UNIVERSITATEA LUCIAN BLAGA SIBIU FACULTATEA DE INGINERIE HERMANN OBERTH Specializarea ELECTRONICA APLICATA DISCIPLINAELECTRONICA DE PUTERE -Programa analitica a cursului -Programa analitica a laboratorului -Programa analitica a proiectelor -Bibliografie -Modalitati de evaluare a cunostintelor -Subiecte de examen -Referat Coordonator:Student:Vida Cornel Ionut Francisc TrkGrupa:Anul III 332/1 ANUL UNIVERSITAR 2011-2012 - 2 - Programa analitica a cursului 1. Conversii energetice. 2. Conversia parametric a energiei electrice. 3. Conversia energiei electrice.4. Dioda semiconductoare. 5. Tiristorul. 6. Diacul. 7. Triacul. 8. Tranzistorul bipolar de putere. 9. Tranzistorul MOS de putere. 10. Tiristorul cu comand bilateral (GTO). 11. Tranzistoul bipolar cu poart izolat (IGBT). 12. Tranzistorul controlat MOS (MCT). 13. Tranzistorul cu inducie static i tiristorul cu inducie static. 14. Comparaii ntre dispozitivele semiconductoare de putere. 15. Comutaia n circuitele electronice cu circuite semiconductoare. 16. ntreruptoare statice. 17. Variatoare de curent alternativ. 18. Convertorul monofazat cu nul. 19. Convertorul monofazat n punte. 20. Convertorul trifazat cu nul. 21. Convertorul trifazat n punte. 22. Regimul de conducie ntrerupt. 23. Convertoare de patru cadrane. Cicloconvertoare. 24. Variatoare de tensiune continu 25. Invertoare cu comutaie forat. Modulaia n durat a impulsurilor (PWM). 26. Invertoare de tensiune PWM. 27. Invertoare de curent PWM. 28. Convertoare de frecven. 29. Surse Alimentare n tampon. 30. Surse nentreruptibile de tensiune (UPS). 31. Surse pentru sudarea cu arc electric. 32. Energetica conversiei energiei. - 3 - Programa analitica a laboratorului 1. Influena curentului electric asupra corpului omenesc. 2. Norme de protecie a muncii n laboratorul de electronic de putere.3. Studiul aparatelor de laborator. 4. Studiulregimurilorstaionarealedispozitivelorsemiconductoarede comutaie energetic 5. Studiulregimurilordinamicealedispozitivelorsemiconductoarede comutaie energetic. 6. Studiul convertoarelor monofazate cu nul i n punte.7. Studiul convertoarelor trifazate cu nul i n punte. 8. Studiul variatoarelor de tensiune continu de tip BUCK. 9. Studiul variatoarelor de tensiune de tip BOOST. 10. Studiul invertoarelor de tensiune PWM. 11. Studiul convertoarelor de frecven de ca/cc. 12. Studiul unui invertor monofazat cu circuit rezonant n serie 13. Studiul unor surse de rezerv. 14. Studiul unor surse n comutaie. 15. Studiul unui convertor de ca/cc cu izolare galvanic. 16. Studiul regimului deformant Programa analitica a proiectelor 1.Etapelentocmiriiunuiproiect(fundamentareateoretic,justificride soluii,schemebloc,schemedesfurate,proiectuldean,proiectulde diplom). 2.Proiectarea unui transformator de sudur de 3 KVA. 3.Proiectarea unor module de putere cu tiristoare i a unui invertor monofazat cu tiristoare cu circuit rezonant serie. 4.Proiectarea unei surse n comutaie de mare putere. 5.Proiectarea unor variatoare de tensiune continua. 6.Proiectarea unei surse de ncrcare n tampon a bateriilor de accumulator. 7.Proiectarea unui corector de factor de putere (PFC). - 4 - Referatul Un subiect din tematica cursului sau din subiectele de examen. 1.Titlu 2.Rezumat 3.Textul referatului 4.Concluzii 5.Bibliografie Referatul trebuie sa aiba 3-4 pagini, maxim 5. Bibliografie 1.Kelemen, A. i col.: Electronic de putere, EDP, Bucureti 1983 2.Ionescu,F.icol.:Electronicdeputere.Convertoarestatice.Ed.tehnic Bucureti 19963.Bitoleanu,A.:Convertoarestaticeistructuridecomandperformante. Ed.Sitech Craiova 2000 4.Alexa,D.:Aplicaiialeconvertoarelorstaticedeputere.Ed.tehnic Bucureti 1989 5.Popescu, V.: Electronic de putere. Ed.de Vest Timioara 1996 6.Golovanov, C. i col.: Probleme moderne de msurare n electroenergetic, Ed.tehnic Bucureti 2001 7.Popescu, V.: Stabilizatoare de tensiune n comutaie. Ed.de Vest Timioara 1992 8.Williams, B.W.: Power Electronics, Ed.Macmillian 1987 9.Ericson, R.W.: Fundamentals of Power Electronics, ED.Chapman and Hall, New York 1997 10.Maschalko, R: Convertoare de ca/cc cu modulare in durata a impulsurilor, Ed. Mediamira, Cluj Napoca, 1997. 11.Floricau, D: Sisteme de comanda pentru convertoare statice de putere, Ed. Printech, Bucuresti, 1997. - 5 - 12.Ionescu, F: Dispozitive semiconductoare de putere, Indrumarde laborator, Universitatea Politehnica, Bucuresti, 1997. 13.Ionescu,F:Convertoarestaticedeputere,Indrumardelaborator, Universitatea Politehnica, Bucuresti, 1997. 14.Bitoleanu, A: Convertoare statice, Indrumar de laborator, Universitatea din Craiova, 1993. 15.Cerbulescu, D: Convertoare statice de putere, Ed. Universitare din Craiova, 1995. 16.Ionescu, F: Electronica de putere, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1998. 17.Alexa,D:Convertoaredeputerecucircuiterezonante,Ed,Tehnica Bucuresti, 1998. 18.Ionescu, F si col: Electronica de putere, Modelare si simulare, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1997. 19.Lungu, M si col: Echipamente de modulare cu semiconductoare de putere- proiectare, verificare, utilizare + IPA, Bucuresti. 20.Hauler, E: Mutatoare Indrumar de laborator, Timisoara, 1984 21.Radoi,Csicol:ElectronicasiinformaticaindustrialaAplicatiipractice, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1977. 22.Iordache,Msicol:Calitateaenergieielectrice,Ed.Tehnica,Bucuresti, 1997. 23.Popescu,V:Stabilizatoaredetensiuneincomutatie,Ed.deVest, Timisoara, 1992. 24.Bodea,M.sicol:Circuiteintegrateliniare.Manualedeutilizare,vol.IV, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1985. 25.Nicolae, P.M.: Calitatea energiei electrice in sistemele electromagnetice de putere limitata, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1998. 26.Fansua, A.: Conversia electromecanica aenergiei, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1999. 27.Popescu,V.:Convertoaredeputereincomutatie,Ed.deVest,Timisoara, 1999. 28.Popescu, V.: Electronica de putere, Ed. de Vest, Timisoara, 1999. 29.Popescu, M.O.: Convertoarestatice de c.c.c.c. cu comutatie fortata, Ed. ICPE, Bucuresti, 1999. 30.Ionescu, F.: Electronica de putere, Ed. ICPE, Bucuresti, 2000. 31.Ghita, C: Convertoare electromecanice. Vol. I, Ed. ICPE, Bucuresti, 1998. 32.Ghita, C: Convertoare electromecanice. Vol. II, Ed. ICPE, Bucuresti, 1999. - 6 - Modalitati de evaluare a cunostintelor Capacitatea de analiz i sintez a studenilor i de-a lungul semestrului , att la oreledecursctidelaborator.NotafinalaNobinutdestudentcaomsura cunotineloracumulateiadisponibilitatilordeutilizareaacestorcunostinteare urmatoarele componente:N1- nota pentru prezenta N2- nota pentru activitatea desfurat la laborator N3- nota pentru referat N4- nota pentru lucrri de control N5- nota de examen final N= 0,05 x N1 +0,1 x N2 +0,25 x N3 +0,1 x N4 + 0,5 x N5 Prezentaesteobligatorielalaboratorsiproiect.Activitateadelaboratoreste finalizat n urma efecturii tuturor lucrrilor, absene maxim 4 , care se recupereaz la sfritulsemestrului.ntimpulsemestruluifiecarestudentvantocmiunreferatpeo tem aleas din programa analitic a cursului (acesta va fi predat i pe suport electronic). Se vaface o cercetare tematic pe internet,de asemenea fiecarestudent va contacta o firmcareproducedispozitivedeelectronicdeputere.Lucrriledecontrolsunt considerate,testelededebutisfritdedisciplinncareseverificcunotinele minime legate de prezena la disciplin. Examenulfinalesteoralcurspunsdupbiletuldeexamen,careconine3 subiecte.Obinerea notei cinci dup subiectele de examen d dreptul studentului la un joc interactiv de mbuntire a notei obinute.Nota final se mrete in procent de 20% pentru activiti deosebite n interesul disciplinei. Subiecte de examen 1.Conceptul de energie 2.Forme energie 3.Elemente pasive de circuit (rezistorul) 4.Elemente pasive de circuit (condensatorul) 5.Elemente pasive de circuit (bobina) 6.Intrerupatoare in electronica de putere; dispozitive semiconductoare 7.Diode semiconductoare 8.Diode redresoare 9.Diode rapide 10. Tiristorul: caracteristici, regim dinamic 11. Tiristorul: comanda, puteri disipate, protectii 12. Diacul, triacul - 7 - 13. Tiristorul GTO 14. Tranzistor bipolar de putere 15. Tranzistorul MOS de putere 16. IGBT 17. MCT 18. SIT, SITH 19. Conectarea c.a. monofazat, intrerupatoare de c.a. monofazat 20. Intrerupatoare de c.a. trifazat 21. Variatoare de c.a. (monofazat si trifazat) 22. Cicloconvertoare 23. Variatoare de tensiune continuua 24. Invertoare 25. Modulatia in durata a impulsurilor (PWM) 26. Convertoare de frecventa 27. Surse in comutatie 28. Surse neintreruptibile de tensiune 29. Protectia convertoarelor statice de putere 30. Convertoare BUCK cu izolare galvanica 31. Convertoare BOOST cu izolare galvanica 32. Convertoare FORWARD cu izolare galvanica 33. Convertoare FLYBACK cu izolare galvanica 34. Puteri, energii in regimul deformant 35. Parametrii regimului deformant 36. Regimul deformant in sisteme energetice 37. Regimul deformant produs de convertoarele c.a/c.c 38. Masurarea regimului deformant 39. Filtre active 40. Redresor monofazat ideal PWM 41. Redresor trifazat ideal PWM 42. Convertoare PFC 43. Comanda PFC prin curent de varf 44. Circuite integrate pentru convertoare PFC 45. Convertoare cvasirezonante ZCS 46. Convertoare cvasirezonante ZVS 47. Convertoare cu circuit de sarcina rezonanta 48. Surse in comutatie in contratimp 49. Circuite integrate PWM pentru surse de comutatie 50. Circuit integrat UC 1846 51. Surse neintreruptibile de tensiune UPS - 8 - Referat Redresor Trifazat In Punte Semicomandata 1.Introducere Opuntesemicomandatseobinedintr-opuntecompletcmandatlacare jumtateadintiristoaresuntnlocuitecudiode.Opuntetrifazataesteformatdin3 brae cu diode n cazul redresorului necomandat sau cu tiristoare n cazul redresorului complet comandat. n total rezult 6 dispozitive redresoare ce pot fi grupate n dou structuri cu punct median M3p i M3n. La redresorul trifazat n punte semicomandat celedoustructuricomponenteM3suntrealizatecudispozitivediferitediode, respectiv tiristoare precum n figura 2.1. Caincazulredresoarelormonofazatenpunteilaredresorultrifazatn punte curentul de sarcini trece prin dou elemente redresoare legate n serie. 2.Coninut nfigura2.1structuraM3pesteformatdintiristoare(T1,T2,T3)istructura M3nesteformatdindiode(D1,D2,D3).Aadar,primulbraalpunii,alimentatde tensiunea uR, este format din tiristorul T1 i dioda D1, braul al doilea din tiristorulT2 idiodaD2,iarbarul3dintiristorulT3idiodaD3.S-aufiguratdoarinductanele echivalente ale fazelor sursei de curent alternativ (Ls), rezistenele fiind neglijate. Tiristoarelelucreazdoarpealternanelepozitivealetensiunilordefaz. Acesteasecomandcuunghiulmsuratfadepuncteledecomutaienatural notatecuP1,P2,P3.Diodelevorlucradoarpealternanelenegativeivorcomuta singure n punctele de comutaie natural (N1, N2, N3). Figura 2.1(redresor trifazat n punte semicomandat) - 9 - Funcionareapuniitrifazate semicomandateestemaicomplexdecta punii monofazatedeoareceprezintparticularitinfunciedevaloareaunghiuluide comand.ncontinuaresevatrataaceastpuntentreiipostazedefuncionare distincte n care unda de tensiune de la ieire prezint forme diferite. Cele trei situaii sunt luate n considerare n funcie de urmtoarele valori ale unghiului de comand : ). 180 60 ( ), 60 )), 60 0 [ ) c = cooocba

Relaia undei ieirii pentru un redresor trifazat n punte semicomandat: ) 60 0 [ ) c o a Formeledeundcorespunztoarealeacestuiintervaldecomandsunt prezentatenfigura2.2.Observmcundatensiuniideieireud(t)prezintdoar3 pulsuri identice ntr-o perioad a tensiunii de alimntare T cu perioada Tp=2/3rad. La rnduluifiecarepulsprincipalesteformatdindoupulsurisecundarediferiteca form. La primul limea scade odat cu creterea unghiului de comand (/3-), iar la al doilea crete odata cu creterea unghiului de comand (/3+).Aceastdiferenfadepunteacompletcomandatsedatoreazfaptuluic undauM3nareoformfixindiferentdecomand(nfurareasemialternanelor negativealetensiunilordefaz),iarunda uM3pesteformatdinpulsuricarese deplaseazspredreaptaodatacucreterea unghiuluidecomand.Astfel,din combinaiacelordoutensiunirezult forma de und: din figura 2.2:) ( ) ( ) (3 3t u t u t un M p M d = Figura2.2(formeledeundcorespunztoare unuiredresortrifzatnpuntesemicomandat unghi de comand: =30) ( )2cos 1cos 126 3 oot+= + = =do s dN dp dU u u u u- 10 - Cutoatecaulocladistaneinegalentimp,comutaiilecurentuluiidse producsuccesiv,lafelcancazulpuniicompletcomandate.Pedurataconduciei unei diode are loc o comutaie comandat ntre dou tiristoarei pe durata conduciei unui tiristor are loc o comutaie necomandat a curentului ntre dou diode din partea inferioar a punii. n ultima diagram din figura 2.2 este prezentat forma de und a curentului de faz(iR)pentruaevdeniamodulncarepunteasemicomandatinterfereazcu reeaua.Putemobservacundacurentuluiabsornitdeaceastaestealternativi prezint ntreruperi. ntreruperile dintre ciclurile identice sunt mai mari i cresc odat cuunghiuldecomand(/3+),iarceledelajumtateaperioadeisuntmaimicii scad odat cu unghiul de comand (/3-). Formadreptunghiularaalternanelorcurentuluidefaz,cuntreruperile menionate mai sus determin o poluare armonic consistent a reelei de ctre puntea trifzatsemicomandat.nplus,dacfiltrareacurentuluiidnuesteperfect,ntre alternana pozitiv a curentului de faz i alternana negativ apare o uoar asimetrie. Un aspect care trebuie evideniat const n defazarea armonicii fundamentale a curentului de faz (iR) n urma tensiunii cu jumtatea unghiului de comand (1=/2). = 60 )o b Pentru aceast valoare a unghiului are locosuprapuneredecomutaiisauocomuie dublacurentuluiid,attntredoutiristoare din partea superioar a punii ct i ntre dou diode din partea inferioar a punii. Formeledeundsuntprezentatein figura 2.3 Putem observa c, la un unghi de =60, intervalele de conducie ale perechilor (T1+D2), (T2+D3),(T3+D1)disparirmnsse roteascpentruconduciedoarceletrei perechidedispozitiveredresoare(T1+D3), (T2+D1)i(T3+D2)peintervalele(/3+). Astfelntr-operioadatensiuniide alimentareTnformadeundatensiuniiud apar3pulsuribineconturate,frpulsuri secundare.Fiecarepulsesteformatdintr-o poriuneasemialternanelortensiunilorde linie:uRT, uSR i uTS. Figura 2.3 (=60) - 11 - ) 180 60 ( ) c o c Avndunghiuldecomand >60formadeundatensiunii instantaneeredresateudconine,cai n cazul =60, trei pulsuri identice ale tensiunilordelinientr-operioadTa tensiuniidealimentare,aacumse prezintnfigura2.4.Deosebireafa decazulanteriorconstnfaptulc laimeapulsurilorscadeodatcu mrimeaunghiuluidecomand.n plus,aparintervalelencaretesiunea ud se anuleaz, atunci cnd aceasta are tendinasischimbepolaritatea, datoritapariieicilordedescrcare formate din tiristorul aflat n conducie i dioda de pe acelai bra cu el. 3.Concluzii Aadarredresorultrifazatnpuntesemicomandatdevinemaisimplu,mai ieftin i mai uor de comandat, ns poate fi folosit doar ca surs de curent continuu reglabil cu funcionare ntr-un singur cadran. 4.Bibliografie a. Dimitrie Alexa i colectivul Convertoare de putere cu circuite rezonante, Editura Tehnic Bucureti 1998 b.Popescu Viorel Electronic de Putere Figura 2.4 (>60)