FAZNO UPRAVLJIVI PRETVARAČI

Jednofazni mosni spoj – ispravljački način rada

Jednofazni mosni spoj – ispravljački način rada

cos2 s

d

VV

struja mreže

struja tereta

Jednofazni mosni spoj – izmjenjivački način rada

Jednofazni mosni spoj – izmjenjivački način rada

cos2 s

d

VV

struja tereta

struja mreže

Upravljačka karakteristika (prijenosna karakteristika)

Struja trošila može biti isprekidana (posebice kod malih tereta motora), u tom slučaju izlazni napon iznosi:

)cos(cos)(dsin1

s

sssd

VttVV

γ je kut vođenja tiristora.

Upravljačke karakteristike jednofaznog mosnog spoja. Za neisprekidani način rada uzet je aktivni teret, a za isprekidani način rada pasivni.

isprekidani način rada

neisprekidani način rada

U području neisprekidane struje s povećanjem strujnog opterećenja pada brzina vrtnje zbog pada napona RaIa na motoru i zbog komutacijskog pada napona u usmjerivaču.

U području isprekidane struje, za fiksni upravljački napon odn. fiksni kut upravljanja α, izlazni napon je veći nego u neisprekidanom načinu rada. Zato pojava isprekidane struje uzrokuje povećanje brzine vrtnje. To se događa kod malog strujnog opterećenja (tj. kod malog momenta tereta).

Utjecaj isprekidane struje motora na brzinu vrtnje

Jednofazni mosni spoj – model s komutacijskom reaktancijom

Utjecaj induktiviteta mreže na rad jednofaznog mosnog spoja

struja mreže

)cos(cos)(dsin1

uV

ttVVu

ssssx

Pad napona zbog komutacije iznosi:

Upravljačka karakteristika se dobiva simulacijom, ako treba uzeti u obzir sve utjecajne parametre:

– induktivitet mreže,

– otpor mreže,

– otpor armature,

– induktivitet armature,

– protuelektromtrnu silu motora,

– napon praga tiristora,

– dinamički otpor tiristora.

Trofazni mosni spoj

Trofazni mosni spoj – ispravljački način rada (neisprekidana struja trošila)

okidni impulsi

istosmjerna struja

izlazni napon

struja mreže

Trofazni mosni spoj – izmjenjivački način rada (neisprekidana struja trošila)

okidni impulsi

istosmjerna struja

izlazni napon

struja mreže

Trofazni mosni spoj – upravljačka karakteristika za neisprekidani način rada

cos3

sd VV

Vs – vršni linijski napon

Nelinearnost upravljačke karakteristike može izazvati nestabilnost regulacijskog kruga. Zato, pretvarač zajedno s impulsnim uređajem treba imati linearnu karakteristiku.

crccm

sd

cnscnssd

vKvV

VV

vVvVVV

3

3)cos(cos

3cos

3 1

Kr je pojačanje pretvarača:

cn

s

cm

s

cm

sr V

V

V

V

V

VK rmsrms 35,1

233

Upravljački napon je normiran, tako da je manji od 1 i da se može izračunati arccos.

Shema impulsnog uređaja za upravljanje trofaznim mosnim spojem

Regulacijski model usmjerivača u trofaznom mosnom spoju

Usmjerivač je regulacijski član s pojačanjem i kašnjenjem. Pojačanje iznosi:

cn

sr V

VK rms35,1

a prosječno kašnjenje:

sr fT

1

12

1periode) jedne (trajanjex

360

2/60

Dakle, model je:

r

rsTrr sT

KKsG r

1e)(

Usmjerivač s karakteristikom strujnog izvora

Ključ upravljanja istosmjernim motorom je upravljanje elektromagnet-skim momentom. Zato, usmjerivaču treba dodati regulacijski krug tako da postane upravljivi strujni izvor.

Usmjerivač dopunjen regulacijskim krugom postaje strujni izvor

Trofazni poluupravljivi mosni spoj

Samo za snage do 100 kW. Uočite da je moguć rad samo u prvom kvadrantu.

Trofazni mosni spoj s porednom diodom

Uočite da je moguć rad samo u prvom kvadrantu. Prednost pred trofaznim mosnim spojem je u manjoj valovitosti izlaznog napona. Tako se smanjuje valovitost momenta.

Trofazni mosni spoj s porednom diodom

okidni impulsi

istosmjerna struja

izlazni napon

struja mreže

Trofazni reverzibilni fazno upravljivi pretvarač

Upravljanje pretvaračima traži posebnu logičku jedinicu, da bi se spriječio kratki spoj pojnih mreža.

Faktor snage

Gornja slika prikazuje rad motora s graničnim momentom. Donja slika prikazuje prvi harmonik mrežne struje – on ostaje konstantan u cijelom području brzina vrtnje. Posebno je mali faktor snage kod malih brzina vrtnje

Primjer upravljanja bez povratne veze

Primjena fazno upravljivih pretvarača

Uglavnom se primjenjuju u EMP promjenljive brzine vrtnje, tamo gdje su prihvatljivi njihovi nedostaci, a to su:

– valovitost izlaznog napona, ponekad je potrebno u seriju s ar-maturom spojiti prigušnicu da bi se smanjila valovitost momenta i brzine vrtnje, te da bi se smanjilo zagrijavanje armature;

– mrtvo vrijeme (bitno je kod servopogona),

– mali faktor snage.