. Hoţiunea de filtru e9istă atît în conte9tul circuitelor de semnal mic, cît şi al celor de putere.

$n cazul circuitelor de alimentare, se pune e9clusiv problema filtrării trece5jos, adică eliminareaarmonicelor superioare şi furnizarea către sarcină a componentei medii (se mai spune că seKnetezeşteL mărimea de ieşire!. 7olul filtrelor de netezire este de a micşora (teoretic p%nă la zero!componenta variabilă, pulsaţia, care se menţine în tensiunea de ieşire, după redresare.

$n figură apar variante simple de filtru, folosite pentru netezirea tensiunii, respectivcurentului. $n prezent, varianta filtrului inductiv (netezirea curentului! nu se mai foloseşte pentrualimentarea circuitelor electronice. Ea nu este adecvată deoarece toate circuitele solicită tensiune dealimentare constantă, la curent variabil.

3iodele conduc doar o parte din perioadă, cînd condensatorul acumulează energie. $n restul perioadei, diodele sînt blocate, energia transmisă sarcinii provine din condensator. 0ensiunea deondulaţie pe sarcină este ciar valoarea tensiunii descărcate de pe condensator, ea va scădea odată cucreşterea capacităţii (tensiunea pe sarcină devine mai netedă pe măsură ce capacitatea

condensatorului este mai mare!. 0ensiunea medie pe sarcină tinde spre valoarea de vîrf a tensiuniidin secundar.precierea calităţii unui redresor se referă şi la valoarea pulsaţiilor, folosindu5se raportul

dintre amplitudinea componentei av%nd frecvenţa fundamentală, numită componentă fundamentalăşi valoarea medie (continuă! a tensiunii redresate:

[ ]81''

'

1⋅=

-

- 1 p

cest raport se numeşte factor de pulsaţie, se e9primă în procente şi reprezintă un parametru alredresorului.

Eficacitatea unui filtru se apreciază cu ajutorul coeficientului de netezire şi valoarea luidetermină calitatea celulei de filtraj folosite.

-ele mai folosite filtre sunt: iltre simple (cu bobină sau cu condensator!/ iltre compuse (de tip N-!.

)<



tunci cand valorile N sau - rezultate din calcul sunt prea mari, se utilizeaza filtre comple9e.cestea pot fi de tip V ( fig. &.<> ! , W ( fig. &.1! sau filtre compuse din mai multe sectiuni de acestfel, legate in cascada ( fig. &.)! . iltrul W poate fi considerat ca fiind format dintr5un filtru cucapacitate -1, urmat de un filtru V, constituit din N si -). Gn unele redresoare de puteri foarte mici sefolosesc si filtre 7- ca cel din fig. &.<.

iltrele cu inductanta si capacitate prezinta si unele dezavantaje mai ales in cazul scemelor de alimentare a aparaturii tranzistorizate cand campul magnetic de scapari ale bobinei creazazgomote de joasa frecventa, impiedicand functionarea normala a aparaturii de masurare si

amplificare.; micsorare apreciabila a dimensiunilor filtrului si a supratensiunilor se poate obtine prinutilizarea tranzistoarelor ca element de filtraj.

iltrarea tensiunii redresate cu ajutorul tranzistoarelor se bazeaza pe faptul ca intre emitor sicolector tranzistorul opune o rezistenta mica trecerii curentului continuu si o rezistenta marecomponentei alternative a curentului redresat. @cema completa a unui redresor dubla alternanta cufiltrare prin tranzistor este prezentata in fig. &.. ?unctul de functionare in curent continuu sefi9eaza prin negativarea bazei tranzistorului cu ajutorul rezistentei 7 ). datorita capacitatii mari acondensatorului -) , tensiunea --) de la bornele sale este constanta in cursul unei semiperioade.0ranzistorul are efect de filtrare ecivalent unei inductante.

)



Con6$r#oar$ c.c. c.c.

-onvertoarele c.c. # c.c. realizeaza transformarea energiei electrice preluate de la o sursa decurent continuu cu tensiune constanta in energie de curent continuu de alta valoare. -onvertoareleelectronice sunt de tip static, neavand elemente in miscare. cestea folosesc dispozitivesemiconductoare unidirectionale ( tranzistoare unipolare, tiristoare, diode, etc. !. 3in categoria

convertoarelor fac parte :• -onvertoare c.c. # c.c. directe care sunt alcatuite dintr5un grup invertor # redresor • -onvertoare de c.c cu element disipativ comandat• +ariatoare c.c.5 c.c.-onvertoare c.c. # c.c. directe sunt utilizate in general pentru puteri mari.-onvertoare de c.c cu element disipativ comandat sunt utilizate in special pentru alimentareacircuitelor electrice de mica putere , fiind cunoscute sub denumirea de surse stabilizate liniare.+ariatoare c.c.5 c.c sunt convertoare de tip direct cu randament ridicat, avand un spectru larg deutilizare : actionarea electrica a masinilor electrice, surse de alimentare cu comutatie,alimentarea mai multor consumatori care necesita tensiuni multiple;aria#oar$ c.c. c.c. ( C5o**$r$ )?rincipiul de functionare consta in acumularea energiei electrice furnizata de sursa de c.c. intr5unanumit interval de timp si transferul ei in sarcina in alt interval de timp. @cema copper5uluielementar este realizata cu un contactor static de c.c. in serie cu sarcina 7 si sursa de alimentarede tensiune I1 si este data in figura de mai jos.

-ontactorul static -@ realizeaza inciderea, respectiv desciderea circuitului, sub controlulcircuitului de comanda --. -and contactorul static ideal este descis, sarcina este alimentata detensiunea sursei u) D I1 , iar i) D i1 . Na inciderea ( blocarea ' contactorului static i) D ', u) D ', sitensiunea sursei se regaseste la bornele -@, u cs D I1. 3aca 0 este perioada de comutare a -@, iar 0c

intervalul de descidere, valoarea medie a tensiunii de sarcina este :

I) D 1- 2

2cD *I1 unde * D 0c"0 se numeste raport de conductie si are valori intre ' si 1

7eglajul valorii medii a tensiunii in sarcina este realizat practic prin comenzile corespunzatoareX conductie # blocare X aplicate contactorului static. @cema bloc a variatorului este data mai jos.

)A



;aria#or c.c. c.c. cu "#in'$r$ for#a#aGn fig. A.1', a este reprezentata scema unui variator c.c. #c.c. ( copper ! cu circuit de

stingere fortata, avand raportul de transformare subunitar. 01 este tiristorul p5rincipal prin careeste alimentata sarcina. Gnductanta Ns este considerata suficient de mare , astfel incat constantade timp a sarcinii Ys sa fie mult mai mare decat perioada de comanda 0 a variatorului.

Ys D 's

3s

QQ0 Gn acest mod curentul prin sarcina poate fi considerat constant.

0iristorul au9iliar 0), impreuna cu capacitatea -, inductanta N si dioda 3 1 alcatuiesc circuitul decomutare fortata in blocare pentru 01. 3ioda 3) , in paralel cu sarcina are rolul unei diode de nul,

prin care se incide curentul de sarcina in intervalele de timp in care ambele tiristoare sunt blocate,decarcand prin 7 s energia acumulata. unctionarea corecta a variatorului necesita comanda lui 0 )

inaintea lui 01, condensatorul incarcandu5se la tensiunea initiala.unctionarea circuitului din fig. A.1' a este tratata in patru faze, corespunzatoare proceselor fizicecare au loc.

*n fa(a 4 , in intervalul de timp t1 # t< , variatorul are scema ecivalenta din fig.A.1' b/ dispozitiveleau fost reprezentate prin comutatoare ideale ( cu rezistenta ' in conductie si infinita in blocare !. Nacomanda tiristorului 0) , la momentul t1, condensatorul - este conectat in paralel pe tiristorul 01, uc1

D 5u01 si dispozitivul este polarizat invers, blocandu5se. -ondensatorul se descarca si se reincarca

prin sarcina cu polaritatea din paranteze( (M!, (5 ! ! pana la uc(t<! D 5 I1/ tiristorul 0) se bloceaza.-urentul prin sarcina in acest interval este i) D i0) D G) , iar tensiunea u) scade liniar la '.

)



*n fa(a 2 , in intervalul t< # t , curentul prin circuitul ecivalent ( fig. A.1' c, ! circula prin 3), Ns, si7 s. 3ioda 3) este descisa datorita tensiunii de autoinductie produsa la bornele inductantei N s.-urentul prin sarcina este i)D G3)D G), iar tensiunea u)D '.

*n fa(a 5 , in intervalul t # tA, avand circuitul ecivalent din fig. A.1' d, fiind comandat 0 1,condensatorul c se decarca rezonant prin 01, N, 31, reincarcandu5se cu polaritatea ( 5, M ! la tensiuneauc(tA! D I1. -urentul prin sarcina este i) D G), tensiunea u) D I1. la t D tA, tiristorul 0)iese din conductie.

*n fa(a 6 , in intervalul tA # t , terminandu5se procesul rezonant circulatia de curent are loc princircuitul ecivalent din fig. A.1', e . -urentul prin sarcina este i) D i01 D G), iar u) D I1

In6$r#oar$

Gnvertoarele sunt circuite electronice care fac conversia energiei electrice de curent continuuin energie electrica de curent alternativ, realizand functia inversa a redresoarelor. Gmpreuna curedresoarele, inveretoarele fac parte din circuitele convertizoare numite si mutatoare.Gnvertoarele sunt de doua feluri :

- invertoare neautonome care este un redresor complet comandat ( cu tiristoare ! caredebiteaza energia pe o sarcina activa in anumite conditii

- invertoare autonome-aracteristicile invertoarelor :- forma si valoarea amplitudinii tensiunii de la iesire- frecventa semnalului de la iesire- puterea debitata

unctiile invertoarelor sunt :- functia de conversie continuu5alternativ- functia de reglare a amplitudinii tensiunii de iesire- functia de reglare a frecventei semnalului de iesire?rima functie este obligatorie, urmatoarele doua sunt optionale de la caz la caz.7ealizarea unui invertor presupune inversarea permanenta a sensului de circulatie a curentuluim

printr5o sarcina. ?entru aceasta se folosesc doua tipuri de dispozitive semiconductoare :tranzistoare sau tiristoare. Gn cadrul invertoarelor pot avea loc trei tipuri de fenomene :- comutatia naturala ( numita si libera !, are loc atunci cand sarcina impune trecerea prin ' a

curentului ce strabate tiristorul- comutatia fortata ( numita si artificiala sau proprie ! are loc prin introducerea unor elemente

active si pasive in sceme pentru dezamorsarea tiristoarelor - lipsa comutatiei pentru invertoarele fara comutatie-lasificarea invertoarelor se face in functie de mai multi factori :- dupa tipurile de comutatoare :

♦ cu tiristoare

♦ cu tranzistoare- dupa tipul comutatiei :♦ libera♦ fortata

- dupa numarul fazelor tensiunii de iesire :♦ monofazate♦ polifazate

- dupa structura scemelor :♦ parallele♦ serie

♦ in punteE9emple de aplicabilitate : retele de bord ( vagoane, avioane, vapoare !, alimentari de siguranta(instalatii din spitale, calculatoare, instalatii de radiocomunicatii si telecomunicatii !In6$r#oar$ cu #iri"#oar$

)&



1. *nvertoare monofa(ate cu semnal de iesire dreptung$iular ceste invertoare scot la iesire otensiune alternativa cu pulsuri pozitive si n egative, care sunt apropiate de forma dreptungiulara siin functie de semnalele de comanda ale tiristoarelor , cu factor de umplere de Z. actorii caredetermina modificarea impulsurilor zise dreptungiulare sunt : timpii de comutatie ai tiristoarelor si

prezenta unor elemente pasive care inmagazineaza energie ( condensatoare, bobine !. Gnvertoare de tip paralel ( =agner ! @e mai numeste invertor cu condensator de comutatie,invertor cu doua pulsuri pentru sarcina rezistiva sau invertor in scema cu punct median. ?rincipiulde functionare al acestui invertor se poate vedea urmarind scema din fig. <.) a

Este o scema cu doua contactoare : unul normal descis H3 si unul normal incis HG si amandouasunt actionate o data. Ele sunt montate in paralel si se descid si se incid cu o perioada 0. ceastaface ca in cele doua ramuri ale transformatorului sa apara curentii i1 si i) care au formedreptungiulare, ceea ce inseamna ca in miezul transformatorului se creeaza un flu9 magneticalternativ( [!, astfel ca in secundarul acestuia apare o tensiune us cu amplitudine mare.; scema mai completa a cestui tip de invertor este aratata in figura de mai jos.

J Gnvertorul serie?rincipiul de functionare al acestui invertor este aratat in fig. <. . @e folosesc de asemenea douacontactoare Hi si H3 actionate deodata, ele fiind inseriate cu impedanta de sarcina, in raport cusursa de tensiune continua de alimentare.

a. *nvertor cu comutatie libera ( fig. <.A ! Na acest tip de invertor stingerea tiristoarelor se vaface prin trecerea curentilor i1 si i) prin zero. ceasta se poate realiza cu ajutorul uneicapacitati - montata in serie cu impedanta de sarcina s

)B



b. *nvertor cu comutatie fortata 7 fig 5.8 & prezinta pe langa diodele antiparalel 31 si 3) si

condensatoarele -1 si -) care forteaza comutarea tiristoarelor. ?rresupunand conductia prin0) terminata, 3) va prelua conductia pentru o scurta durata de timp si 01 intra in conductie. Gn

partea de bobina N") apare tensiunea E, care este indusa si in partea de bobina N") care faceca pe tiristorul 0) sa apara tensiunea megativa 5E si sa5l bloceze

- Gnvertorul in punte ?rincipiul defunctionare se poate urmari pe scema din fig. <.B.-ontactoarele sunt comandate toate patru o data, numai ca doua ( - ), -< ! sunt normal incise sidoua ( -1 si - ! sunt normal descise. Na o comutare toate isi scimba starea. Gn figura, -) si -<

sunt incise, ceea ce face sa apara un curent i\ care trece prin impedanta de sarcina in sensulcurentului i. Gn acest moment, curentul prin celelalte contacte, - 1si - este nul. Na primacomutare -) si -< se descid , facand sa dispara curentul i\, iar -1 si - se incid facand sa aparacurentul iL care prin sarcina este de sens opus reprezentarii lui i. stfel, pe ansamblu , curentuli va fi alternativ dreptungiular.Gnvertoarele in punte pot fi :- fara comutatie- cu comutatie libera- cu comutatie fortatalegerea unuia din aceste modele este impusa de tipul sarcinii.

a. *nvertor in punte fara comutatie # cu sarcina rezistiva. 3eosebirea fata de scema de mai sus

este ca tiristoarele nu sunt amorsate sincron , astfel ca fenomenele se petrec ca in fig. <.> bdaca initial conduc 0) si 0< , prin amorsarea lui 01 se stinge 0< datorita prezenteiinductantelor cu punct median in bratele puntii, si automat 0), prin care nu va mai circula

)>



curent. 3upa momentul ]t D ^ se incearca amorsarea lui 0. daca impulsul pe grila al lui 01

este mai lat dacat ^, atunci 01 si 0 conduc

b. *nvertor in punte cu comutatie libera 5 cu sarcina 7 # N . re alimentatia pe o diagonala si

sarcina pe cealalta diagonala. Este compus din patru tiristoare cu diode antiparalel , iar sarcina este prevazuta cu un condensator pentru a putea stinge tiristoarele.

?entru aflarea tensiunii pe sarcina se scade tensiunea pe condensator. Gn intervalul ( ', )W ! se

disting patru zone diferite :- in intervalul ( ', W5_! conductia este asigurata de 01 si 0)

- in intervalul (W5_, W ! conductia este asigurata de 31 si 3)

- in intervalul (W, )W5_ ! conductia este asigurata de 0< si 0

- in intervalul ()W5_, )W ! conductia este asigurata de 3< si 3

c. *nvertor in punte cu comutatie fortata # cu sarcina 75N . 3rept sarcini, in cele mai multecazuri se folosesc transformatoarele. @cema unui invertor monofazat in punte cu comutatiefortata cuprinde si condensatoare di diode in bratele puntii.

( ', ^ ! 31 0)

(^, ` ! 31, 3

(`, ! 01, 0

( M ̂, M ̀ ! 3<, 3)

( M ̀, ) ! 0<, 0)

(, M ^ ! 3<, 0

@emnalele numite dreptungiulare de laiesirea invertoarelor studiate sunt semnale lacare mai lipsesc armonici. @unt sarcini la care

nu are atat de mare importanta spectrulsemnalului ci poate amplitudinea si frecventa.3e aceea, tipul de invertor se alege in functiede sarcina.

<'



2. *nvertoare polifa(ate Gn cadrul acestor sisteme, invertoarele trifazate sunt cele maiutilizate.tensiunea de iesire este formata din trei semnale alternative defazate intre ele cu 1)' '. @untdoua posibilitati de realizare a invertoarelor trifazate :

- se construiesc separat trei invertoare monofazate si se cupleaza apoi pe sarcini si in acest cazcomanda pe toate tiristoarele este sincrona

- se utilizeaza o punte trifazata la care actionarea celor tiristoare se face sincron.

<1



In6$r#oar$ cu #ran<i"#oar$Gnvertoarele cu tranzistoare folosesc aceleasi principii ca invertoarele cu tiristoare, deosebireafiind la cele doua puncte esentiale :

- energiile transferate de aceste tipuri de invertoare sunt mai mici- comenzile de comutatie nu mai trebuie sintetizate din e9terior, ci fac parte integranta din

invertorul insusiunctiile acestor tipuri de tranzistoare sunt :

- functgia de transfer al energiei

- functia de oscilator

- functia de control al frecventei

0ranzistoarele care realizeaza functia de comutator lucreaza in regimurile blocat # saturat.-ontrolul frecventei se poate face , fie in circuitul colectorului, fie in circuitul bazei care este sicel mai utilizat deoarece, facandu5se prin elemente de temporizare de tip 7N, 7-, N-, permite unreglaj mai accesibil si cu pierderi de putere mai miciTi*uri +$ in6$r#oar$ cu #ran<i"#oar$0oate scemele de convertoare cu tranzistoare au transformatoare cu mai multe infasurari peacelasi miez, astfel ca , pentru un tranzistor care ar avea in colector una din infasurari, semnalul de

comanda in baza este reprezentat de o reactie , adica un semnal pe o alta infasurare a aceluiasitransformator, oarecum modificat.3in punct de vedere al numarului de tranzistoare, e9ista :

• invertoare cu un tran(istor care seamana cu un oscilator autoblocant deosebirea fiind inmodul de bobinare al infasurarilor transformatorului. -u un tranzistor pot fi construite maimulte tipuri de invertoare : cu emitor comun sau cu colector comun, cu transferul energieispre sarcina sau spre sursa, etc.

• invertoare cu doua tran(istoare sunt astfel construite incat cele doua tranzistoare lucreaza

in contratimp3in punct de vedere al conectarii tranzistoarelor , invertoarele pot fi :

• cu tranzistoarele in cone9iunea emitor comun• cu tranzistoarele in cone9iunea colector comun• cu tranzistoarele in cone9iunea in baza comuna

3in punct de vedere al controlului frecventei, acestea pot fi :• cu control in circuitul colectorului• cu control in circuitul bazei

In6$r#or cu #ran<i"#oar$ in con#ra#i%* cu #$%*ori<ar$ RC

<)



4ontajul din figura se caracterizeaza printr5o comutatie foarte rapida, randament ridi cat,

simplitate constructiva si accesibilitate economica. unctionarea lui se bazeaza pe reactia pozitiva care se aplica alternativ pe bazele tranzistoarelor 01 si 0). cestea sunt plasate, ca punct static de functionare , in regiunea activa normala si deci, cu proprietati de amplificarecorespunzatoare pentru a se putea amorsa oscilatiile. 0ranzistoarele sunt in cone9iunea emitor comun.

0unctionarea

3aca, initial, presupunem o conductie identica a celor doua tranzistoare, curentii decolector , incepand de la borna plus a bateriei, vor fi egali si flu9urile magnetice prin cele douaramuri ale infasurarii primare sunt egale si de semn contrar, si deci, se anuleaza. 3atoritanesimetriei, presupunem ca unul din curenti este mai mare. cesta face ca diferenta de flu9magnetic sa nu mai fie nula si sa apara un flu9 care va induce o tensiun e u), in infasurarea dereactie n< din circuitul bazei. ceasta tensiune va cauza modificari contrare in polarizarilecelor doua baze, ceea ce are ca urmarecresterea si mai mult a curentului prin tranzistorul lacare incepuse usoara crestere de curent, in timp ce celalalt , tinde sa se bloceze. -urentultinde sa creasca mai mult, va creste si diferenta de curenti, va creste si mai mult flu9ulmagnetic si deci, tensiunea de reactie.. cest proces continua rapid pana cand unul dintranzistoare se eatureaza si celalalt se bloceaza, astfel ca diferenta de flu9 va ramaneconstanata in infasurarea primara si conform legii inductiei electromagnetice, va scadeatensiunea u< pana la zero, aducand tranzistoarele in starea initiala de conductie aproape egala.Gn acest timp, diferenta de flu9 tinde sa scada, facand sa se modifice polaritatea tensiunii dereactie u<, scimbandu5se acum conditiile de polarizare ale tranzistoarelor. ?rocesele se repeta

Gn circuitul bazelor avem urmatoarele situatii :- 3aca tranzistorul 01 conduce si tranzistorul 0) este blocat, sub actiunea curentului din

infasurarea de reactie , care are sensul invers celui desenat in fig. <.)A, condensatorul se vaincarca. -ircuitul de reactie fiind de tip 7-. -urentul de incarcare va scadea e9ponential.Gn momentul in care curentul i< , care este si curent de baza va satisfcae conditia desaturatie

iJ D β

ic

unde :

iJ D curentul de baza al tranzistorului in conductiei- D curentul de colector al tranzistorului in conductie D factor de amplificare in curent

curentul din colector nu va mai creste si flu9ul magnetic in miez va deveni constant si nuva mai induce nici o tensiune in infasurari. stefel, in circuitul de reactie , actioneazatensiunea de la bornele condensatorului - care determina un curent invers fata de celanterior care va produce pe rezistenta 7 1 o tensiune care va fi in sensul blocariitranzistorului 01 si desciderii tranzistorului 0). se produce fenomenul invers caredetermina saturarea lui 0)si blocarea lui 01, incarcarea inversa a condensatorului - si

inversarea tuturor tensiunilor induse . Gn figura de mai jos sunt prezentate formele de undaale : tensiunii pe condensator, curentului din infasurarea de reactie si tensiunii dinsecundar.( de pe sarcina !

<<



R$'&ar$a #$n"iunii +$ i$"ir$ a in6$r#oru&ui@5au constatat modificari ale amplitudinii, frecventei si formei unor semnale de iesire de la

invertoare , in principal, din cauza impedantei de sarcina. 4ai sunt situatii cand tensiunea dealimentare poate sa scada, dar parametrii de iesire trebuie sa fie normali. 7eglajele care se facurmaresc :

5 scaderea tensiunii de alimentare5 cresterea curentului de sarcina in anumite limite.

@e folosesc trei procedee de reglare a tensiunii de iesire :- reglarea tensiunii pe partea de intrare- reglarea tensiunii pe partea de iesire- reglarea tensiunii in invertorul propriu5zis

'eglarea tensiunii pe partea de intrare

vand in vedere alimentarea cu tensiune continua a unui invertor si faptul ca valoarea ma9imaa tensiunii alternative de iesire este dependenta de aceasta tensiune de intrare , prin interventia

pe calea de intrare se poate regla tensiunea de iesire. ; varianata este cea de mai jos in caretensiunea de iesire este urmarita in permanent de un regulator 7 care comanda un circuitcopper, -C care modifica valoarea tensiunii de alimentarea invertorului E\.

-ircuitul regulator este compus dintr5un comparator de tensiune care compara tensiunea de

iesire cu o valoare programata a fi la iesire. 3aca aceasta tensiune difera , compara prinimpulsuri , pe poarta tiristorului intr5un anumit mod tensiunea E\ de intrare. cest regulator contine si un generator de impulsuri de amorsare a tiristorului. 4ai simplu, circuitul copper se prezinta ca un intreruptor comandat.

'eglarea tensiunii pe partea de iesire

cesta presupune interventia pe partea de iesire si de aceea, circuitul de reglare esteindependent de restul invertorului.

<



Gn scema de mai sus pentru interventia pe calea de iesire sunt folosite doua tiristoare cuplateantiparalel 01 si 0) comandate in acelasi mod ca la reglajul pe partea de intrare de un generator de impulsuri inglobat in regulatorul 7. ?utem spune ca la iesirea invertorului este montat unvariator de tensiune alternativa care regleaza valoarea tensiunii de iesire I s pe principiulintarzierii momentului de aprindere fata de punctul natural de aprindere al tiristoruluimbele variante nu sunt economice la inveretoarele de puteri mari

'eglarea tensiunii in invertorul propriu-(is

Gnterventia in cadrul invertorului se poate face in doua moduri, in functie de tipul invertorului.-a e9emplu avem invertorul de mai jos in care s5au folosit invertoare in punte cu comutatie

fortata.

Gnterventia se poate face :5 prin decalarea momentelor de timp de aplicare a impulsurilor pe tiristoare `5 prin variatia ungiului ^ care depinde de valorile componentelor scemei7egulatorul 7 care urmareste mentinerea constanta a tensiunii de iesire u s comanda blocul decomanda J- care furnizeaza impulsuri cu intarzieri adecvate ` pentru functionarea celui de aldoile invertor

T$"#<A



1. 7edresoarele comandate trebuie sa aiba in componentalor ......................................................, deoarece ...................................... nu pot ficomandate .

). -are este rolul filtrelor

..............................................................................................................................................................................................................................................................................................................

........

<. -e este un variator copper .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

. E9plicati rolul invertoarelor si enumerati caracteristicile lor .........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................A. -e reprezinta scema de mai jos

. 7eprezentati scema de principiu a reglarii tensiunii pe partea de intrare

CIRCUITE STAILIZATOARE

<



-ircuitele stabilizatoare sunt circuite electronice care conţin elemente neliniare(diodeener! sau elemente active(tranzistoare!. @e intercalează între redresor şi rezistenţa de sarcină şiau ca scop micşorarea variaţiilor tensiunii continue de alimentare p%nă la limitele impuse de

performanţele aparatului consumator.

Sc5$%a ,&oc +$ con$c#ar$ a unui "#a,i&i<a#or4

unc-ionar$a "#a,i&i<a#oar$&or se bazează fie pe comportarea neliniară a unui element prin care la o variaţie a unui parametru corespunde o menţinere constantă a unui alt parametru, fie pe o scemă în care un element neliniar preia variaţiile de tensiune sau de curent ale sarcinii,menţin%nd parametrul de ieşire constant.

C&a"ificar$a "#a,i&i<a#oar$&or4

Du* *ara%$#ru& $&$c#ric %$n-iu# con"#an#4 stabilizatoare de tensiunestabilizatoare de curent

Du* %$#o+a +$ "#a,i&i<ar$4 stabilizatoare parametricestabilizatoare electronice

Du* %o+u& +$ con$c#ar$ a $&$%$n#$&or +$ r$'&a4 stabilizatoare de tip derivaţiestabilizatoare de tip serie

Para%$#rii "#a,i&i<a#oar$&or +$ #$n"iun$: factorul de stabilizare în raport cu tensiunea,factorul de stabilizare în raport cu rezistenţa de sarcină.

actorul de stabilizare este raportul dintre variaţia relativă a mărimii ce producenestabilitatea şi variaţia relativă a mărimii de ieşire, c%nd cel de5al doilea parametru denestabilitate se menţine constant.

?entru a stabiliza o tensiune e9istă următoarele #$5nici +$ r$'&ar$4

1. R$'&ar$ +$ri6a-i$

Sc5$%a +$*rinci*iu*$n#ru"#a,i&i<ar$a

un$i#$n"iuni*rinr$'&ar$ +$#i*+$ri6a-i$

E7 # element de reglaj(de control!/ 7s # rezistenţa de sarcină/ Iin # tensiune deintrare

Elementul de reglaj este un dispozitiv cu rezistenţă dinamică foarte mică în comparaţie cu7s. 7ezistenţa 7 are rolul de a prelua variaţiile tensiunii de intrare şi de a limita valoareacurentului prin elementul de reglaj. Na variaţii mari ale curentului continuu de intrare corespundvariaţii mici ale tensiunii la bornele elementului de reglaj.

2. R$'&ar$ "$ri$

<&



@cema bloc de principiu pentrustabilizarea unei tensiuni prin reglarede tip serie:

Elementul de reglaj se comportă ca o rezistenţăvariabilă controlată fie de tensiunea de intrare, fie detensiunea de ieşire. -reşterea tensiunii de intrare ar ducela creşterea tensiunii de ieşire, dar are ca efect şicreşterea rezistenţei elementului de reglaj. 3eci cădereade tensiune de la bornele elementului de reglaj duce lamicşorarea tensiunii de ieşire care se menţine astfelconstantă. +ariaţia lui 7s duce la variaţia rezistenţeielementului de reglaj, ceea ce duce la micşorareatensiunii de ieşire la o valoare constantă.

STAILIZATOARELE PARAMETRICE

-ircuitele stabilizatoare care conţin un element neliniar caracterizat printr5un parametruvariabil cu valoarea curentului ce îl parcurge se numesc stabilizatoare parametrice.@tabilizatoarele parametrice pot fi: de tensiune şi de curent . @tabilizatoarele parametrice de

tensiune se pot realiza cu tuburi cu gaz (stabilitroane! sau cu diode ener.Sc$ema de principiu a unui stabili(ator de tip derivaţie

Na variaţii mari ale curentului de intrarecorespunzătoare unor variaţii mari ale tensiunii deintrare se obţine o variaţie mică a tensiunii la

borne. ceste stabilizatoare se folosesc pentru astabiliza tensiuni de ordinul 5 A' + pentru curenţide sarcină de 1' # A'' m. ?entru a obţinetensiuni stabilizate mai mari se pot conecta maimulte diode ener în serie, iar pentru a mărivaloarea factorului de stabilizare se pot folosi mai

multe celule dispuse în cascadă.

STAILIZATOARE ELECTRONICE

Stabili(atoarele electronice sunt stabilizatoare de tensiuni continue sau curenţi continui, cuelemente active la care elementul de reglaj este comandat de un semnal de eroare. @emnalul deeroare se obţine din compararea tensiunii de intrare cu tensiunea de referinţă.

C&a"ificar$:1. 3upă modul de montaj al elementului de reglaj:

- stabilizatoare de tip serie/

- stabilizatoare de tip derivaţie/). 3upă comple9itatea scemei:

- stabilizatoare fără amplificator de eroare/- stabilizatoare cu amplificator de eroare/

<. 3upă modul de obţinere a semnalului de eroare:- stabilizatoare cu compensare

- de tip serie- de tip derivaţie

- stabilizatoare cu reacţie- de tip serie- de tip derivaţie

Stabili(atoare cu compensare de tip serie

<B



Sc$ema bloc:

ER = element de reglaj;

AE = amplificator de eroare;

DE = detector de eroare

0uncţionare:3etectorul de eroare compară tensiunea de intrare cu tensiunea elementului de referinţă.

Na variaţia tensiunii de intrare, semnalul de eroare(Iin5Iref ! este amplificat de amplificatorul deeroare. 7ezultă o tensiune de reglaj ce se aplică elementului de reglaj. cest element de reglaj areo rezistenţă de curent continuu care variază invers proporţional cu tensiunea aplicată(tensiunea dereglaj!, deci o variaţie de acelaşi sens cu a tensiunii de la bornele rezistenţei 7 care absoarbevariaţia tensiunii de intrare. 7ezultă că tensiunea pe rezistenţa de sarcină se menţine constantă.

Sc$ema electrică a unui stabili(ator cu compensare de tip serie fără amplificator de

eroare: 0uncţionare: Na o creştere a tensiunii de intrare,deci o variaţie in

- ∆ , rezultă o creştere atensiunilor ce se aplică pe rezistenţele 1

' şi ) ' .

+ariaţia tensiunii de pe rezistenţa ) ' este

aplicată pe emitorul tranzistorului. 0ensiunea bazei faţă de masă este constantă datorită diodeiener, scade curentul de colector, creşte tensineace se aplică pe ' între bază şi colector.

+ariaţia tensiunii de intrare determină o

variaţie pe rezistenţa ' . 0ensiunea pe diodărăm%ne constant.

3eci variaţia tensiunii de intrare poate fi compensată de variaţia tensiunii bază colector,astfel înc%t tensiunea S

- să răm%nă constantă.

S 9C in ,(

' ,( 'in

S 9C '- - - -

- - - -

- - - ∆+∆=∆⇒=∆⇒

∆≅∆+∆=∆

∆+∆=∆'

3ezavantaj:- nu este eficace la variaţiile rezistenţei de sarcină, deoarece variaţiile tensiunii de ieşire

nu se transmit la intrarea elementului de reglaj.@tabilizatoare cu compensare de tip derivaţie@cema bloc:

@cema electrică a unui stabilizator cu compensare de tip derivaţie fără amplificare:

ER F $&$%$n# +$ r$'&aB AE F a%*&ifica#or +$ $roar$B DE F +$#$c#or +$ $roar$

<>



0uncţionare

Na variaţia tensiunii de intrare rezultă o variaţie atensiunii de la bornele rezistenţei 9

' . 0ensiunea la bornele diodei ener se menţine constantă.

9

9

'in

,:

,: 'in

- -

-

- - - ∆=∆⇒

=∆

∆+∆=∆

'ceastă variaţie se transmite la bornele rezistenţei

' deoarece:

⇒

≅∆

∆+∆=∆

' 9E

9E ' '

-

- - - 9 întreaga variaţie a tensiunii

de intrare se regăseşte la bornele rezistenţei ' şi tensiunea de ieşire răm%ne constantă, nefiindafectată de această variaţie.

S#a,i&i<a#oar$ $&$c#ronic$ cu r$ac-i$Na variaţii ale tensiunii ale tensiunii de ieşire, semnalul de eroare rezultat din diferenţa

dintre tensiunea de ieşire şi tensiunea elementului de referinţă este amplificat de amplificatorul deeroare. cest semnal se aplică elementului de reglaj, ceea ce duce la o variaţie a rezistenţei decurent continuu a acestuia. ceasta face ca tensiunea de ieşire să revină la valoarea constantă deregim.

Sc$eme bloc a stabili(atoarelor electronice cu reacţie

vantaj:5 menţin în anumite limite impuse tensiunea constantă, indiferent de cauza care ar provoca

scimbarea ei.3ate de catalog:

'



S#a,i&i<a#or %onofa<a# +$ #$n"iun$ a&#$rna#i6a

5putere: de la < la 1' *va5tensiune de intrare: )<' v5variatii de tensiune intrare: 1A8 (de la 1>Av la )v!5tensiune de iesire: )<' v5variatii de tensiune iesire: <85frecventa: A' z (disponibil si la ' z la cerere!5viteza de reglare: )"1''' sec. " volt5randament: Q >B85temperatura ambientala: '...A'-

D$"cri$r$ 4 @tabilizatorul de tensiune monofaziceste un aparat electric folosit pentru alimentarea cuenergie electrica a aparatelor electrocasnice(-omputere, imprimante, , scaner, linii udio5 +ideo, televizoare, aparate de aer conditionat,frigidere, centrale termice pe gaz, etc! in situatiilein care tensiunea de alimentare de la retea prezintavariatii. paratul furnizeaza la iesire o tensiunestabila indiferent daca tensiunea retelei este

scazuta sau crescuta.

1

SA;R 8000 ;ACarac#$ri"#ici *$n#ru SA;R 8000 ;A4

7ealizat in tenologie cu autotransformator

limentare cu energie electrica monofazica

N-3 pentru indicarea tensiunii de alimentare, a

tensiunii si curentului de iesire si a starii @+75ului

@istem inteligent de racire ?rotectie la:1. supratensiune). tensiune joasa<. supraincalzire

S*$cifica#ii #$5nic$ *$n#ru SA;R 8000 ;A45?utere A''' +50ensiune de alimentare - 1'+ac)'+ac5recventa A'Cz"'Cz50ensiune de iesire - ))'+<8

5Eficienta >B85@tandarde -E,EH'>A',EHAA')50emperatura de lucru 5' '-50emperatura depozitare 51A A-

5Imiditate relativa1'87C 1')87C, faracondens

52reutate 1<,>A *g



Con"#ruc#i$ 4 @tabilizatorul, in general, este compus dintr5o comanda electronica care urmarestetensiunea retelei si un transformator de compensare a variatiilor acesteia in vederea mentineriiconstante a tensiunii de iesire. @tabilizatoarele produse de 473 CENN@ ENE-07;HG-au in plus :-ircuit electronic de intarziere 3ENh, foarte folositor atunci cand avem de alimentat aparate cumotoare sau cand tensiunea la retea apare cu intermitenta (nu alimenteaza decat dupa <'5's

protejand astfel aparatele!.-ircuit de protectie intern (indicator 7osu 5 IHI@IN! care decupleaza iesirea (aparatelealimentate, indicatorul tensiunii de iesire arata ' +! atunci cand apare un eveniment (apare o suprasau sub tensiune, peste limita!. -and tensiunea va reveni intre limite stabilizatorul va porniautomat (daca nu porneste, decuplati aparatele si lasati in priza numai stabilizatorul, cca. <' min.!.

S#a,i&i<a#oar$ +$ #$n"iun$ a&#$rna#i6 %onofa<a#$ "i #rifa<a#$ #i* STS "i STTS

Sur"$ +$ #$n"iun$ n co%u#a-i$)



2.1 In#ro+uc$r$

uncţionarea corectă a aparaturii electronice presupune alimentarea ei de la surse de tensiunecontinuă cu performanţe adecvate scopului urmărit. ; sursă de tensiune continuă trebuie să cuprindă în majoritatea cazurilor un stabilizator electroniccare asigură menţinerea tensiunii furnizate între anumite limite stabilite şi admise, indiferent devariaţiile ce afectează tensiunea de intrare şi de perturbaţiile la care este supus sistemul. @e utilizează două metode principale de stabilizare a tensiunii continue şi anume: a! prin acţiune după redresor b! prin acţiune înaintea redresorului. $n cazul a! soluţiile sunt mai simple, între redresor şi sarcină intercal%ndu5se un stabilizator detensiune. 3e regulă acesta este cu acţiune continuă. $n cel de5al doilea caz soluţiile sunt mai complicate dar randamentele energetice obţinute suntmult mai bune, alături de gabarite şi mase mai mici. ceste soluţii constă în utilizarea surselor în comutaţie. cestea pot fi: 5 cu reacţie 5 fără reacţie

@ursele de tensiune fără reacţie nu asigură stabilizarea tensiunii de ieşire, av%nd structuri simple,dar şi performanţe de stablizare modeste.

@ursele în comutaţie cu reacţie sunt surse stabilizate, cu o structură comple9ă, aşa cum rezultă dinfigura ).'1 şi asigură performanţe ridicate. +om utiliza în continuare denumirile de sursă în

comutaţie în cazul absenţei reacţiei şi stabili(ator în comutaţie în cazul e9istenţei reacţiei.uncţionarea stabilizatorului din figura de mai sus este următoarea:

0ensiunea alternativă a reţelei Ia este redresată şi filtrată în ). Elementul comutator < realizeazădin această tensiune continuă una variabilă de frecvenţă ridicată (în jurul valorii de )' ÷)A*Cz! şi deformă apropiată de cea rectangulară care este aplicată unui transformator de inaltă frecvenţă , încazul în care: 5 se doreşte izolarea reţelei de circuitul de ieşire

5 obţinerea simultană a mai multor tensiuni 5 obţinerea unei tensiuni sensibil mai mici dec%t cea obţinută prin redresarea tensiunii reţelei. 7edresorul asigură redresarea tensiunii de înaltă frecvenţă care înainte de utilizare este filtrată cuajutorul unui filtru, ambele subansamble fiind simbolizate cu A. -ircuitul de reacţie asigură una sau mai multe din următoarele funcţiuni: 5 comandă şi controlează elementul de comutaţie 5 protejează sarcina şi elementul de comutaţie. $ntruc%t în cadrul disciplinelor premergătoare au fost studiate redresoarele ce funcţionează lafrecvenţa reţelei monofazate, tensiunea de intrare a stabilizatorului (sursei! va fi considerată ceafurnizată de redresorul şi filtrul de reţea şi notată IG. iltrul de radiofrecvenţă 1 împiedică accesul în

reţea a componentelor de înaltă frecvenţă generate de funcţionarea în comutaţie.$n cazul în care lipseşte circuitul de reacţie, avem de5a face evident cu o sursă în comutaţie.

2.2 C&a"ificar$a "ur"$&or n co%u#a-i$

<



$n principal sursele de tensiune în comutaţie se clasifică după tipul elementului de comutaţie

utilizat respectiv după e9istenţa sau lipsa transformatorului. -onform celor de mai sus deosebim: 5 surse de tensiune directă #@035 LforPardL 5 fig.).') 5 surse de tensiune cu revenire #@075 XflRbac*L 5 fig.).'< 5 surse de tensiune în contratimp 5 fig.).'

@ursa de tensiune directă #@035 funcţionează în felul următor:-%nd comutatorul O (constituit evident dintr5un element static! este încis prin inductanţa N circulăun curent spre sarcină. ; parte din acesta trece în sarcina 7 s, iar o altă parte încarcă condensatorul -spre o tensiune finală apro9imativ egală cu cea de intrare. 3ioda 3 polarizată invers este blocată.-%nd comutatorul O se descide energia înmagazinată în inductanţă determină apariţia fenomenuluide autoinducţie care determină polarizarea în sens direct a diodei 3. ?rin sarcină va circula în

continuare curent în acelaşi sens. 0rebuie menţionate trei aspecte esenţiale: 5 tensiunea la bornele sarcinii nu5şi modifică polaritatea 5 curentul prin sarcină este neîntrerupt 5 curentul absorbit de la sursa IG este pulsatoriu $n ceea ce priveşte sursa cu revenire, funcţionarea ei poate fi considerată complementară cu cea asursei directe. stfel, c%nd comutatorul O este încis, dioda 3 este polarizată în sens invers şi prininductivitate circulă un curent. 3atorită acestui fapt în ea se înmagazinează energie. -%nd O sedescide autoinducţia determină polarizarea directă a diodei 3 care va conduce. -urentul care circulă

prin inductanţă se încide parţial prin sarcină is, iar parţial încarcă condensatorul - 5ic .-ele două e9emple de surse în comutaţie sunt, aşa cum se observă, fără izolare, între sursa de

alimentare şi rezistenţa de sarcină e9ist%nd secvenţial cone9iune galvanică. 4ai mult dec%t at%t încazul defectării (scurcircuitării! elementului ce constitue comutatorul tensiunea de alimentare seaplică aproape integral sarcinii. 7eferitor la sursa în contratimp, funcţionarea ei va fi studiată pentru cazuri concrete.



2.3 Ti*uri concr$#$ +$ "ur"$ n co%u#a-i$ ).<.1 Sursă de tensiune directă fără i(olare - S,

@cema unei surse în comutaţie directă, fără izolare care utilizează ca şi comutator un tranzistor cefuncţionează în regim de comutaţie se prezintă în figura ).'A.

El funcţionează conform descrierii de la cazul scemei principiale. -- este circuitul de comandă altranzistorului comutator. ?entru acest caz concret funcţionarea este descrisă de diagramele din figura ).'. ?e durata 01 tranzistorul 0c se află în conducţie şi tensiunea de intrare I G se aplică în catoduldiodei 3 determin%nd un curent crescător prin inductanţa N. cest curent încarcă condensatorul - determin%nd creşterea tensiunii la bornele sale.3atorităfaptului că curentul prin inductanţă se ramifică spre condensatorul de filtraj şi spre rezistenţele de

sarcină este valabilă relaţia: ).'1 3atorită faptului că valoarea medie a curentului prin condensator este nulă, valoarea medie acurentului prin inductanţă este tocmai valoarea medie a curentului prin sarcină, adică:

).')

3iagramele au fost reprezentate în condiţiile simplificatoare în care dioda, inductanţa şicondensatorul sunt considerate ideale. 3upă e9pirarea intervalului de conducţie 01,în intervalul 0), datorită autoinducţiei circulaţia decurent prin inductivitate, condensator şi sarcină se menţine, curentul iN fiind preluat de dioda 3. -orespunzător celor descrise şi diagramelor prezentate, valoarea medie a tensiunii de sarcină este:

).'< ceasta înseamnă că prin reglarea factorului de umplere :

A



).'se poate regla valoarea tensiunii pe sarcină. $n scema din figura ).'A este prevăzută şi o cone9iune de reacţie facultativă, figurată cu linieîntreruptă. $n lipsa ei în scema se comportă ca o sursă în comutaţie, iar în prezenţa ei ca unstabilizator în comutaţie.

ceasta înseamnă că în cel de5al doilea caz circuitul de comandă va regla automat factorul deumplere astfel înc%t tensiunea medie pe sarcină să se menţină constantă, indiferent de variaţiiletensiunii de intrare sau ale curenţilor de sarcină. şa cum se cunoaşte, pulsaţiile tensiunii de sarcinăsunt invers proporţionale cu produsul frecvenţei tensiunii redresate şi cu capacitatea condensatoruluide filtraj, conform unei relaţii de forma:

).'A unde: a # este o mărime uşor determinabilă. ?rin urmare pentru obţinerea unor pulsaţii de valoare limitată superior se va opera asupra

condensatorului de filtraj şi a frecvenţei semnalului furnizat de circuitul de comandă.).<.) Sursă de tensiune cu revenire fără i(olare-S'

-onfiguraţia principială a acestei surse a fost prezentată în figura ).'<. -onform acesteia oscemă concretizată, utiliz%nd ca şi comutator un tranzistor funcţion%nd în regim de comutaţie se

prezintă în figura ).'&. uncţionarea sa trebuie descrisă penru două situaţii distincte şi anume:5 regimul de curent întrerupt5 regimul de curent neîntrerupt $n prima situaţie funcţionarea sursei este descrisă de diagramele din figura ).'B.cest regim este caracterizat prin e9istenţa a trei intervale distincte şi anume:



1. 01 în care tranzistorul conduce, dioda este blocatăşi prin inductanţă circulă un curent liniar crescător. $n acest interval în inductanţă se acumuleazăenergia:

).'-%nd conducţia încetează, datorită autoinducţiei,

dioda 3 este adusă în conducţie iar energia înmagazinată în inductanţă se transferă sarcinii şicondensatorului de filtraj. $ntruc%t în intervalul 01 variaţia curentului prin inductanţă este liniară :

).'&valoarea sa ma9imă va fi:

).'B

-onsider%nd elementele ideale, puterea transferatăsarcinii va fi:

).'> ;bserv%nd că valoarea medie a curentului prin sarcină

este:

). 1'

rezultă valoarea tensiunii de sarcină:

).11relaţie în care 0) este dependentă de rezistenţa de sarcină. <. 0anzistorul şi dioda sunt blocate, prin inductivitate nu mai circulă curent şi condensatorul defiltraj se descarcă prin rezistenţa de sarcină 50<. Na acest aspect se referă denumirea regimului de curent întrerupt. ?rin sarcină circulă curent în permanenţă. ?rin urmare nu e9istă corespondenţă între acest

regim şi cel de curent întrerupt din cazul redresoarelor comandate. $n cazul regimului de curent neîntrerupt funcţionarea sursei este descrisă de diagramele dinfigura ).'>.

&



?entru acest regim sursa trebuie să dispună de inductanţă de valoare mare, aceasta fiind ceacare determină regimul de funcţionare. 3eosebirile principale între acest regim şi cel precedent sunt: 5 e9istenţa unui curent permanent prin inductanţă 5 curenţii prin diodă variază liniar între o valoare minimă 5 Gm şi una ma9imă G4. @e observă că at%t în cazul sursei cu regim de curent întrerupt c%t şi al celei cu regimneîntrerupt de curent a fost figurată reacţia prin care valoarea tensiunii de ieşire poate fi controlatăşi reglată. $n cazul în care se utilizează această reacţie avem de5a face cu un stabilizator detensiune cu revenire, fără izolare. $n cazul stabilizatorului trebuie să avem în vedere faptul că cele funcţion%nd în regim de curentneîntrerupt au viteze de răspuns mult mai mici dec%t cele funcţion%nd în regim de curentîntrerupt.

).<.< Sursă de tensiune directă cu i(olare - S,i 3enumirea sursei provine de la faptul că dioda redresoare din circuitul secundar se află în

conducţie în intervalul în care şi elementul comutator (0c! se află în conducţie.

-omponentul specific al sursei este transformatorul cu trei înfăşurări, începuturile acestorafiind alese conform figurii ).1'.

Na aducerea în conducţie a tranzistorului 0c se produce un salt brusc al curentului de colector urmat de colector, urmat de o crestere cvasiliniară. ceastă formă de variaţie se datoreazăefectelor cumulate ale înmagazinării energiei în primar şi ale reflectării curentului din secundar.

-onform sensurilor de bobinare intră în conducţie dioda 3 ) determin%nd circulaţia unui curentiN crescător, a cărui prezenţă face ca în inductanţa de filtraj să se acumuleze energie. Na e9primarea intervalului de conducţie datorită autoinducţiei se menţine circulaţia de curent

prin inductanţa de filtraj N şi dioda 3< care va fi polarizată în sens direct ( fiind blocată!. 0ensiunea indusă în înfăşurarea ) polarizează în sens direct dioda 31 şi ca urmare energiaacumulată este transferată sursei de alimentare. $n urma acestui proces transformatorul revine înstare demagnetizată, pregătit pentru reluarea unui nou ciclu. -urentul de magnetizare reprezentat

aşurat în figura ).11 care prezintă funcţionarea circuitului este descris de o relaţie de forma:

B



).1)av%nd valoarea ma9imă:

).1<

3acă se notează cu factorul de umplere definit conform relaţiei:

).1şi av%nd valoarea ma9imă:

).1A

relaţia ).1< devine:

).1?rezenţa diodei şi a înfăşurării ) # av%nd rolul de recuperare a energiei face ca tensiunea

ma9imă colector5emitor la care este supus tranzistorul comutator să fie apro9imativ egală cu dublultensiunii de intrare, adică:

).1& 3in punctul de vedere al curentului ma9im care solicită tranzistorul comutator este importantăcunoaşterea e9presiei acestora şi anume:

).1B

+aloarea ma9imă a acesteia este:

).1>sau:

).)'

>



$n cazul în care este necesară obţinerea mai multor tensiuni de ieşire se poate utiliza o sursă @03imultiplă. @cema unei asemenea surse, care furnizează două tensiuni se prezintă în figura ).1). ?rincipiul de funcţionare este acelaşi, inclusiv pentru cazurile cu mai multe tensiuni de ieşire.

).<. Sursă de tensiune cu revenire cu i(olare - S'i

-ea mai simplă sursă de acest tip se prezintă în figura ).1<. uncţionarea sursei este descrisă dediagramele din figura ).1. 3in modul de conectare al transformatorului de separaţie rezultă faptul că tranzistorul decomutaţie şi dioda redresoare nu conduc simultan. stfel, în intervalul 01 în care tranzistorul 0cconduce, curentul său de colector creşte liniar, iar transformatorul înmagazinează energie. -%nd tranzistorul în comutaţie se blocează, datorită autoinducţiei, dioda 3 intră în conducţie şi

prin intermediul curentului i3 energia înmagazinată în transformator se transferă (în intervalul 0 <!condensatorului de filtraj - şi rezistenţei de sarcină 7 s.

$n intervalul de timp 0) şi 0< transferul de energie spre sarcină(prin i<! se realizează de lacondensatorul de filtraj -. 3in punctul de vedere al proiectării, în cazul acestor surse (ca de altfel şi la altele! esteimportantă cunoaşterea solicitării de tensiune(I-E,4! şi de curent(G@4! la care este supus tranzistorulcomutator.

A'



$n intervalul de conducţie, curentul de colector al tranzistorului variază cu cantitatea:

).)1 Na blocare, variaţia curentului, cantitativ egală cu cea din conducţie este:

).))Egal%nd cele două variaţii şi ţin%nd seama de notaţia adoptată pentru factorul de umplere:

).)<rezultă:

).)

).)A

).) 7elaţia de mai sus ne permite determinarea tensiunii ma9ime colector5emitor la care este supustranzistorul, în condiţiile în care se cunoaşte(se poate estima! valoarea ma9imă a factorului deumplere:

).)& $n ce priveşte curentul de colector al tranzistorului între valoarea ma9imă a acestuia şi curentulma9im prin sarcină e9istă relaţia:

).)B 3in raţiuni practice este utilă e9primarea acestuia funcţie de tensiunea de intrare IG şi de puterea

transferată sarcinii, funcţie de energia înmagazinată în inductivitatea transformatorului:

).)>?uterea transferată sarcinii este:

).<'unde: η este randamentul transformatorului.

@e ştie că tensiunea pe inductivitatea transformatorului este de forma:

).<1 ?resupun%nd (cu bună apro9imaţie! că în cazul nostru:

).<)

A1



$nlocuind în relaţia ).<1 rezultă o altă mărime importantă de proiectare şi anume inductivitateanecesară a transformatorului:

).<< $nlocuind în ).<' rezultă e9presia puterii debitate pe sarcină, adică:

).<din care se obţine e9presia curentului prin sarcină:

).<A cest tip de sursă are două avantaje esenţiale şianume: 5 scema este simplă, are puţine componente iar inductivitatea transformatorului are şi rolul uneiinductivităţi de filtrare 5 se realizează foarte simplu surse multiple. @cema unei surse în comutaţie, cu revenire cu treitensiuni de ieşire se prezintă în figura ).1A. ).<.A Sursă de tensiune în contratimp - SC

@cema principială a unei surse în contratimp a fost prezentată în figura ).'. igura ).1caracterizează cazul în care ca şi comutator s5au utilizat tranzistoare ce lucrează în comutaţie.

uncţionarea sursei este descrisă de diagramele din figura ).1&. şa cum rezultă şi dine9aminarea scemei bloc diodele 31 şi 3) funcţion%nd în antifază formează un redresor bialternanţăcare redresează tensiunea variabilă din primarul transformatorului. ceastă tensiune variabilăalternativă se obţine prin conducţia alternativă a tranzistoarelor 0c1 şi 0c), cu factor de umplere egalşi întotdeauna mai mic dec%t '.A, adică:

A)



).< $n fapt ansamblul este ecivalent cu două surse în comutaţie directă cu izolare conectate înantifază.

-onform celor de mai sus tensiunea de sarcină este:

).<&unde n şi α au semnificaţiile prezentate în cazurile anterioare. $n ce priveşte curentul de sarcină,valoarea sa rezultă ca medie a curentului prin inductanţa defiltraj N, adică:

).<B El se constitue ca sumă a curenţilor prin diode. cestea parcurg ciclic, aşa cum se observă,următoarele stări: 5 conducţie datorită autoinducţiei (ca în cazul surselor cu revenire!

inst alimentare

Documents