invertoare 2

7/23/2019 invertoare 2

1/16

9

I.\-\'ERTOARE

CU

COMUTATIE

COI{AND'{'[A

9.2.d

Invertoare

trifazate

de

tensiune

g.2.4.1

comanda

cu

unrll

plini.

Ecuafiile

de tensiune

ale

invertorului,

Reprezentarea

in

complex

a

functiontrrii

invertorului

a) Coman-ila

cu

undd

Plind

Scherla

inr.ertorului

vtfazat

de

tensiune

prezentall

in fig.

9 29

se obtine

utiliz6nd

3

semipu:rti rnonofazate

de

tensiune,

cite

una

Pentru

fiecate

fazA

qi un divizor capacitiv

la

intrare.

Schema

este

deci

una in

Punte-

Fig.9.l9

lnvenorul

triiazat

de

tensiune(cu

sarcini

in

siea)'

Daca

numim

comuraroarele

K..K-,K.,

comutatoare.ale

pArtii P.

iar K.,K..Kt

comuraroare

ale

pi4ii

NE.

atunci

la

comanda

cu

undd plini

pentru a obtine

un sistem ui[azat

ahernativ

simetric

cie tensiuni

la bornele sarcinii,

irdiferenr

de

modul

ei

de

conectare' este

neces:tr

ci

:

-

forit,italoarele

unei semipunti

si

fic

comandate

il

contrattmp;

-

cornutaloareie

pe4i P

5i

ccle

ale

pl4ii NE si

fie

comandale

decalat

cu

60'

elecrrice;

-

contuialoarele

aceleiagi

parli sA

fie

comandate

decalar cu

1200

electrice;

DuPa

durate

de

conductie a

comutatoa:relor

se

disting

douA

programe

de comandA:

-

progranul de

1l0c

electrice

la

care fiecare

comutator

este

in conductie

un

interv'al

de

timp cchilaient

cu

if0'

elecfice;

--

progr:rmul

tie

180c

elrctrice

la

care

fiecare

comutatol

esle

in conducrie

un interval

de

l::np

echivllerrt

cu lS0'r

electnce;

Algoriunui

de

comanda

pentru fiecare

dinue

aceste

proglane

este

dat

in fig. 9.30.

tx,J

v

-_:->

S,

.'LL

J/3

9.2

Invertoare

de

tensiune

cu ieqire

dreptungbiularl

til

iiJ

I

*"i

I

K.l

r1

ll

lx. I

l.,

lK'l

0 60

120

180

110 300

i60

a)

f-J--]

l^"1

L\.

I

x.l

|

^,

[J

lK,

l

0 60 liO

1E0

ll0

300

3{'0

o)

Fig.

9.30

Algoritrnul

de

comandtr:

a)

programul

de

il00: b)

programu.l

rje

iE0o.

Pentru

invenoarele

cie

tensiure

este

de

obicei utilizar

programul

de comandl

de

i800.

considerand

comanda

dupa

acesr

prograrn.

daca

inrreruptorul

K din

fig,

9.29

esre

inchis

aturci

1,1

=

Vo

si:

f tt

,_,1rr.1

=

]

i

o"n*

0 >

It

mr(t)

i

mr(t)

9

Fig. 9.3I

Semnificalia

vectonrlui

il'

Penrruinvertorultrifazatsedefine$tevectonrllotitoraltensiunii

asociat

lensiunilor

de

pol t/Ro(I).;..s0(I),

Ito(I):

de ieEire

[,00.

u,o,

=

f,lu

o

tt1

+

a

u

ro

t1)

+

a?

uro

U)]

(9.93)

Q)

u^o(r),

uro().uro(l)

pot lua

valorile

+L',12'

sau

-Lil2'

sau

ir

mirimi

raportale

+1

si

-.1.

in functie

de

modul

de

inchidere

al comutatoarelor

de

la

Kr la

K,

(fig- 9'29)'

Dhpuncrder'edereformal'penrunrodelareafr'rnctioniriiinr'ertoruluiselucreazi

cu

ralorile 1

5i

0-

Valoarea

I

corespunde

valorii

+L:,

/l

Si

valoarea

0

corespuncie

ralorii

-u,

t?.

Spre exemplu.

invertorul

aflat in

srarea

(1'

0' 0)

ra

avea

conlutatoarele

K'

ce

in

fi-s.

9.32,

ceea

ce

inseamni

cd

rensiunile

de

pol

vor

avea

r

alorile:

uro

=

-L,

l);

t' ;1.

u


4/16

9

INVERTOARE CU

COMUTATIE

COMANDATA

Tabelul

9.

i

Valorile

tensiunilor

de fazi

gi

intre fzze

lnten'alul

Comutatoare

in

conductie

{inchise )

u^

SLarea

comuLaloarelor

corespunzetor

reprezentirii in

complex

{

oo. ooo

)

Kr:

Ku; K.

3

l-

3)

(l,0,

l)

{

600,

i2oo l Ku;K,;K"

(1,

0, 0)

ir2oo.lSooJ

K,:K";K,

f,u*i"3t

(1,

1.0)

|

1

8oo.24ooJ

K";Kr;Ko (0,

r,0)

(?400,3000

j

Kr;Ko;K,

)tI

-3

(0,

I,

l)

{

3ooo.3600

J

K.;K.;Ku

i'-t-rJsl

(0,

0, 1)

Examindnd penru

fiecare

inrerval de

timp pozitia

comutatoarelor

K,,

observdm

ci

valoarea

curentului

1

va

fi:

r,x

e

{O',00")

a

r.

=r*

+t

=

-t

ox .

(oo',

t zo')

=

,.

=

-,,

-

,,

=

,"

au.(t:o".tao")=t=h*t=-,,

(9.94)

rr.

(tao'.2+0")=

t

= -i" -t =,,

*

.

(u+o',roo')=

,.

=,,

+h

=

-,*

Cu

valorile

(9.94)

s-a

reprezenrar

curenrul

i.

in fig. 9.34.

Curenrul de intrare are perioada

egali

cu l/6

din cea

a

mArimilor

de iesire.

tntervalu.l Comutatoare

in conduc$e

(inchise)

ueo uso L4o

uw

us,u

uln

u^^

L4n

(oo,ooo

)

KrlKoiK,

r:

+j

a

ti

-;

t,'

1

U,

T

)ti

3

U,

1

L"

b, 0

(60o.t

zoo.| Ku;K,;K.

+-

_L',

1

.U,

1

20,

j

T

-U,

3

U, 0

(

lloo. l8ooj

L-.

+-

')

*u'

.U,

.,

U,

T

U,

3

2U

-.

0

(t,

-t)

I Eoo.

lloo

)

K.;Kr;K.

.L-,

)

u,

')

u.

.^

--:-

{

lli

'

U,

.-

-l

I

U

(:.roo.ioo

,

Kr;Ko;K"

ti

2

')

.U,

)

za

rl

;

U,

3

fi

)

3000.3600 I

Ko;K.;Ko

r;

.;

ti

-;

ti

1

fl

'=

u.

.

l

2U,

3

0

D,

L,

32E

329

9.2

Invertoare

de

tensiune

cu

iqire

dreptunghiularA

(.nEr3

I

^'

r'

--

?

r"E

li'

R.

r5r

..Tr0r-fr_---;

I

t--

K.

\

x.

: ri

x.

'x,

x,

i

ii

Ii

-- --------

u.

tf. ,;o -

Fig.

g.

3

Forme

de

undl la hurc$onarea

duptr

programul de

1800

cu:

a) satcintr

inductivd;

b)

sarcrna

capacitjr'fi

sarcinA

conectati

in

stea


5/16

9 TN\IERTOARE

CU

COMUTATIE

COMANDATA

Valoarea

efectir'tr

a tensiunilor

de

fazl

este:

2U,

E

j

a

j

rr

Uc"=Usr=un=T=-lr,

iar

dezvolhrea

in

serie

Fourier

pentru

uR :

u,*

=

\(

rnal

+

]

sn

5ax

*

f

sin

zr.x

+

f

sin t

tox

+

I

sin

I

3ax+"'l

--

7t

\ ) t ll 13 )

O.96.a)

deci

valoarea efecrivA

a fundamenralei

tensiunitor

de

fazA se

scrie:

.,lt

6

tt

-It

-ll

='u=, =a-u,nvl

-

'st;1

-

"o,

-

Jir,

Ir

Valoarea

efectivi

a

lensiunilor

intre

faze

este:

r|

-rt

-rt

-

E-r,

uns=ust=ur^=1{1u,

iar

valoarea

efectivi

a

frrndamentalei

lor:

ri

-rt

-It

-&

r, /

vnsl

--s,'1

-vTRt-

i".

/,

(e.95)

(e.96.b)

r'Q Q? a\

(9.97.b)

Curenrii

prin

dispozitivele

semiconductoare

(comutaloalele

Ki)

au aceeasi

forma

ca

Ia

in\,ertorul

monofazat

(r,ezi paragraful

9.2.3).

Comutatiile

care

trebuie

realizate

\.or

fi

aceleaEi:

comulatii

comandale

-daca

I

este

inductiv

qi

naturale

daca

tp

este

capacitir'

Curentii

de

sarcini.

de

exemplu

pentru

cazul

sarcinii

inductive.

se

scriu:

(9

98)

,^

=

lrJ:

sin(ax

-

E)

/ 1n \

i-.

=

lsri?

sinl

r.x-

;

-

E

I

-\3t

-

r

'(

4r

)

h

=

/sai

I

sinl o.tl

-;

-

I

I

\.5)

Curentul

cie

inrrare

are

valoarea medie:

7,=TtrJzcosg

qi valoarea

efectivi:

, , EF;N-

,=

rsJzl;+fi,o':,0

Ca

qi

penrru

invenorul

monofazat.

sarcina

trifazata

nefiind

ideala.

formele

curentilor

de

faz|

i^.is.;r

nu

vor

fi

sinusoide.

ci

se

pot

aproxima

prin segmente

de

exponenriali'

dar

succesiunea

inten,alelor

de

conduclie

a

componentelor

semiconductoare

rlmdne

aceeaSi'

330

331

9.2 lnvertoare

de

tensiune cu

iegire dreptunghiular{

B.

Sarcini

echilibratl

conectat{

in triunghi

Sarcina

invertorului

poate

fi

conectatA

qi

in

triunghi,

a$a

cum

se

arata

in

fig. 9.35

+

I

|

"rR

I

4t.,

@

@

Fig.

9.35

Invertorul

u-ifazat de

rensiune

cu

sarcine

in

u-iunghi-

ln cazul

sarcinii

in

triungtri

starea

comutatoarelor

K,

impune

dJrect tensiunile

la

bomele

acesteia.

Calculul tensiunilor

se

va

face

luind drept

origine

penrru

polentiale borna

"-"

notati cu

B"

a

sursei.

Se

vede

ci:

a*,

=

V^

-

Vr;

ts;

=

i's

-

I'r;

u.^

-

l',

-l'^

/Q

OQr

Dar:

u^=|.u,.

cind

K,

este

I

o.

.ana

K.

esre

inclis

inchis

(9.100.a)

(9. r00.b)

f

i,,

,, ilr.,

cand

K, eye

inchis

Yr=1

[

0.

cind

Ku este inchis

Rezuhatul calculului

este

da1

in

tabelul

9-2.

t.,

,,

=

1r,.

cand

K, esre inchis

(9.

100.c

)

[

0,

cina

K, esre

inchis

tensiunilor urs,usr

qi

ur" ficut

cu relaliile

(9

99)

Si

(9.100)

St

1i=l

-6)

intreruptoare

unidirecionale'm cuent


6/16

lntervalu]

Comutitoare

fut

conductie

V.

l's

vr

uRs L4n

f0.600 )

Ko;Kn;K,

U

0

U,

U,

0

(600,l2oo)

K^;K,;K,

U"

0

U,

0

fl

(lloo,l8oo )

K,;K";K,

U, U,

U

0

u.

fl

(iEOo.240u

)

K";Kr;K.

n

L

0

fi

U,

0

(:+00 .3ooo

) K.,K.;K_,

n

U U

0 U,

(,1000.360{

)

K.;Kr;Ko

o 0

U

t,

-U

U

9

INVERTOARE

CU

COMUTATIE

COMANDATA

Se observi

cA lensiunile

a*r.tz,"

de

pol ir"o.u.o

$i

ero,

considerate fati

relatiile

(9.87).

Valorile pentru

xeo,uso

tabelul

9.

l.

Formele

de

undi ale

tensiunilor

pi

curentilor sunt

prezentate

in Iig.

9.36. Sarci-na a

fost

considerata

cu caracter

inductiv.

Se

observi

ci

tensiunile

intre faze

u*s,usr

5i

arrrcare

acurn

sunr

tensiunile la bomele sa-rcinii,au

aceeaSi formi

qi

valoare

ca tensiunile

intre

faze in

cazul

sarcinii

in stea

(vezi

tabelul

9.1).

deci

relatiile

(9"97)

raman

valabile.

Aceste

considerente ne indreptilesc

se

afirmarn

ca

reprezentarea

in

complex

a

flncti..:lirii

invenorului

(fig.

9.3j1

este

gexeralA,

ea

permit6nd

deducerea

tensiunii

la

ieqire,

irdiferent

de sarcinA- Formele

de unda

au iost trasate considerdnd

valabile

ipotezele

9-a, 9.b

9i

9.c-

La

fasarea

curentilor

ir".r,,

li

l.,-,

s-a

tinut

searna

ca

daoA ei

formeazl

un

si$em

echilibral

vor

fi

caraclerizati

prin

valoarea

lor efectivi 1,

Ei

defazajul

E

fati

de

fundamentala

tensiunilor

cArora le

corespund, adici

r^r,ar,

gi

lr".

Fundamentalele

celor

3

tensiuni

la

bornele

sarcinii.

avind in

vedere

forma

lor, se

scriu:

Tabelul 9.2

Valorile tensiunilor la bornele

sarcinii

a7p

puteau

fi

calculate

qi

in functie

de

tensiunile

un

punct median

hcriv

"0"

al

sursei, aplicdnd

uro ca.re trebuie

luate

in

calcul

sunt

cele

din

(9.101)

are valoarea

(9.97,b).

oe

(;

t:

71.

ns,

=

L

ns,

r'-

Srn((l)I

r

-)

.. r^

x

tt.

,n,.= U

n,

V.l

sm(

o)r

*

e

-

T)

-.

[

7t

4n

un,

=

L'rrrv2

srnl

o'll

+;

-

-:)

6

3-

unde:

Lr"r,

=

L,*

=

L:r",

li\

i^s

=

lsJl

sn,

ror

+i- gl

ib)

i ..

/../l sln

(dr

+

-

-

o_1

...|T1ft

trp=lr..slil

('f:;-l-

Prin

urmare, curentii

de sarcintr.

considerfud

un defazaj

g

inductiv,

vor

fi:

')

-j

.il1

(9

r02)

J33

9.2

Invertoare

de

tetrsiune

cu

ieqire

dreptunghiulari

corn3nda

P

comanda

NE

\

NI

i

(l)I

l-10"

300'

360'

^K5

K-

Kr

in

ronductie

^5u

Ki'

K1

-[.,

Xr-

{x

i*r'h

A

t.

Kl

K3

KJ

K:

Ka

Ks

c0t

tsr'\

,-,1

\

.LI

T

ixt

A

i*oA

I

*"'

uxrA

a

'-\_---"'

ue

|

-

Lr",

Fig, 9.36

Formele

de

rurdA

la functionarea

duptr

programul

de l80u

cu

sarcina

rrductir'tr

1";'

I1

echilibrad-

conectag

in

triunghi-

)


7/16

9

TNvERTOARE

CU COIIUT.ATIE

COIIAND.'{'tA

curenrii

la

ieqirea

invertorului

se

pot obtine

linand

seama

de relalia

t9

102):

in

=

ir-.

-hr

=15'lrJ:

si"(ox-

E)

k

=rsr-irs

=

(qr\

,

,"_,-ri

ar_

"

-gl

=ttn-Isr

=VJ'IsVjsu\

)

./

Curentii

dali

de

relagile

(9.103)

sunt

de

aceeaqi

formd

cu

cei

dali

de relatiile

(9.98).

ci:rd sarcina

era

conechta

in $ea-

deci

$i

curenlii

in

inrrenrproare,

ca

5i

curentul de inrrare

i.

Yor

rim6ne

neschimbati

ca formf,-

Ei sunt

reprezentali

in

fig.

9.36'

unde

pentru defazajul

E

inductiv

s-a

considerat

aceea5i

valoare

(,P

>

+)

ca

in fig' 9'34'a'

o

ln concluzie

inlocuirea

unei sarcini

in

stea

prin

sarcinA

in

triun-ehi

echivalenti

nu

afecteaza

funclionarea

convertorului

static

de

Putere'

$i

pentru

aceasta

situalie

esre

valabila

obsenatia

legatA

de

imperfectiunea

sarcinii

$i

.o*n,",o-.lor.

ln

realitate

curentii

absorbili

L,t

Si

i, nu

vor

fi

siunsoidali,

ci

vor

fi

alcituili

din

segmenre

de exponenliale

aEa cum

se

prezinti in

fig. 9.37,

insi succesiunea

de

conductie a

componentelor semiconductoare

se

pAsfeaze

aceea5i

ca

pentru

cazul

ideal.

,R$

IT

in

conductie

J

K1

S.r

(9.103)

neutru

qi trebuie

fig. 9.38,

in

care

Ka

Fig.

9-37 Forme

de

undtr

penu-u o sarcinl

reail

RL'

C. Functionarea

cu

fir

neutru si sarcinl

dezechilibratd

Daca

pe

partea

de

curent

alternativ

este

necesar

un

conduclor

urilizat

5i

un

transfornator.

arunci se

va

utiliza

schema

prezentala

in

tralsfomratorul

are

conexiunea A/

334

335

(q.

I

061

9.2

Invertoare

de tensiune

cu

ieqire

dreptunghiulari

Fig.

9-38

lnvenor

E-ifazat

cu

transformalor

pentru

asigurarea

alimentlrii

cu

ir neuE-u.

I-ntreruproarele

K, comandale

dupi

programul

de 1800

vor

impune tensiunile

intre

iaze u^r.uo

Si

u7R

in

primar,

deci tensiunile

de

fazA

Lr0,u.0

$i

zro

in secundar, ca

5i

tensiunile

intre faze

z.-.u.,

qi

lr,.

Dacd

sarcira

este dezechilibratr"

suma curentilor

secundari

este

diferita

de zero

5i:

(9.10a1

Curentul

io

va

aircula

prin

hrul

neutru.

Avantajul

conexiunii

primarului

in

triunghi

este

compensarea arrper-spirelor

pe

fiecare

miez al

rransforrnatorului.

Astfel:

mcal:

Se obsen'd

ci:

indjfcrent

,jc valoarea

curentului

io

rrj

.rsr

**'=1L1,,

*;^

^i

Curentii la ie5irea

invertorului vor

fi:

A'-

.

N"

,v.

lns

=

-

11

;

lJr

=;I:;

trr

=ql:

.

Ar.

._

..

lR

=

fiJ

-trR =;(,, -

t.1

N._

/s

-

rJ7

-.RS

-

-1r-

-

11,,f

lY

l

N"

r/

If

-'

-

lvl

(9

105)

i ri ri

-O

R','S','t-v

Ni

spire


8/16

9

I\VERTOARE CU

COMUTATIE

COMANDATA

ln

realitate

curentilor

primar-i trebuie

sA li

se adune

qi

curenlii

de magnetizare,

dar

aportul

lor

poate

fi neglijat

pentru

o

constructie corectA

a r;nsformatonrlui.

Dacl

alimentarea

tlifazata in

curent

allemativ uebuie ficutl

cu hr

neutru,

fdri

a

fi

necesar un transformaior, atunci se intrebuinleazA

montajul

din fig.

9.39, in care

se impune

utilizarea divizorului

capacitiv

de

la

intrare.

'.

(*)

R

h\

S

_

,\r

t

,,,

NVYY

\-i

Fig.

9.39

Invertor trifazat cu

divizor

capacitiv

la intrare

penu-u

asigurarea

alimentirii

cu

fir neutru.

Le-earura

O-N

face ca prin comanda comutatoarelor

K, dupA programul

de 1800,

sA

fie

impuse

tensiunile

de

fazA a&\,

,

urn

$i

,t?\,

.

Se observi ci:

(K)

Kr

Ko

K3

K6

I,U,

l-:t'

ev=1

11

I

v.

l-2'

[,u,

|--;,

usr

=1

ri

t-

-.'

l1

daca

daci

daca

dacd

,

daci

K5

,

daci

K"

336

este

inchis

este inchis

este

inchis

este

inchis

este inchis

este

inchis

(9.107.a)

(9.107.b)

I,U,

l--T

r+^

--

1

0,

l-t

9.1,

Invertoare

de

tensiune

cu

ie{ire

dreptunghiulari

Tensiunile

intre

faze

vor

fi

rR{

-

aA\

*5V.

usT=u$-u.r'ri

uta=urt-uw

Valorile

tensiunilor

calculare

cu

relatiile

(9.107)

9i

i9.108)

sunt

date

in

tabelul 9.3

T:belul

9.-3

Valorile

tensiunilor

de fazl

;i

'mtre

faze

lnten

alui

C(inuiatoere

in

c on d

uctre

uns

&s.v

L

"-t:

ura

I

0.600

.t

Kr:Ku;K.

(.i

,

1

Ii

_;

I;

;

L

-t;

0

160'.l2oo)

Kr;K,;K1

L"

1

u.

_;

_L',

')

L

0

(

110'r.l8oo

)

K,;K":K.

II

1

U,

,)

-L"

l

L,,

-t,'

(1800.2400)

I:

-;

Lt,

1

t:

-1

-t'

L:

n

(

l40o

.

3000

)

K.: K":

K.

Ii

-;

Ii

;

t'

;

t'

0

L'"

(3oor'.360u

)

K.: K.; K.

.U,

1

ti

_;

t'

;

t_,

-L',

L',

Variaria

in

tirnp

a

rensiunilor

este

dati

in fig.

9.40.

\'aloarea efectilA

a

tensiunilor

de

fazA este:

(9.10e)

(9.

l0E

)

.

(9-

I

l0)

trei-

Valoarea

efectivi

a

U,

Unr

=

Us.*

=

un,

=

.l

iar

dezloltarea

in

serie

Fourier

a tensiunii

z*":

u

u.

*

sin(:t

-

t)ox

,*--

n

L-

zt

_J

ln

tensiunile

de

faz|

reapar

armonicile

3

qi

multiplu

de

fundamentalei

este:

2U

_

J_2U,

U^n,

=

Ur",

-U^,=A;=;

(9.1I

l)

Din

compararea

tabelelor

9.1

si

9.3

rezulte

ca

tensiunile

inre

faze

rR5'115"

$l

l/rF

au

rAmas

neschimbare.

deci

relariile

(9.97)

ram6n

valabile-

Daca

sarcina

esre

dezechilibrati

Prin

hrul

neutru

va

circula

curenrul

it:

ir=ir+is+rr

(9.lll)

i*

/2

in

fiecare din

bralele

divizorului

capacitiv

de

inuare

care

va

corespunde

unui

cwent

(fig.

9.39).

(9.107.c)

337


9/16

9

I\\'ERTOARE

CU

COMUTATIE

CO}TANDATA

comanda

-\E

in

conductie

ur.ri

-w.

/.

u.

_Tl

"c

u.

_L;-

T'

Lr

K

q

q

K,

Kr

Ki

q

EIq

Ks

K

IC

u-

K

(

Ks

u-,

u^-

ft

(l)t

II

-e

II

u-

Forme

Ce

unrii

la ie5irea

invertorului

trifazat

cu

divizor

capacitiv

la

inu-are'

conlandat

duPt

Progr:'mui

rr:

160"

Fig.

9.-10

Penrru

ca llucruatiile

tensiunii

la

bornele

r:cn'iensatoarelor

c

sir

rlrli'nl

negtijabile'

valoarea capacititii

C

tr:buie

:'leasA:

I

''

'

'

r.oL'

rrncie.

/.. este

ralcarr:r

efectivi

a curentultri

in

conductonrl

neutru

(d

esre

Pulsati:i.urcnlului

i{

U

esle

lenslunea

la

bomele

diviz-orului

capacitir''

338

(9

113)

339

9.2

lnvertoare

de

tensiuoe

cu

ie;ire

dreptunghiuleri

Daci

in dc.:ursul functirrnArii

invertorului conditia

(9.1l3)

rAmane

indc'pli.iriti.

gradul

de dczechilibru

al

sarcinii

nu

va

influenta

forma

si

valoarea

tensiunilor

fumizatc

de acesta.

9.2.4.3

Inrertoare

trifazate

cu tiristoare

Ca

qi

invertoarele

monofazate

cu tiristoare. cele ttfazate

po1 fi

cu stincere

independentd

sau

cu stingere

autonomd.

A. Invertoare

de tensiune

trifazate

cu

stingere

independentl

lnvertoarele

vtlazate

cu

blocare independenri

pot

fi

comandate

dupa

programul

de

l80o sau

MID

(Modulatia

Impulsurilor

in Durati

va

fi

explicati

la

subcapitolul

9.6).

Circuitul

de

blocare poale

fi

separat,

pe

fiecare

fazi,

sau

unic, unul

pentru

ansarnblul

invertorului.

ln

fi"care siruatie,

condensatorul poate

fi

u;.ric

sau

divizat.

ln

ng.

S.at

este prezental

un invertor de

tensiune cu circuit de

bloc:rre separat,

pe

fiecare

faztr

si

condensator

unic.

Fiecare

brat

al

puntii tifazate

esle o semipunte

Mc.Murrar'

(subparagraful

B

).

Calculul elementelor

circuitului de blocare

se

face

penru

fiecare

fazi, considerind

mArimile de

fazA

ca

fiind

variabile

de ieqire.

Reglajul

tensiunilor

de iesire

se face

prin

reglajul

rensiunii

Ce intrare

LI.. cu un

chopper

sau

prin

comandi.

Conciensaton-rl

trebuie

sA

se incarce Ia

o

lensiune

superio:irir

iui

Daci

se

alimenteaztr

invenorul cu

ajutorul

unui redresor necomandat

5i

dacA

se

face

reglalul tensiunilor

de

ie5ire pnn comanda inverlorului,

se renunte

la srrprainci.rci.rr:a

condensatorului

de blocaj.

ln acest

scop, se

compieteazA

schema

cu

diocie

penru

limrtarea

incarc:Lrji

condensatorului.

Desctrrcarea

condensatorului

se

face

in

circuinrl: boma

"-".

D.,C.l.R.D,_.

boma

"+"

(fig.

9.a1)

5i

este putemic

amorrizari.

Fig.9.4l Invenorul

deEnsiunecucircuirdeblocare

separalpefiecarei:zlqi

condensatoruric


10/16

9

I\\'ERTOARE

CU

COMUTATTE COMA\DATA

V

Dt.

\

\.j

R

/T,"

T'

\

.J

L

,.

c

-"0u0Tu\F-

/

r.

\

-r." J

t)

D

\

J

I

o..

f

t

Dl

R

Fig.

9.,12

\'ariant-i

a

Lnvertonrlu.i din

fig. 9.al

Icu

ctodA pen:ru Lmiurea

incircini condensatorului).

in hg.

9.-13

este

prezenlat

un

invertor de tensiune

cu

circuit de

blocare

separar

pe

fiecare fazi

si

condensator dirizat.

El

este

utilizat

penrnr valori

mari ale

lui U-_

i

Fig.

9,.f3 lnvertor de tensiune

cu circuir

de blocare

separat

pe

fiecare fazl

qi

condensator

divizaL

Valoarea medie

a

curentului

se

calculeaz,

in

acela5i

mod,

ca

in

montajul

Mc

r,tf

Murray:

pentru

O=

T

t

tO.

formulele

vor

fi

asemdnAroare

cu

(9.76)

Si

(9.77):

-D

L=03e7*;

C

=O,Ms+:

U,.

=L',

/2

qi

ro

=

(1,2...1.5)rn

310

t

^l

9.5 Consideratii

asupra dispozitivelor

semiconductoare

Fig.

9.{-{

Secventa

de

comandi pentru

schem;:

din

fig.

9-41.

in

fig. 9.+5

esre

prezenrat

un

invertor

de

tensiune

cu

circuit de

blocare unic

pentru

totte fazele si condensttor

unic. Condensatorul

de blocare

este C.

Condensatoueie

C,

si C-.,

conferl

-sursei

cara;rerul de

sursf, de

tensiune

5i

permit accesul la

pu-ncrul ine'jiln

:ri

srrrsei.'frebuie

deci

si

avem:

C,,

=

C,.>>

C.

Tiristoerele

au.riliare

Tn.

t

=

1..,6

au

rolul

de a

conecta

ci-rcuitul

de

blocare

pe

tiristoareie

prin;ipele. Tiristoarele

l,

Si

l:

au

rolul

de

a

permite

supraini.lrc:.rrci

conciensatorului C

inrr-un

sens

sau

alrul-

Blocarea

unui tiristor

se

face in


11/16

e

TNVERTOARE

cu

coMUrlTI

egll$91]1

Fig.

9.'{5

Invenoi

de

tensiune

c"r

liircuit

de biocaj

unic

Pentru

toate fzu-:lc si

cc'nd'nsalol

unlc'

In

fig. 9-a6

esie

preT-ental

un

intertor

de

tcnsiune

cu

circuit

unic

pentru

toate

fazele

si condensalor

dir-izat'

In

aceasre

schemi

conciensatorul

de

blocare

esle

divizat

in

aoLra

parti

egale'

C'

=C:=C'l2-

Trebuie

sa

alem

mereu

C

>>

C"

l2'

Rolul

elementelor

aclive

5i

pasive

ale

schemei

rtrmine

acelaqi

cu cel-din

schema

din

fig.

g.a5.

Amorsarea

lui

,

provoaci

un

fenomen

oscilant

care.

dupa

o

serniperioadi'

aduce

rensitrnilelabornelecetordouacondensatoarelavalorile:u"=-L/'12;a''=+iU'l?'

Blocarea

se

efectueazi

lot

in

doui

etaPe:

blocarea

propriu-zisi'

comandati

Pnn

arnorsarea

lui

tr

si

in.ar.",tl

condensaroarelor

C'

=

C'

la

o

polaritate

inversA

pentru

a

fi

pregAtite

penuu

blocarea

umletoare

prin

amorsarea

lui

l:'

Amorsarea

lui .

se

poate

produce

inainrea

blocfii lui D' si

vom

avea:

l

,

=

il.-i..

2.5\i'..

sau

arpa

Uto."'"u

lui

D'

Si

arnorsarea

lui

D'

'

cind

vom

avea:

r.,

=

(1...1.5)U..

lnfiecaredinacestecazuri'lensiunealabomelecondensatoruluiC.vafinegatir,tr

penrru

a

:r\ea

nlereu:

u,..

ru.'

=Lt,'

C;rlculul

lui

L'

5i

L"

se

face

cu

acelea5i

formule

(9

115)'

iar:

It

C,=Cr-C=0.S91:ffi

312

ttj

'5

ca,

c

L.R'

coa

T

C

9.2 Invertoare

de

tensiune

cu

iegire

dreptunghiulari

RS-r

Fig.

9"{6

lnvelst

de

lensiune cu

circuit

de

blocaj unic

pent--u

toate

fazele

$i

condensator

divizat-

B.

Invertoare

de

tensiune

trifazate

cu

singere autonomtr

hvertoarele

cu

srirsere (blocare)

auronome

se

imparr

in doul

grupe,

ciupa

locul

condensatorului

de

srirgere:

pe

fiecare

fazj

sau

intre faze.

In

ng.

S.+l.rr.

pr.r.n,"t

un

invertor

de

tensiune

tri{azat

autonom

cu

btocare

autonomi

si condersator

de

blocare

pe

fiecare

faztr.

Schema

conrine

rrei brare

asemanetoare

cu

cele

ale

invertorului

Bedford-Mc

Murrav

(fig.9.11).

El

poare

fi comandar

pe

pnncipiul

180"

sau

I{lD.

pesrrind

dezavantajele

irvertorului

monofazal de

acelasi rip.

ln ng

l.+t este

prezental

un invertor

de

tensiune

trifazatcu

blocare

autonomtr

si

condensator

de

blocare intre

faze.

Condensatoarele

de

blocare

sunl

q-.

i=1:6_

Inductantele

de

blocare

Lr.,

sunl

cuplate

magnetic

dou]

cire doua.

Fiecare

brat al

punrii

are

o


12/16

9 h.-VERTOARE

CU

COMUTATIE

COI1A)iDATA

Fig.9,17

Invertor dc

rensiune

trifazat

cu

blocare autonomtr

gi

condensator

de

blocere

pe fiecare fazi.-

Fig.

9.48

lnvertor de

tensiune

trifazat

cu blocare

autonoml

gi

condensaor

de

blocare

intre faze

Energia

neutilizau

in

timpul comutaliei

va

fi disipati

in

sarcini.

Randamentul

acestei

scheme

este

mai bun

decit

cel al

schemei

precedente,

dar rlmine scazut.

Elementele

pasive

se

calculeazA cu

relatiile:

cb

I t

r ,r

-t

,t

-r^CoU,

0.66:fia;

Lr,

*

Lr.

=

L.,

+

Lro

=

I+s

+

L,:

=

100

r:

U,

/.--

3r{

(9.116)

-1-lf

9.3

Invertoare

de

tensinne

cu semnal

sintetizat

9.3

Invertoare de tensiune

cu

semnal

sintetizat

la

ie.sire

Unda cle ie;ire dreprunghiulari

este

departe de

a fi

u5or

de utilizat din

c:iuz-a

nurniruiui mere

de ermonici

pe

care le contine.

O

undA

mai

apropiatA de

sinusoidl.

denumitl

sr:rtetiz3tl

:ir

iormatr din

l,r

paliere.

l-lecdre

Ce

lhtime ;/

p,este

rnai

tt5or de l-rltrat.

.A,jeasta

unci:i

se

obrine

f3..lnd

sume

nlai

nultor unde dreptunghiulare

de anrplitudine

5i

lirinre

diieritc.

9.3.1

Baz:r

matematici

Cl;ormi

iie

un,l:'r sintelizrti

forrlt

utilizatir este u din

fie.

q.l(l.r'

ii

9.50.b-

Dez-r'oli;uea in

serie

nu

continc

dccit a;nonici

inrpare,

de

rrng

)n';,"L

trndc

rt'. N

5r

)f.

-

t?..A.rrnonicile

prezen[e

au

cr

emplitudine:

1 ,.1i71

rin'ie

-.

c:re

rnpiiruLline: pnrnuiui

paiLci:

.r,

rstc

:,rr,plinrdiner

;el,;rlllte

p,licrr

I-l

r ,r\-.-

-

___L

r

1'

.

i., , . I

slnLl

-(

-

t|,l:

-f

l

'

'

sin ir'

2p

\lodul de eieborare

3

aceslor formule

este urmtrtorul:

-

se

scriu

:Lrnplituciinilc' armonicilor

in

functie

de unplirudinea

palierelor

i9, I lEr

19.

I

j0)

(9.

n l)

(9

i

19)

-

se

cal"-uleazA

amplirudinile

palierelor

in

functie de

amplitudirile

armo;ricilor:

*

se

scrie

egalitarea

dintre

a.mplitudinea

undei

fundamentale

qi

tensiunea pe

care

dorim si

o

obtinem la

ie5irea

rnvertorului:

..{

-L',J2.

-

punem

conditia

de

anulare pentru

cei

p-l

ternreni urmAtori din dezvoltarea

in

serie:

A"

=

ls,.'IIir,

,,.[r:,

-

lrll

Pentrup=6sededuce:

,'L

=,1.

--

..=

/tr

=

0

yn { f

_

sru.;r/J

=r,-i

srni; /lt)

srnr/ll

) Lsnfrl-

ylYlli=rrni

rini;/ll-r

,,irr;ii

ll

'\:


13/16

9

I\vERTOARE

Cl-)

CoMUTATIE

COr{ANDATA

Date

fiind simetriile

undei

de

tensiune,

pentru

p= 6

relaliile

oblinute

sunt

suficiente

penru

a

determina

forma

fiectrrei

unde

componente'

in

concluzie,

pentru

o

undA u,

ca

cea

din

fig'

9'a9

li

9'50'

dezvoltarea

in sene

Fourier

va

fi:

-(

sinllarr

sinl3arr

*

ti"?l't

*'in::''

*...1

r"

=

U.J2lsm@r+..--

"-E-.-

n--1s

/

ceeaceinsearrnacA.prinu.unfi|rrajsimplu'sevaobtineotensiunesinusoidalA.

n^,

U,

n

Jr

r'O

I

11\

g.3.2Schememonofazzrtedeinr,ertoaredetensiunecusemnalla

ie;ire

sintetizat

Dupdces.astabilitformadeundtrsi-rrtetizatedorit'.aceastasedescompuneinuepte

drepr'nghiare

5i

se schiteazi

schema

care

va putea realiza

suma

treptelor

care o

comp'n'

'

-ln

fig.9-19

$i

9-50

sunt

Prezentate

doui

exemple'

Schemadinfig.g'19rea|iz'eazt'sumaarreiundealternative,fiecareegalicu

iniltimea

calculattr

Si

simetrici

in

raport

cu

maximul

undei sintetizate'

FiecareformldeundicomponentaesteoblirrutAcuopuntemonofazatA.Celetrei

puntisuntallmentatecuaceea5itensiune'Ll..Celetreiprimaresuntc.uplalelareisecundare

iegate

in

sene-

R:rno:rneledetrarsformareSiunghiuriledeconductiesuntdiferite'Penfuase

realiza

forma

de

undi

sintetizall

dorirA:

.t;

n-,

.t-{-)

:=-=u./-1:

l::'

f

+

l':

F,=E

F:=2r13:

B^=nl1'

O

3lrii solutie

(rnrertor

Salrers)

esle

cea

prezentalA

in

fig. 9.50:

un

singur

invenor

este

asoci3t.

in

se.-u:idanll

iransformarOrului,

cu

trei

grupun

de

firiStoare

ntonlate

antiparalel-

in

prim:u

inrcrrtoml

poale:l in

punre sau

tle

rip "inverrorparalel".

cu diode

de

regrm

liber

(5i

diode

dc sef3tare'

daca

esle

l)ecesar)'

penlru

a

se obrrne

aceea5i

formtr

de undl

cu

cea

din

fig.9.a9'

o

descompunenr

in

uepre

de iiurera

;'6

si

cie

amplirudine

egali

cu cea

a undei

sintetizate

pentm

inlervalul

de

timp

coresportdcrii.

Tensirtntie

sectlno:tre

sunt:

'.t

=te*Ji,

rh

(9.

r 13)

(9. r 24)

n.

_i

n.

u."

= -Il,

316

:t.-.

=

ll

I

lt^t

-

Il,

iQ l-r'r'

347

9.3

Invertoare

de tensiune cu

senrnal

si^11etizat

--.-.-:-)--:-

;--;

:l

-tr---

u,

I3

r

I

r---=--_

bi-.-''

t/

t,/

i

-

I ,lr,

I

+

"^

.,"t',

--l

;---->

|

-I

.I

--I

1.73

0

-1.?i

'::/)1

u /

5

-l

3.?3

2.73

I

0

-l

qI

bl

c)

Fig.9,49

lnvertorul

de

rensiune

cu

iegire

sinreuzarl-

cu

rei punli

monofazak

(

lt,

1",

I

)

in

primar

a) schema:

b).

c), d)

formele

de undi

dare de

fiecare

punle:

e)

rensiunea roula

ll


14/16

9

INVERTO.{RE

CU

COMUTATIE

COMANDATA

:.73

I

o

-l

-1.71

ot

c)

ol

utl

")

g,

b)

r)

J)

DacA:

atunci:

I-r

=

tir

-

1li

ri

,i.,

/T.

_::t{_+trr

ti,

u

^-,

-_

5

Fig.

9,50

lnvertor

de

tensiune

cu

ie5ire

sintctizati.

cu

invertor

paralel

in primar

a)

monrrj;

b) rensiune slntetizxr.L

ci.-.j) sernnale

de

comandl

a fieclrui

tinstor'

n-l

n.

-1.18

l{9

9.4

Invertoare

de

curent cu

curent

dreptunghiular

la

ieqire

fl."

I

^^-^

tL,

t*/f

fizz

2+

rl3

ft:;

?-.13

Tiristoarele

din

secundar

vor

fi

comandate conform

cu graficele

din fig. 9.50.c...j

9.4

Invertoare

de curent

cu curent

drepfunghiular

la

iesire

9.4.1 Invertorul

de curent

monofazat.

Comanda cu

undi

DIinA

Schema

principialS

a invertorului de

curent

monofazar

esre

datii

in

fig.

9.-s

1.

S,

{i=l:l:3:+;

interuptoue

unidirecOonale in

curenl

6i

bidiredonale in

tensiune

Fig.

9.51

lnvenoru]

de

curent monofazal

Sursa

de curent

continuu

/.

are

o

impedantl intemi

atdr

de mare

incdt

curentul

/.

pe

care

il

furnizeaza

nu este

afectat

de

variatia

tensiunii

r. la

borne

darorita comutariei

inreruptoarelor

S,,

prin

urrnare

ea impune

curentul

la

inrrarea

converlorului

/.

qi

curenrul

la

ie.5irea

lui

i-".

deci

curentul de sarcintr.

Curentul

nu

mai

poate

lua valori

negative.

prin urrn;ire

nu

mai

sunt necesare

comutato3.re

bidirectionale

in

curent.

ln

fiecrre

brat al

punt.ii

sunt

I

intreruptoare

unidirectionale

in

curent

5i

bidirectionale in

lensiune

care

functioneazll

in contrarimp.

Tensiunee

rz.

la

ieqire. ca qi

tensiunea a"

la inlrarc

vor

depintle

de

sarcina

tie curent

alltrnrtir

2...

I

C)


15/16

e

Lr..r

ERToA

R E

cll

c

olt

t'r4tg,-99 t^Ir'":4

prin

sarcini

va

fi:

1

f f \

l+r,

Rentruttlo

ij

(e.r26.)

r.=1

/-r \

'

l-r.

Penrru

t

t

ii'tj

Tensiuneax.careaparelabomeleinrreruptoarelorblocatepoatefiatitpozitivAcit

5i

negativA,

prln

urmare

'""s"

inrcruptoare

uebuie

sd

fie

apte

sa

suPofle

atit

tensiuni

pozitive,

cit

qi

tensiuni

"";;;J;

Llo"ata

deci

si

fie

bidirectionale

in

tensiune'

9.4.1.1-

Functionarea

cu

sarcini

inductivtr

Formele

de

undS

penlru

schema

din

fig'9'51

in

cazul

functionarii

cu o

sarcini

Z'

ilductir,dsuntdateinfig-9.52.Seobsen'Acifundamentalacurentuluij-estedefazatiin

urmarensiunii

l,

(9>0)'

Tensiunea

u,

e$e

negativa

in

momenrul

comuratiei

inue

S'

si

S''

Varia+iileintimPaufo$fiasateconsider6rrdipotezeleg.a,g.b5ig.cvalabile.lncazulunei

sarcini

reale

tensiunea

,

",

'^

n

sinusoidali,

ci

formata

din

segmente

de

exponenlialtr,

dal

succesiune:r

comulaliei

intreruproarelor

rim6ne

aceeaqi'

lndiferent

de

narura

sarcinii

la

comanda

I T\

inchise

Pentru

un

inten'al

de

timp

teIO';J'

iar

simetrici

inueruptoarele

S,

$i

S,

vor

fi

/r

-)

S.

5i

S.

Pentru

le

I

a

t

I

incit

curentul

s_

)r

a

oodms.

I

5,

Fig-

9.52

Forme

de

undl

ale

inverrorului

monofazat

de

curenl

funcdonSnd

cu

sarcinl

inductir

1'

350

35I

9.{ Inrertoare

de

curetrl

cu

curetrt

dreptunghiular

la

ie5ire

9,.{.1.2

Func$onarea

cu

sarcini

capacitivtr

Formele

de'nda

pentru

schema

din

fig.

9.51

in

cazul

functiontrrii

cu

o sarcina

capacitivi

sunt

date

in

fig.

9.53. Se

observa

ca fundamenta.la

curentului

i. este

defazati

'rnaintea

tensiunii

u, (g


16/16

e

TNVERTOARE

CU

COMUTATIE

COI4U{'\

\Io

.\l

Attt

l*-\

Intr.,re

in

ion.iuttir'

t\

Y\

t\

t\

.-

..->

a)

o)

Fie.9.5J

Crracicrisiicr

stldca

curent-tenslune

a

inrer'rprorului

S

p:nln

r)

sarcini

tnductivl

b,) sarcinf

capacitirl

9..{.2lnr'ertoruldecurenttrifazat.Comandacuundiplin:i

lnvenoarele

trifazate

de curenl

sen,esc

Penlru

alinrentrrea

molorrel(-rl

r-iincrone

d:

nredie

si

nrare

Pulere.

Schema

Lnverrorului

rrifazar

de

curent

prezentata

in

fig.

9-55

s*

ohtine

utiliz3rid

3

scnupunti

monofazate

de

curent,

cate

una

pe

fiecare

faza.

Inducrivitatea

L dl

i;racterul

de

sLrrs;1

de

curent alimenlArii.

intreruptoarele

S, unidirectionale

in

curent si bidirectionrle

Lr

tensiune

sttnl

comantlabile

atit

Ia inchidere,cit

5i

la

deschidere'

Penru

a

obtine

la

ie5irea

invertorului

un sistem

trifazat

altemativ

simetric

de

curenti.

comanda

intreruptoarelor

S,

f.rebuie

si

respecte

cele

trei reguli

aratate

la invertorul

de tensiune

(r,ezi

9.1.4.

l.). Comanda

cu

undl

plinl

la

inverrorul

de

curent se

face

dupi

programul

de

l20" al carui

algoritm

a fosr

dar

in

figura

9.30,a-

considerim

valabile ipotezele

9.a.

9.b.

si 9.c.

0u

ll

^.

R

->-

u.

S

t. '---)

N

T

u_

t-

,..

I

sr-

\E

Fie-

9.55 lnvertor

r,rriezat

,ie

cuienl

(cu

srrchl

in stt:r

.T

Jf,J

9..{

Invertoare

de

curent

cu

curent

dreptunghiular

la

ie5ire

9.{.1.1 Sarcina echilibrat{ conectat:l in

stea

llin

inehiderc:;r

intrcrupto,uelor

S,

conform

llgorirmului

de

curentii

de

fazA

i^,

i.,

,

r,

.

Astfel:

daci

S. este

inchis

d;Lci

S. este

inchis

daca

S,,S.

sunt deschise

i

-

l, daci S-

este

inchis

':

i,

=',-1,

dr;i

Sj

este

inchis

i0

da:i

S,.

.

So sunt desihise

t-

',

-

I.

dace

S.

este in;fus

I

I

=

invertoare 2

Documents