sjfs sfsfs wqqwwq etgeg

7/25/2019 Sjfs Sfsfs Wqqwwq Etgeg

1/28

Universitatea Politehnica BucurestiFacultatea de Energetica

Student: Stefan Alin-Alexandru

Anul III Grupa 2306

Facultatea de Energetica

Profesor Indrumator:Prof.Univ.Dr.Ing. Dan FLORICAU

ucuresti 20!2

TEMA DE CASAELECTRONICA DE PUTERE


2/28

"uprins

!############################$edresorul trifa%at in punte cu diode

2 ##########################$edresorul trifa%at cu punct median complet comandat

3 ##########################"&opperul de tensiune continua co'orator (cu un

tran%istor in serie)#

*###########################In+ertorul trifa%at de tensiune cu 6 pulsuri(P,!0o)

.###########################In+ertorul monofa%at de tensiune-"omanda P/

(Pulse 1id&t modulation)

6###########################ariatorul monofa%at de tensiune alternati+a#


3/28

1.Redresorul trifazat in punte cu diode

Elemente caracteristice::Redresorul este un convertor static de putere care realizeaza conversia unei

tensiuni alternative (mono sau polifazata) intr-o tensiune continua, sensul conversieienergiei fiind dinspre partea de curent alternativ spre partea de curent continuu.

El este in general compus dintr-un transformator (poate lipsi in unele scheme), dinbobine de limitare a curentului montate pe partea de alimentare alternativa (in cazul incare transformatorul lipseste), din elemente de netezire a curentului si/sau tensiunii pepartea de curent continuu, din elemente de protectie la suprasarcini si supratensiuni si dindispozitive semiconductoare de putere cu conductie unidirectionala (diode si tiristoare) infiecare cale de curent, caile fiind legate de asa maniera incat dispozitivele sa aiba aceeasi

durata de conductie sau de blocaj. Dispozitivele devin succesiv conductoare!, subactiune tensiunii de comutatie! furnizate de reteaua de alimentare, legile fiind impuse demodul de cone"iune.

Schema electrica echivalenta(modelarea Psim:

SARCINA R:


4/28

SARCINA RL:

Relatii de calc!l" alcat!ire:#cesta este alcatuit din doua celule de comutatie cu punct median.

Dioda celulei $! care are anodul la potentialul pozitiv cel mai ridicat va conduce si vatransmite potentialul fazei sale bornei %. %otentialul bornei % urmareste infasurareapozitiva a sistemului trifazat de tensiune. #semanator, dioda celulei -! care are catodulla potentialul cel mai coborat va conduce si potentialul bornei & urmareste infasuratoarea

negativa a sistemului trifazat de tensiune.'omutatile se fac in punctele naturale de comutatie, care sunt punctele de

intersectie ale tensiunilor.%entru fiecare celula de comutatie unghiul de conductie al diodei este de * .

+ensiune redresata se obtine prin diferenta de potential intre bornele % si &

d P #! v v=

a iesirea redresorului se obtine o tensiune redresata cu pulsuri pe o perioada a

retelei, care are valoarea de varf egala cu tensiune dintre fazele secundare/

0 SU /

0 SU .

1chema contine diodele D2(2 3 la )4 surse de tensiune4 Diodele sunt dispozitive

semiconductoare necomandabile,unidirectionale in curent si tensiune.+recerea diodei dinstare de blocare in stare de conductie se face intr-un interval de timp foartescurt(comutatie directa).a trecerea diodei din stare de conductie in blocare (comutatieinversa) este nevoie de un timp mai lung. Este nevoie de timp ca purtatorii de sarcinaliberi sa paraseasca zona jonctiunii, prin difuzie sau recombinare.

%entru valori ale tensiunii directe aplicate, mai mari decat tensiunea de prag,incazul de fata 5*3*,dioda incepe sa conduca.%entru valori negative ale tensiuni aplicate ladioda, dioda se blocheaza.


5/28

%e alternanta pozitiva a primei surse 6a, conduc diodele Dsi D. %rin dioda D,prin rezistenta inductiva Rsi apoi prin dioda Dsi inapoi la sursa, iar pe alternantanegativa conduc diodele Dsi D7.

%e alternanta pozitiva pentru a doua sursa 6b, conduc diodele D8si D0, prin diodaD8, apoi prin consumator , prin dioda D04 iar pe alternanta negativa Dsi D.

%e alternanta pozitiva pentru a treia sursa 6c, conduc diodele Dsi D7. %rin diodaD,apoi prin rezistenta inductiva Rsi apoi prin dioda D7si inapoi la sursa4 iar pealternanta negativa conduc diodele D8si D0.

$orme de !nda:

SARCINA R:


6/28

SARCINA RL:


7/28

Concl!%ii si o&servatii:

Redresoare trifazate comandate permit reglarea tensiunii de ie9ire prin controlul :nfaz; al tiristoarelor :ntruc


8/28

2.Redresorul trifazat cu punct edian coplet coandat

Elemente caracteristice:Redresoarele comandate sunt frecvent folosite in alimentarea motoarelor de

curent continuu cu turatie variabila precum si in alte aplicatii care necesita tensiunicontinue reglabile.

a puteri de peste * 25# se folosesc aproape e"clusiv redresoarele comandatepolifazate deoarece furnizeaza o tensiune redresata mai neteda, asigura incarcareasimetrica a retelei trifazate industriale cu un factor de utilizare a transformatorului mairedus.

Daca in locul tiristoarelor s-ar conecta diode, s-ar obtine un redresor trifazat cupunct median necomandat. a un moment dat ar conduce o singura dioda si anume aceeacare are potentialul anodic cel mai pozitiv, intrucat odata intrata in conductie, celelaltediode ar fi polarizate invers. ?n cazul redresoarelor comandate, intrarea in conductie aunui tiristor se produce in momentul aplicarii unui impuls de comanda pozitiv intrepoarta si catod, daca potentialul anodului este mai pozitiv decat cel al catodului.

1chema contine trei tiristoare +, +, +0.+rei surse alternative defazate cu *ofiecare intre ele si un consumator rezistent-inductiv.+iristoarele de putere sunt dispozitivesemiconductoare comandate,unidirectionale in curent si bidirectionale in tensiune.

?n prima schema sunt prezentate tensiunile de alimentare, a doua figura curentulprin rezistenta inductiva R, tensiunea redresata 6dsi tensiunea pe tiristorul +.

@locul de comanda contine blocul surselor de tensiune alternativa, un generatorde tensiune dreptunghiulara, care produce la iesire o tensiune dreptunghiular, uncomparator 'AB%, un potentiometru cu care putem regla intarzierea C.

'omparatorul livreaza un semnal la iesire ori de cate ori nivelul tensiunii decomanda mai mare dacat tensiunea de referinta

Schema electrica echivalenta(modelarea Psim


9/28

Relatii de calc!l:1e numeste unghi de comanda unghiul electric masurat din momentul in care un

tiristor ar intra in conductie daca ar fi dioda si pana in momentul in care i se aplica

impulsul de comanda.5aloarea medie a tensiunii redresate se calculeaza cu relatia

,in care 6 este valoarea efectiva a tensiunii de faza a retelei.

#cest dispozitiv introduce foarte multe armonici de mica frecventa, astfel fiind un

dispozitiv poluant si care afecteaza calitatii energiei.

$orme de !nda:


10/28

Armonicile de mica 'recventa:

'ontrolul de faza este o metoda de comanda a redresoarelor (si in particular a

tiristoarelor) care permite reglajul continuu al valorii medii a tensiunii furnizate in gol.Reglajul se face fara consum suplimentar de putere activa.Dezavantajul acestei metode este ca deformeaza forma de unda a tensiunii de iesire, decimareste factorul sau de modulatie M' si determina aparitia consumului de puterereactiva.

O&ervatii si concl!%ii:

?n comparatie cu redresoarele necomandate, diferenta vine de la faptul ca acumtiristoarele intra in conductie cu un unghi de intarziere (numit unghi de comanda) in

raport cu punctele de comutatie naturala.Redresorul realizeaza transformarea energiei de curent alternativ in energie decurent continuu. Energia electrica se transmite de la re=eaua de curent alternativ lareceptorul de curent continuu.

?nstala=iile mari consumatoare de curent continuu utilizeaza in special redresoaretrifazate, care prezinta o serie de avantaje fata de cele monofazate.


11/28

!.C"OPP#RUL D# $#%&IU%# CO%$I%UA CO'ORA$OR(cu tranzistor in serie).

Elemente caracteristice:'hopperele sunt convertoare continuu continuu, utilizate pentru alimentarea

sarcinii cu current continuu, sub tensiune reglabila.'hopperele sunt convertoare cu comutatie comandata utilizate pentru variatia si

reglajul vitezei masinilor electrice de current continuu, care lucreaza in domeniultractiunii electrice (tenure, troleibuze, vehicule alimentate de la baterii).

#vantajele chopperelor in raport cu alte tehnici de reglaj ale tensiunii continuesunt

- randamentul ridicat4- inertie redusa4- absenta contactelor electrice alunecatoare.

Deseori, gasim chopperele ca sursa de alimentare cu tensiune reglabila pentruinvertoare. De asemenea, ele sunt raspandite si in domeniul sudurii electrice.


1chema este formata dintr-o sursa de tensiune continua, un tranzistor +, o dioda D si unconsumator rezistiv-inductiv.@locul de comanda este format dintr-un comparator 'AB%,o sursa continua si una dreptunghiulara.


12/28

Relatii de calc!l:

6a3 tensiunea de alimentare4 -6s3 tensiunea la bornele sarcinii4-Rs3 sarcina rezistiv-inductiva4 -D3 dioda de regim liber4

-+3 transistor npn.%entru chopperul coborator ce functioneaza cu sarcina R se utilizeaza caintreruptoare transistorul bipolar de putere + si dioda de regim liber D. ?n timpulconductiei tranzistorului, dioda este blocata, deoarece ea primeste pe catod !pulsulsursei

SS i S

di! U Ri L

dt= = + deoarece * SS S

di! Ri L

dt= = + T Si i=

1olutia ( )Si t contine un termen fortat 'i si un termen liber li

( ) ( ) ( )

t

iS ' l Ui t i t i t eR

= + = +

cu 2 constanta de integrare siL

R = (constanta de timp a sarcinii).

'and tranzistorul se blocheaza, dioda intra in conductie din cauza energieimagnetice acumulate in inductanta a circuitului si curentul S Di i= este obtinut dinecuatia

* SS Sdi

! Ri Ldt

= = + 4

$orme de !nda:

1ursa primara furnizeaza energie sarcinii R si inductivitatii . #tunci cand + esteblocat, dioda de regim liber D asigura continuitatea curentului si descarca inductivitatea (energie magnetica) in sarcina R. #tunci cand tranzistorul conduce dioda este blocata, iarcand avem tranzistorul blocat se descarca energia magnetica inmagazinata in inductivitate


13/28

prin dioda pana cand tranzistorul incepe sa conduca.#vem 6d36icand dioda esteblocata.'urentul are cresterii si scaderii e"ponentiale.

Contin!t!l de armonici:

'elula tip - 'onstructia in %1?B

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03

Time (s)

0

-200

200

400

I(npn1) I(RL1) Up Ur Us


14/28

+ip

D1

Ua

120

pnp1T1

V

Us

RLs

UrefV U21

Up

T1

V U12

0

0.4

0.8

U12 U21

0n

-0.004n

-0.008n

-0.012n

-0.016n

I(RLs)

0

0.04

0.08

Us

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03

Time (s)

0

0.4

0.8

V2

repezentarea armobicelor la celula de tip si a formlor de unda


15/28

0

0.2

0.4

0.6

0.8

U12 U21

0n0.002n0.004n0.006n0.008n0.01n

0.012n

I(RLs)

0-0.2-0.4-0.6-0.8

-1

0.2

Us

0 1000 2000 3000 4000 5000Frequency (H)

0

0.10.20.30.40.5

V2

#naliza ftt( cand 6ref3*.F)

'and 6ref3**

'az doi general cand 6ref3*.F

0

0.2

0.4

0.6

0.81

I(!1) U12 U21

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

U12 U21 Us

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03

Time (s)

0

0.4

0.8

I(RLs) U12 U21 V2


16/28

O&servatii si concl!%ii:

'hopperele cu ie9ire :n curent (chopperul serie 9i cu acumulare capacitiv;) sepot transforma :n surse dinamice de tensiune cu ajutorul unui condensator care se

conecteaz; :n paralel pe sarcin;.+ensiunea la ie9ire poate fi reglat; prin modificarea raportului ciclic C. >n regimpermanent tensiunea medie la bornele inductivit;=ii este nul; (63*).

Deseori, gasim chopperele ca sursa de alimentare cu tensiune reglabila pentruinvertoare. De asemenea, ele sunt raspandite si in domeniul sudurii electrice%rin defini=ie G*HC, ceea ce :nseamn; c; montajul este de tip cobor


17/28

*.I%+#R$ORUL $RIFA,A$ D# $#%&IU%# CU - PUL&URI(P1/o)

Elemente caractersitice:Este utilizat cu prec;dere :n sistemele de comand; de uz general. 6na dintre

caracteristicile principale ale acestui tip de invertor o reprezint; frecven=a mic; decomuta=ie. Datorit; acestui fapt, dispozitivele semiconductoare utilizate :n punteacircuitului sunt cu prec;dere tiristoarele conven=ionale.

?nvertorul este format din trei bra=e de punte identice (0 semipun=i), fiecare bra=av


18/28


Relatii de calc!l:

1-a =inut seama de urm;toarele rela=ii, valabile :n sistemele trifazate simetrice- tensiune de linie se poate ob=ine

!A/ 0 !A 1 !/!/C 0 !/ 1 !C!CA 0!C 1 !A


19/28

- tensiunile de faz; se pot obtine!R 0 (!RS 1 !TR-*!S 0 (!ST. !RS-*!T 0 (!TR. !ST-*

1e vor calcula valorile efective ele tensiunilor de faz;, respectiv de linie ale

tensiunilor la ie9irea invertorului 9i se vor compara cu cele m;surate. Rela=iile de calculutilizate sunt

U' 0 Ua

Ul0 Ua

unde Uaeste valoarea tensiunii continue de alimentare a invertorului.

$ormele de !nda caracteristice '!nctionarii invertor!l!i c! sarcina re%istivind!ctiva


20/28

Iormele de und; ale tensiunii la ie9ire

0

-5

-10

5

1015

I(T1) I(T4)

0

-5

-10

5

10

15

I(T2) I(T5)

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03

Time (s)

0-5

-10

510

15I(T3) I(T6)

Re2re%enatarea armonicelor ai c!rentilor in anali%a $$T:


21/28

02468

10

I(RL1")

020406080100

U"

0

50

100

150

200

U"#

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000Frequency (H)

02

468

10I(RL1") I(RL2#) I(RL3c)

ANALI3A $$T

0 200 400 600 800Frequency (Hz)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

V4 V5 V6

re2e%ematrea '!ndamentalei


22/28

0

2

4

I(T1) I(T4)

0

2

4

I(T2) I(T5)

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Frequency (H)

0

5

I(T3) I(T6)

Re2re%enatrea '!ndamentalelor la tiristoare

Abservatii si concluzii+ensiunea de linie UA/ este ob=inut; ca o diferen=; :ntre UA 9i U/. #ceasta nu

con=ine armonica de ordinul 0 sau multiplii acesteia deoarece tensiunile de pol au aceea9ifaz;. #rmonicile care r;mntreruptoarele )L6 reprezint; grup;rile tranzistor-diod; de regim liber :n montajantiparalel. #ceste :ntreruptoare sunt bidirec=ionale :n curent 9i unidirec=ionale :ntensiune.

Iiecare dintre tranzistoare permite conductia curentului de la colector la emitor,iar diodele redresoare de putere montate :n antiparalel permit conductia curentului :n sensinvers. #ceste diode numite si diode de regim liber sunt caracteristice invertoarelor de


23/28

tensiune furnizn acest mod se poaterecupera dinspre invertor spre sursa de c.c. energia :nmagazinat; :n inductivitateacircuitului de sarcin;.

1istemele de comand; bazate pe principul modulatiei :n latime a impulsurilor aufost introduse :n aplicatiile cu invertoare datorit; avantajelor oferite :n comparatie cu

comanda simetric; (pentru cazul monofazat) sau programul de F**

(pentru cazultrifazat)4 aceste avantaje sunt- %osibilitatea de reglare at


24/28


25/28

+ensiunea rezultata la bornele sarcinii este altenativa, dreptunghiulara ,cuintervale de tensiune zero pentru fiecare jumatate de ciclu.

Relatii de calc!l:

%rincipalele m;rimi caracteristice ale comenzii %MB sinusoidal; sunt urm;toarele

N gradul de modularema 0 Ure'- U2

unde Ure' reprezint; valoarea de v


26/28

Re2re%entarea armonicilor:

O&servatii si concl!%ii:

- #rmonicile tensiunii la ie9irea invertorului monofazat :n punte apar ca ni9te benzilaterale centrate :n jurul frecven=ei de comuta=ie 9i a multiplilor acesteia (m', +m',*m', ...) pentru ma8):


27/28

-.+ARIA$ORUL O%OFA,A$ D# $#%&IU%#

AL$#R%A$I+A

Elemente caracteristice:5ariatorul de tensiune alternativ; (5+#) este un convertor alternativ-alternativ

complet comandat, care permite modificarea valorii efective a tensiunii de iesire.Irecven=a tensiunii de ie9ire este egal; cu freven=a tensiunii alternative de alimentare.%rin reglarea valorii efective de ie9ire, de e"emplu, se poate regla intensitatea luminoas;a unei l;mpi. #cest tip de regalj folose9te, de obicei, dou; tiristoare conectate :nantiparalel sau un triac.

Schema electrica echivalenta:

O 1chema este formata dintr-o sursa de curent alternativa, doua tiristoare legate inantiparalel si o sarcina rezistiv inductiva si o sarcina pur rezistiva.


28/28

%e alternanta pozitiva intra in conductie +si ramane in conductie pana candcurentul de sarcina trece prin zero si atunci se blocheaza, atunci intra in conductie pealternanta negativa celalalt tiristor +cu o intarziere C fata de trecerea prin zero atensiunii de alimentare, intarziere ce poate fi reglata.

Relatii de calc!l:%entru determinarea componentelor puterii se pot folosi urm;toarele rela=ii decalcul- %uterea aparent; total; S0 U9I- %uterea activ; total; P0 U9I9cos- %uterea reactiv; total; #0U9I9sin

Din aceste e"presii se ob=ine rela=ia dintre 1, % 9i &S0;(P+< #+

- %uterea aparent; a fundamentalei S0U9I)

- %uterea activ; a fundamentalei P0S9 cos- %uterea reactiv; a fundamentalei #0S9 sin- %uterea deformant; #d0;(#+1#)+

Din aceste e"presii se ob=ine puterea aparent; total; S0;(P+

sjfs sfsfs wqqwwq etgeg

Documents