Przekształtniki tyrystorowe (ac/dc)

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Przekształtniki tyrystorowe (ac/dc)"

Władysław Gajewski
7 lat temu
Przeglądów:

1 Przekztałtniki tyrytorowe (ac/c) Struktury (najczęściej toowane) Uprozczona analiza ( L 0, i cont ) Przebiegi napięć, prąów i mocy Wzory na wartości śrenie, kuteczne, harmoniczne Komutacja ( L > 0, i cont ) Przebiegi i wzory jak poprzenio Analiza ymulacyjna ( L > 0, i i (t) ) Przewozenie przerywane Przekztałtnik jako element ukłau regulacji Schemat blokowy, właściwości regulacyjne 1

2 Protowniki tyrytorowe chematy praktyczne nukcyjność L po tonie prąu tałego: wygłaza prą wyjściowy może być częścią obciążenia obciążenie można zatąpić źrółem prąowym nukcyjność L po tronie zailania: wpływa na komutację ogranicza i/t 2

3 Zaay ziałania moel uprozczony (L0, icont) Grupa komutacyjna katoowa Katoy T1 i T3 połączone w punkcie P (+) Przewozi tyrytor o wyżzym napięciu anoowym Wybierane jet najwyżze napięcie Grupa komutacyjna anoowa anoy T2 i T4 połączone w punkcie N (-) Przewozi tyrytor o niżzym napięciu katoowym Wybierane jet najniżze napięcie 3

4 Protownik 2-pulowy motkowy (L0, R,L var) 4

5 Protownik 2-pulowy jenokierunkowy (L0, R,L var) 5

6 Zaay ziałania moel uprozczony (L0, icont) Analiza przebiegów i wzory wyprowazone na natępnych 8-miu lajach otyczą uprozczonego moelu protownika, w którym zakłaa ię tały prą obciążenia i 6

7 Śrenie napięcie wyprotowane V (a) Takie amo jak w motku ioowym, o ile a 0 Wartości chwilowe oraz śrenie napięcia mogą być ujemne (zięki źrółu prąowemu) Wzór na napięcie śrenie: V V α 2V inωt ωt 2 π 1 π π+α α α 2V coα 0.9coα 2 V αv0coα V0 2V π Prą ieci jet opóźniony o kąt a 7

8 Praca protownikowa i falownikowa, moc śrenia Śrenie napięcie V jet ujemne, gy 90 o < a <180 o ; jet to praca falownikowa Wzór na moc śrenią: P 1 T T 0 p t t 1 T T 0 v i t 1 T T 0 v t V 0.9V co α 8

9 Harmoniczne napięcia wyjściowego v Przebieg powtarza ię po połowie okreu napiecia ieci Czętotliwości harmoniczne ą wielokrotnościami 2f Można je obliczyć za pomocą zeregu Fouriera Makimum harmonicznych wytępuje gy a jet równe p/2 Wzory na harmoniczne można znaleźć w literaturze; na wykłazie nie bęziemy ich omawiać 9

10 Prą wejściowy (a0 lub protownik ioowy) Wpółczynnik zniekztałceń harmonicznych THD 48,4% Potawowa kłaowa jet w fazie z napięciem Wpółczynnik przeunięcia (iplacement factor, co j) 1 Wpółczynnik mocy PF DPF h /

11 Prą wejściowy i (a > 0 ), rozkła na harmoniczne Kąt przeunięcia kłaowej potawowej F 1 równy a Wartości kuteczne kłaowej potawowej i harmonicznych: π 0.9, h 1 h, h 2k+ 1, k 1,2,... i 2 1inωt α+ 2 3in3 ωt α+ 2 5in5 ωt α+ 11

12 Wpółczynniki mocy: DPF, THD, PF Wartość kuteczna prąu : Przeunięcie potawowej harmonicznej równe a, zatem: DPF coφ 1 coα Wpółczynniki : THD i, PF THD PF DPF π coα 12

13 Moce: czynna P, bierna Q 1, Q, pozorna S 1, S Moc czynna (równa po obu tronach): PV 1 coφ 1 V 0 coα Moc bierna kłaowej potawowej: Q 1 V 1 inφ 1 V 0 inα Moc pozorna kłaowej potawowej (nie zależy o a): S 0.9V V 1 P +Q V co α+ in α V 0 Całkowita moc pozorna : ( S > S 1 ) S V V 13

14 Komutacja (rozważania wtępne) W ukłaach praktycznych inukcyjność L jet zawze > 0 Prą nie może przemieścić ię z jenej gałęzi o rugiej natychmiatowo Zmiana prąów, czyli komutacja zajmuje pewien przeział czau: t m Zamiat czau częściej poługujemy ię kątem komutacji: m w t m Zakłaa ię, że prą i nie zmienia ię w czaie komutacji : i Przykła (przypomnienie komutacji natychmiatowej, L 0 t m 0, m 0): 14

15 Komutacja (przykła, L > 0) V < 0 D 2 przewozi prą Napięcie v 0 V zmienia znak na oatni Zaczyna przewozić D 1 L powalnia zmiany prąu D 1 i D 2 przewozą równocześnie D 2 przetaje przewozić gy prą i D2 panie o zera Po komutacji prąy oraz napięcia źróła i obiornika ą obie równe 15

16 Przebiegi pocza komutacji (przykła, L > 0) Pocza komutacji (wie na 1 okre ieci): Prą i : rośnie o 0 o maleje o o 0 Napięcie v : Pozotaje zerowe Pozotaje zerowe Napięcie v L oraz A m (całka z v L ): A μ v L 2V in μ ωt L A 2V inωt ωt ωl i i t ωl 2V 1 coμ ωl coμ 1 2V μ 0 0 2V ωl iˆ k 1 co 1 co μ μ 16

17 Śrenie napięcie wyprotowane V (przykła) Pocza komutacji v 0 i latego śrenie napięcie V zmniejza ię w porównaniu z przypakiem komutacji natychmiatowej (L 0) Śrenia wartość napięcia przy komutacji natychmiatowej: π V0 2V in π 2π 0 ωt ωt V V Śrenia wartość napięcia po uwzglęnieniu komutacji: V 1 2π π μ 2V in 1 2π π 1 2π ωt ωt 2V inωt ωt 2V inωt ωt 0 μ 0 V 2 2 V 2π A μ 2π 2 2 V 2π ωl 2π, paeknapięcia : ΔV A μ 2π ωl 2π V V 0 ωl 2π V 0 1+ co 2 μ 17

18 Komutacja w protowniku 2-pulowym ćwiczenie ipes 18

19 Przekztałtnik motkowy, 1-fazowy Komutacja powouje poobne efekty, jak poprzenio opiane (zmniejzenie zybkości zmian prąu i, paek śreniego napięcia wyjściowego V ) Pocza komutacji przewozą wzytkie cztery tyrytory (ioy) Wzory na śrenie napięcie wyprotowane ą poobne (ale nie ientyczne!) 19

20 Komutacja w 1-fazowym motku ioowym Gy v < 0 przewozą D3 i D4 Gy v taje ię oatnie przewozą również D1 i D2 Prą ieci i zmienia ię w granicach o - o Napięcie v jet pocza komutacji zerowe 20

21 Analiza komutacji metoą prąów oczkowych Schemat ważny la: 0<ωt < μ v > 0 ; v 0 Przewozą 4 zawory: D3 i D4 kontynuują, D1 i D2 zaczynają i D1 i D2 i μ i D3 i D4 i μ i μ pra oczkowy obwou komutacji i 2i μ 21

22 Kąt komutacji m w 1-fazowym motku tyrytorowym v co v L L i t A μ α+μ α 2ωL 2V α+ μ coα lub: coα coα+ μ 2V in ωt ωω ωl 2V 2ωL i 2ωL 22

23 Śrenie napięcie wyprotowane Spaek napięcia proporcjonalny o powierzchni A m Wzór na śrenie napięcie wyjściowe i komutacyjny paek napięcia (w zależności o kąta a i prau ): V 2 2V π co α 2ωL π ΔV 2A 2π μ 2ωL π V V 0 co α X k ; V 0 2 π 2V ; X k 2 π ωl ( wzór na śrenie napięcie w funkcji kątów a i m ) V V 2 2V π 2V π co 2ωL π 2V 2ωL α coα coα+ μ V 2 0 coα+ coα+ μ coα+ coα+ μ 23

24 Przeunięcie potawowej kłaowej prąu ieci Z powou komutacji przeunięcie jet więkze niż a Gyby założyć liniowy przebieg prąu w czaie komutacji, to: DPF co α+ μ/2 Z równowagi mocy (brak trat w przekztałtniku): P V 1 DPF V 1 V 0 coα 2 / π ωl V co α+ μ / 2 2 nne wpółczynniki muzą być liczone z uwzglęnieniem kztałtu prąu 24

25 Przeunięcie potawowej kłaowej prąu ieci Z powou komutacji przeunięcie jet więkze niż a Gyby założyć liniowy przebieg prąu w czaie komutacji, to: DPF co α+ μ/2 Z równowagi mocy (brak trat w przekztałtniku): P V 1 DPF V 1 V 0 coα 2 / π ωl V co α+ μ / 2 2 nne wpółczynniki muzą być liczone z uwzglęnieniem kztałtu prąu 25

26 Komutacja w protowniku 3-pulowym; charakterytyka V() 26

27 Przekztałtnik 3-pulowy w pracy falownikowej; przewrót 27

28 Przekztałtnik 6-pulowy motkowy (L0,R,Lvar) 28

29 Przekztałtnik 6-pulowy motkowy (L0,icont) 29

30 Przekztałtnik 6-pulowy : przebiegi napięcia v praca protownikowa praca falownikowa 30

31 Przekztałtnik 6-pulowy : przebiegi prąu ieci 31

32 Przekztałtnik 6-pulowy : prą ieci la różnych kątów a praca protownikowa praca falownikowa 32

33 Przekztałtnik 6-pulowy : charakterytyka terowania V (a) Dioowy, lub a0 : efekt terowania : 33

34 Przekztałtnik 6-pulowy (L >0; icont) 34

35 Napięcie i prąy pocza komutacji 35

36 Prą pobierany z ieci przez przekztałtnik 6-pulowy (L>0) 36

37 Harmoniczne prąu ieci (p6, L>0) 37

38 Przekztałtnik 6-p, realityczny moel obciążenia (R-L-E)) 38

39 Napięcia i prąy zbliżone o realnych (p6, L>0, R-L-E) (przewozenie ciągłe) 39

40 Napięcia i prąy zbliżone o realnych (p6, L>0, R-L-E) (przewozenie przerywane) 40

41 Charakterytyki zewnętrzne V() przy różnych kątach a 41

42 Śrenie napięcie wyjściowe przy przewozeniu ciągłym 42

43 Kąt yponowany na wyłączenie (zapa kątowy) przy pracy falownikowej 43

44 Wzory na napięcie wyjściowe przekztałtnika p-pulowego przy przewozeniu ciągłym V α V 0 coα X k V 0 p π in π p 2V X k p 2π ωl 44

45 Schemat blokowy przekztałtnika (przy przewozeniu ciągłym) 45

Podobne dokumenty

W3. PRZEKSZTAŁTNIKI SIECIOWE 2 ( AC/DC;)

W3. PRZEKSZTAŁTNIKI SIECIOWE 2 ( AC/DC;) W3. PRZEKSZTAŁTNK SECOWE ( AC/DC;) PROSTOWNK STEROWANE [L: str 17-154], [L6: str 10-160] (prostowniki tyrystorowe sterowane fazowo) Postawowe cechy prostowników - kryteria poziału - liczba faz - liczba