v.katić - ee1-ii deo - ispravljači ac-dc

8/10/2019 V.kati - Ee1-II Deo - Ispravljai AC-DC

1/28

V.Kati ENERGETSKA ELEKTRONIKA 60

7. Uvod u energetske pretvarae

Energetski pretvarai su ureaji koji vre pretvaranje jednog oblika energije udrugi. Osnovni zahtev pri svakom pretvarnju energije je da se gubici pretvaranja svedu naminimalne, tj. da pretvara bude sa visokim koeficijentom energetske efikasnosti.

Ima veliki broj raznih vrsta pretvaraa, ali e se ovde govoriti o pretvaraima kojigeneriu ili troe elektrinu energiju. Takve poretvarae moemo podeliti u:1. Elektro-mehanike pretvarae pretvaraju elektrinu energiju u mehaniku ili obrnuto.Koriste princip Elektromagnetne indukcije (Faradejev zakon elektromegnetne indukcije).Primer: rotacione elektrine maine (elektrini motori, elektrini generatori), Rotacionipretvarai (AC/DC ili DC/AC) i dr.2. Elektrine pretvarae pretvaraju elektrinu energiju u elektrinu. Koriste principElektromagnetne indukcije (Faradejev zakon elektromegnetne indukcije). Primer:stacionarne elektrine maine Transformatori.3. Energetske elektronske pretvarae - pretvaraju elektrinu energiju u elektrinu. Koristeprincip rada elektronskih poluprovodnika (statiki pretvarai). Primer: ispravljai,frekventni pretvarai, operi, ciklokonvertori, dimeri i dr.4. Elektrine sijalice pretvaraju elektrinu energiju u svetlosnu. Koriste razne principe:princip uarenog vlakna (inkandencentne sijalice ili arulje), princip proboja ugasovima (fluorescentne, ivine, natrijumove, neonske i dr. sijalice) i princip elektronskihpoluprovodnika (svetlee diode, LED sijalice).5. Foto-naponske (FN) elije (FN moduli, FN paneli) pretvaraju solarnu (svetlosnu)energiju u elektrinu. Koriste princip foto-naponski efekat u poluprovodnicima (PV).Primer: FN paneli.6. Elektrini grejai pretvaraju elektrinu energiju u toplotnu. Koriste elektrotermikiprincip, odnosno rade u skladu sa Dulovim zakonom. Primer: Elektrini grejai.7. Termo-elektrini pretvarai pretvaraju toplotnu energiju u elektrinu. Koriste termo-elektrini efekat u poluprovodnicima (ThV). Primer: Termo-elektrini generator, termo-spoj i dr.8. Elektrini akumulatori ili baterije pretvaraju elektrinu energiju u hemijsku i obrnuto.Koriste elektro-hemijske principe. Primer: olovni akumulatori, Li-jonskie baterije,alkalne baterije i dr.9. Piezo-elektrini pretvarai pretvaraju silu pritiska (mehaniku energiju) u elektrinu.Koriste piezo-efekat u poluprovodnicima.10. Gorive elije (Fuel Cells) pretvaraju energiju vodonika (H2) u elektrinu. Koristeprincip elektrolize, tj. razlaganje vodonika na katjon (H+) i elektron (e-) ( H2->2H+ +2e-).11. Druge vrste pretvaraa - laser, elektrini luk, ....

Energetska efikasnost ovih pretvaraa je razliita i ide od petnaestak procenata(14-18% za FN elije) do preko devedeset ili ak devedeset pet procenata (transformatori95-96%, DC/DC pretvarai 92-96% itd)

Generalna ema i princip energetskih pretvaraa se moe predstaviti preko prikazana slici 7.1 i odgovarajuih optih matematikih postavki datih u sklopu iste slike.


2/28


T

S

dtdST0

01

0 0

izraena energija krozzatvorenu povrinu S

01

dtiuT

t 0 0

Slika 7.1 Princip i atematike postavke energetskih pretvaraa

7.1. Energetski elektronski pretvarai (Power Electronics Conerters) - definicije

Kljune definicije, vezane za energetske elektronske pretvarae (EeP) su date uIEC standardima, koji su prihvaeni i kao Srpski (nekad jugoslovenski) standard:

1. Energetski elektronski pretvara (JUS N.A0.551 551 02 01)Ureaj za energetsko elektronsko pretvaranje koje sadri jednu ili vie ventilskih

komponenti (553 03 01) i eventualno transformatore, filtre i pomonesklopove.2. Ventilska komponenta (elektronska) (553 03 01)

Nedeljiva komponenta koja sadri jednu ili vie neupravljivih ili bistabilnoupravljivih jednosmernih provodnih puteva.

3. Ispravlja (energetski) (elektronski) (551 02 02)Elektronski pretvara za ispravljanje.

4. Ispravljanje (energetsko) (elektronsko) (551 01 05)Elektronsko pretvaranje naizmenine struje u jednosmernu.

5. Pretvaranje (energetsko) (elektronsko) (551 01 02)Promena jedne ili vie karakteristika nekog elektrinog energetskog sistema

pomou elektronskoh ventilskih komponenti, pri emu je bitno da nemaznaajnijeg gubitka snage. Karakteristike elektrinog sistema su, na primer,napon, broj faza i frekvencija (ukljuujui frekvenciju nula).

Osnovne osobine energetskih elektronskih pretvaraa:- pretvaranje karakteristika elektrine energije i upravljanje- bez (bitnih) gubitaka- pomou snanih poluprovodnika (tiristora i dr).


3/28


7.2 Klasifikacija energetskih elektronskih pretvaraa

Prvi nain prema primeni:

~

= ~

=

~

=~

=

1. Ispravlja 2. Invertor

3. Pretvara uestanosti, stabilizator na ona i dr.

3. oper

Slika 7.2Klasifikacija EeP prema nameni

Drugi nain prema toku energije:- direktni (sa jednostrukim pretvaranjem)

- Indirektni (sa dvostrukim pretvaranjem)- Trostruki indirektni (sa viestrukim pretvaranjem)

=

=

~

~

ispravlja

oper

invertor

naizmeninipretvara

direktni pretvara

indirektni pretvaratrostruki ind. pretvara

Slika 7.3Klasifikacijaprikaz toga energije

Trei nain prema konstrukciji:- bez meusobne komutacije (prosta kola, tranzistorski pretvarai)- sa prirodnom komutacijom spolja voeni (mreni-ispravljai i invertori;

i preko tereta - strujni invertori)- sa prinudnom komutacijom samovoeni operi, invertori, AC motori...


4/28


etvrti nain prema izlazu-karakteru potroaa- strujni pretvarai: na izlazu je velika induktivnost, odnosno izlazna struja je

kontinualna ili konstantna- naponski pretvarai: na izlazu je velika kapacitivnost, odnosno izlazni napon je

kontinualan ili konstantan.

7.3 Metode upravljanja energetskih pretvaraa

Savremene komponente energetske elektronike su uticale da se tehnikapretvaranja razvije od fazno upravljanih (ili linearnih), preko PWM (impulsno-irinskoupravljanje), ka pretvaima sa rezonantnim upravljanjem.

Prve komponente su se jednostavno upravljale (gasile prirodnom komutacijom),ali je frekvencija rada mala, veliki gubici, veliki gabarit-fazno upravljani pretvarai.

Poveanje frekvencije je neophodno radi smanjenja veliine, cene i boljihperformansi pretvaraa. Poveanjem frekvencije rastu i gubici, pa je neophodno koristitisnaber kola. Snaberom se smanjuju gubici na komponenti i njena temperatura, ali suukupni gubici poveani. Ovu tehniku koriste PWM pretvarai.

Razvojem brzih komponenti za rad na viim frekvencijama, veliina i gubicisnabera su smanjeni. ak je mogu rad i bez snabera, unutar SOA karakteristike.

Gubici na prekidakoj komponenti se mogu prektino eliminisati, ako seprekidanje vri pri nultom naponu (ZVS = zero voltage switching) ili pri nultoj struji (ZCS = zero current switching). Ovo je mogue u rezonantnim i kvazi-rezonantnimpretvaraima. U tom sluaju ima se visoka efikasnost, smanjen hladnjak, poboljanapouzdanost i rad bez snabera.

Dananji trend u energetskoj elektronici je prelaz sa fazno upravljanih (pretvaravisokih snaga i manji dioda, tiristor, trijak, GTO tiristor) na PWM (pretvara srednjihsnaga i manji BPT, MOS FET, IGBT i nove komponente) na rezonantne tehnolokepretvaraa (pretvara malih snaga MOS FET i nove komponente).


5/28


8. Ispravljai

8.1 Definicija

Ispravljai su sklopovi energetske elektronike, koji slue za pretvaranjenaizmenine struje (napona) u jednosmernu AC/DC. To je jedan od najeeprimenjivanih vrsta pretvaraa i predstavljaju vezu izmeu dva elektrina sistema naizmeninog i jednosmernog.

U ispravljaima se najee koriste diode i takav jednofazni ispravlja je poznatkao Gretzov spoj. Osim dioda, koriste se i tiristori, kada je mogue regulisati veliinu(srednju vrednost) izlaznog napona.

U sluaju da je potreban konstantan izlazni napon, na jednosmernoj (DC) straniispravljaa se povezuje kondenzator (C-filtar, za peglanje napona, odnosnosmanjivanje valovitosti).

Radi prilagoavanja veliine (srednje vrednosti) DC napona esto je potrebno preispravljanja smanjiti vrednost (efektivnu vrednost) naizmeninog (AC) napona. Za tusvrhu se koristi transformator. Zbog specifinih zahteva, takav transformator se nazivaispravljaki transformator.

8.2 Vrste, klasifikacija:

Osnovna podela ispravljaa je na: Strujne - karakteriu se preteno induktivnim potroaem, odnosno konstantnom

ili kontinualnom DC strujom i Naponske karakteriu se preteno kapacitivnim potroaem, odnosno

konstantnim ili kontinualnim DC naponom.

Strujni ispravljai se mogu podeliti, klasifikovati po:

1. broju faza:- monofazni (1~)- trofazni (3~)- viefazni (n-fazni, n~)

2. broju pulseva DC napona u periodi:- jednopulsni (1p)

- dvopulsni (2p)- tropulsni (3p)- estopulsni (6p)- dvanaestopulsni (12p)- viepulsni (N-pulsni, Np)

3. po vrsti regulacije:- neupravljivi (neregulisani - jedno-kvadrantni, diodni)- poluupravljivi (regulisani jedno-kvadrantni, diodno-tiristorski)- punoupravljivi (regulisani dvokvadrantni, tiristorski)


6/28


4. po konfiguraciji kola:- prosta- sa srednjom takom- mostni

Sa ova etiri parametra mogue je definisati svaki strujni ispravlja, odnosno onisu dovoljni da odrede svaki ispravlja, njegovu konfiguraciju, elektrinu emu i nainupravljanja.

Pored ovih kriterijuma, ispravljai se mogu razlikovati, podeliti i na sledei nain:

5. po nainu komutacije:- prirodna (mrena) komutacija- prisilna, komutacija posebnim kolom

Naponski ispravljai se mogu podeliti na slian nain kao i strujni, osim to se podelapo broju pulseva ne primenjuje. Takoe, naponski ispravljai se najee prave kaoneupravljivi (diodni) Gretzov spoj.U poslednje vreme, naponski ispravljai se prave sa puno-upravljivim prekidaima,odnosno sa snanim tranzistorima. Ovakvi ispravljai imaju mogunost bi-direkcionograda i pogodni su za aktivne AC/AC sklopove, koji su poznati kao Back-to-Back (B2B)pretvarai (sklop naponski Ispravlja-Invertor).

Primeri raznih vrsta strujnih ispravljaa:

a) 1~, 1p, upravljivi, prosti ispravlja:

~ =

Slika 8.1 - 1~, 1p, upravljivi, prosti ispravlja

b) 1~, 2p, punoupravljivi/neupravljivi, ispravlja sa srednjom takom:

Slika 8.2 - 1~, 2p, punoupravljivi (levo) / neupravljivi (desno) ispravlja u konfiguracijisa sa srednjom takom


7/28


c) 1~, 2p, neupravljivi/polupravljivi/punoupravljivi, mostni ispravljai:

Slika 8.3 - 1~, 2p, punoupravljivi (levo) / neupravljivi (desno), mostni ispravlja

Slika 8.4 - 1~, 2p, poluupravljivi, mostni ispravlja

d) 3~, 6p, upravljivi/polupravljivi, mostni ispravljai:

~

~

~=

~

~

~

=

Slika 8.5 - 3~, 6p, punoupravljivi (levo) / poluupravljivi (desno), mostni ispravlja

Kod projektovanja (razmatranja) ispravljaa u osnovi je potrebno odrediti njegove

spoljne karakteristike (izlaz/ulaz, srednja vrednost izlaznog napona, efektivna vrednostulazne struje), unutranje karakteristike (naprezanje komponenti), kao i snaguupotrebljenog transformatora u odnosu na jednosmernu snagu.

Takoe, za rad je bitna i regulaciona karakteristika ispravljaa, odnosno da li jeispravlja predvien za dvosmerni ili jednosmerni tok energije.

8.3 Jednofazni ispravlja sa srednjom takom:

Polazne pretpostavke:


8/28


1. Svi elementi u kolu su idealni, tj. zanemaruje se pad napona na komponentama,vodovima i potroau.2. Transformator je idealan, odnosno predstavljen je samo prenosjnim odnosom3. Potroa je induktivnog karaktera, odnosmo moe se smatrati da je dL , pa jestruja potroaa .constId

Prednost: jednostavna ema, malibroj tiristora (jeftino)

Mane: tiristor mora da bude zarelativno vee napone jer se nanjemu javlja dvostruki napon. Zato

se ta sprega koristi za manje naponedo 110 V.

Slika 8.6 ema jednofaznog ispravljaa sa srednjom takom sa RL potroaem.

Slika 8.7Talasni oblici ispravljaa sa srednjom takom: a) ud; b)Id; c)IT1; d) IT2; e) ip.

T1

T2 Ld

Rd

m

up

iT1

iT2

idid

ip

ud

+

+


9/28


8.3.1. Ul azno/izlazne karakteri stike

Srednja vrednost DC napona:

)cos(cosU2

)t(d)tsin(U22

12dt)t(u

T

1U s

T

0

sddi

cosU22

U sdi

cosU22

U sdio srednja vrednost napona na potroau

Najvea vrednost izlaznog napona je za 0 :

s

s

dio U9.0

U22

U Napon je manji od !Us

8.3.2. Naprezanje komponenti ispravlj a a:

Napon na tiristoru:

ddTRR UUUU

22

2222

5.25.1 k koeficijent sigurnosti

dTRR UkU veliki napon!Struja tiristora:

dTAV II 21 srednja vrednost struje kroz tiristor

2

1

0

2 dT

TRMS

Idti

TI efektivna vrednost struje kroz tiristor

Frekvencija tiristora: f=50 Hz

8.3.3.Prora un snage transformatora:

SSSTr 21

, TrS - snaga transformatora, S - snaga primara, S - snaga sekundara.

IUIUSTr 221

, ovo su sve efektivne vrednosti

TrMSd III 2

1

did UUUfU22

0,

Sekundar transformatora se bifilarno mota, da bi se rasipanje, prilikom prelazastruje sa jednog na drugi, svelo na minimum.

Za n = 1: dII , UU


10/28


11/28


Proraun komutacione prigunice:

tddi

)XX(2td

diL2dt

diL2uu CKK21

KT

n

uI

ULX

,

gde je X - reaktansa rasipanja, U - nominalni napon, nI - nominalna struja, KTu -svedeni napon kratkog spoja transformatora (%).

K

d

KT

n

UI

Uu

I

UX

8.4 Jednofazni, mostni ispravlja

Rad ispravljaa se odvija tako da naizmenino provode tiristori T1 i T4 (pozitivnapolu-perioda napona izvora) i tiristori T2 i T3 (negativna polu-perioda napona izvora).Pri tome je struja potroaa priblino konstantna, jer je pretpostavljeno da je induktivnostpotroaa veoma velika.

Slika 8.9 ema jednofaznog, punoupravljivog mostnog ispravljaa.

Ako se zanemari utical komutacije, tj. ako je LC=0, dobijaju se sledei talasnidijagrami napona i struje ovog ispravljaa. Ispravlja poinje da vodi u trenutku paljenjatiristora T1 i T4 sa faznim uglom . Ovaj ugao se meri od trenutka prolaska napona kroznulu, tj. od t=0. Zbog uticaja induktivnosti, tiristori (t1 i T4) e voditi sve dok se neukljui drugi par tiristora (T2 i T3) u -.

Moe se primetiti da se srednja vrednost izlaznog napona umanjuje kako ugao raste.

Ulazna struja je jednaka struji sekundara transformatora. Talasni oblik struje jeisti i ne zavisi od ugla ukljuenja tiristora .


12/28


13/28


coscos2

sin22

12 SSdi

UttdUU

cos22

Sdi UU

Ako se ova konfiguracija uporedi sa onom sa srednjom takom, vidi se da sedobija manje naponsko naprezanje komponenti, manji transformator (samo jedansekundar), manja snaga transformatora u odnosu na snagu potroaa, ali je potreban veibroj tiristora i sloenije upravljanje.


Napon na tiristoru: Ispravlja daje istu srednja vrednost napona na izlazu, ali sunaprezanja tiristora manja od onih u konfiguraciji sa srednjom takom:

diodioSRRM UUUU 22222

!

Strujna naprezanja tiristora su ista:

2d

Tsr

II

2d

Tef

II

Frekvencija tiristora:

f=50 Hz8.4.3.Prora un snage transformatora:

Sada je potrebna snaga transformatora manja, jer je potreban jedan sekundartransformatora i to sa naizmeninom strujom. Ipak, zbog izoblienja struje (pravougaonioblik), tj. prisustva viih harmonika, snaga transformatora je i dalje vea od snagepotroaa:

ddioTR IUIUIUIUSSS 222

1

2

1

dTR PS 11.1

8.5. Jednofazni, mostni poluupravljivi ispravljai

nesimetrino poluupravljivi simetrino poluupravljivi

8.5.1. Ul azno/izlazne karakteristike


14/28


a) b)

Slika 8.11 -Dve eme poluupravljivog, mostnog ispravljaa.

a) nesimetrino poluupravljiv ib)simetrino poluupravljiv

a) b)

Slika 8.12 - Talasni oblici napona i struja ispravljaa.a) nesimetrino poluupravljiv i b) simetrino poluupravljiv

Za obe poluupravljive eme je:

- srednja vrednost napona potroaa:

2

cos1U

22)t(tsinU2

1U ssdi d


15/28


s0di U

22U

- efektivna vrednost struje sekundara:

d.eff,sd.eff,s II:0jeAko,II


Isto za obe eme. Napon na tiristoru:

ddsTRR UU2

2U2U

5.25.1 k koeficijent sigurnostiNapon pri nabavci realnog tiristora:

dTRRM UkU veliki napon!

Struja tiristora:

dTAV II 2

1 srednja vrednost struje kroz tiristor

2

1

0

2 dT

TRMS

Idti

TI efektivna vrednost struje kroz tiristor

Frekvencija tiristora: f=50 Hz

8.6 Uticaj nelinearnog rada ispravljaa vii harmonici

Usled prekidakog rada komponenti ispravljaa dolazi do pojave viih armonikaulazne (AC) struje i izlaznog (DC) napona:

Harmonici struje Harmonici napona

1

sin2n

anS tnIi

2

sin2h

hdhdod thUUU

,...7,5,3,1n ,...6,4,2h

Slika 8.13 Ulazna struja (levo) i izlazni napon (desno) ispravljaa.

Neka je :0

AC/DC


16/28


3

11 sin2sin2n

nnS tnItIi

12

2cos14

21

h

hdod thh

UU

...t3sin31I4tsinI4i 3

d1

dS

...4cos15

22cos

3

21 42 ttUU dod

Prvi harmonik AC struje Nulti harmonik (sred. vred.) DC napona:

dd

1 I22

2

I4I

Sdo UU

22

8.6.1. Pojedina na harmonij ska distorzij a:

Postoje samo neparni harmonici AC struje Postoje samo parni harm. DC naponatj. n= 3,5,7,9,....(samo neparni harm.) tj. ,...6,4,2h (samo parni harm.)

%1001

%1001

nI

IIHD nacn

14

22

hU

UUHD

do

dh

dch

8.6.2 Ukupna harmoni jska distorzij a:

%10021

2

2

I

I

THDI n

n

ac %10022

2

do

h

dh

dcU

U

THDU

2

22

1

nn

acnacn

IHDTHDI %10012

2

do

def

dcU

UTHDU

%10011002

1

2

21

21

2

I

I

I

IITHDI

efef

ac SdoSdef UUUU

22,

def II %3.48100122

12

THDU !

dd III

224

2

11 Veliko izoblienje!

122 2

2

2

d

d

ac

I

ITHDI

%3.48100122

2

acTHDI !


17/28


Vidi se da se javlja veliko harmonijsko izoblienje i napona i struje!

8.7. Faktor snage

efef

h

hhh

IU

IU

S

P

1

cos

100

cos11

h

hhh

TT

IUidtuT

dtpT

P

1

sin2h

hh thUu

1 sin2hhh thIi

Ako se pretpostavi da je 0h onda je

1

cosh

hhhIUP .

Obino je izoblienje mrenog napona vrlo malo, pa se moe pretpostaviti da je naponista sinusoida:

111 cosIUP

11

1

111111 coscoscos efefefef I

IIU

IUIU

IU

1cos faktor pomeraja = faktoru snage u kolima sa sinusnom strujom

U kolima sa sinusnom strujom i naponom cos

Kako je:

21

2

2

22.

2

221 IIIIIII ef

h

hdist

h

hef

1I

IHD hh

ITHD1

cos

I

I

THDI2

1

2

1

2h

2

h

Za monofazni ispravlja je:

1cos

22


18/28


8.8. Trofazni ispravljai

Danas se ova vrsta ispravljaa naee primenjuje u industriskim elektro-motornim pogonima gde je potrebno fino regulisanje brzine. Takoe, primenjuju se i uelektrinoj vui, pre svega u eljeznici. Novije aplikacije su u obnovljivim izvorimaelektrine energije (asinhroni generator sa namotanim rotorom), jednosmernom prenosuvisokog napona (High Voltage DC - HVDC) is dr.

Opta ema primene ovog ispravljaa obuhvata i povratne sprege za regulaciju i topo brzini i struji.

Slika 8.14 Opta ema aplikacije ispravljaa sa upravljako-regulacionim kolom.

Dele se u tri grupe:

- 3-ro pulsni, sa srednjom takom- 6-to pulsni, mosni- 12-to pulsni, serijska veza dva estopulsna ispravljaa

8.9. Trofazni, tropulsni ispravlja sa srednjom takom

Slika 8.15 Trofazni, tropulsni, punoupravljivi ispravlja sa srednjom takom.


19/28


Slika 8.16 - Napon i struja potroaa i struja sekundara faze 1.

8.9.1. Ul azno/izlazne karakter istike

Ako se zanemari uticaj komutacije, odnosno ako se pretpostavi da je LC=0, dobijase:

fUdKod trofaznih ispravljaa ugao ukljuenja se odreuje od trenutka prirodne

komutacije komponenata (dioda), tj. od /6. To znai da je koordinatni poetak zamatematiki izraz napona izvora pomeren u desno za /6, odnosno da napon izvora trebapredstaviti sa:

6

tsinU2u ss

Tada je srednja vrednost napona potroaa:

)63

2cos()

6cos(U

2

23td

6tsinU2

2

13U S

32

sdi


20/28


cosU2

63

cos22

3U

2

23)3/sin(2/sin2U

2

23

2

6/56/sin

2

6/56/sin2U

2

23

)6

5cos()

6cos(U

2

23U

S

SS

S

Sdi

Maksimalna vrednost izlaznog napona je:

S0di U2

63

U

Efektivna vrednost ulazne struje je:

3

I)t(dI

2

1I d

3/

0

2

ds


Naprezanja tiristora su:

SRRM U32U

3d

Tsr

II

Sefd

Tef II

I 3

8.9.3 Regul acija izlaznog napona

cosU2

63U

Sdi

Opseg regulacije izlaznog napona je:

MAX0


21/28


Slika 8.17Funkcija regulacije izlaznog napona.

Meutim, ne moe se iskoristiti kompletan opseg, jer je potrebno ostaviti vremeza gaenje tiristora ugao . sada je maksimalni ugao regulacije:

MAX , ( je ugao gaenja)

Obino je 10qt ( stq 500 )

gde jetq vreme oporavka tiristora.

U invertorskom reimu ograniava , jer se pri velikom tiristor pali uuslovima negativnog faznog napona. U ispravljakom reimu qt nije kritino, jer je

napon na tiristoru pozitivan.

Slika 8.18Funkcija regulacije izlaznog napona uz uticaj ugla gaenja tiristora.


22/28


8.9.4. Prora un snage transformatora:

Transformator:- ispravljaki obino sa velikom rasipnom induktivnou ili se dodaje

komutaciona prigunica- bez transformatora (direktno na mreu), ali tad se mora dodati

komutaciona prigunica

Snaga transformatora je:

eeeeTR IUIUS 3321

Ako je sprega trofaznog transformatora trougao-zvezda (D/Y), tada su struja primara isekundara transformatora iste po talasnom obliku, dok je struja mree drgaija.

Slika 8.19 Talasni oblici struje transformatora i ulazne struje mree (dole).

3d

e

II , Se UU 3

de II 3

2 , Se UU

Sada je snaga transformatora:

dS

d

SdSTR IUI

UIUS

1

3

2

2

3

33

3

2

2

3

dioSSdio UUUU63

2

2

63

ddddioTR PPIUS

345.11

3

2

6

2

63

21

3

2

2

3


23/28


Mrea:

ddddiodSllmr PPIUIUIUS 21.133263223233

8.9.5. Ut icaj komutacija:

Slika 8.20Uticaj komutacije na izlazni napon i struju tiristora.

Vidi se da dolazi do smanjivanja srednje vrednosti izlaznog napona u periodukomutacie ( je ugao komutacije i obino iznosi 5-10)

8.9.6 Opti izrazi za ispravl ja e:

Uslovi: 1. struja kontinualna2. sve komponente idealne

A) Opti izraz za diU pri 0CL :

Izvoenje:


24/28


cossin2cos22 p

p

UtdtU

p

U S

p

p

Sdi

coscos

sin

2 dioSdi U

p

pUU

p je broj pulseva

B) Opti izraz za diU pri 0CL :

Izvoenje napona tokom komutacije

tp

Udt

diLu

dt

diLuu S

TCS

TCsrd

coscos222

1

tU

u Sd cos2

2

- Izvoenje izraza za dU

p

IX

p

pU

p

IXUU dCS

dCdid

2cos

sin2

2

- Odreivanje ugla komutacije

dLCdid UUU

coscos2

1cos diodio UU

coscos2

1dioU


25/28


26/28


ispravljaa u stvari anvelopa odgovarajueg meufaznog napona, odnosno meufaznognapona onih faza iji su tiristori aktivni.

Slika 8.22 - Trofazni, estopulsni, punoupravljivi ispravlja.

Rad ispravljaa odvija se u 12 ciklusa (stanja), gde ili vode dva tiristora (jedan izgornje i jedan iz donje polovine mosta) ili je u toku komutacija, tj. prelazak struje sajednog tiristora na drugi iste polovine mosta, dok tiristor iz suprotne polovine nastavlja sa

radom. U tabeli 8.1 su predstavljena sva stanja u kolu, s tim da svako stanje predstavljarazliito strujno kolo, odnosno zajedno predstavljaju prostor stanja u kom je opisan radispravljaa (ukljueno stanje tiristora je predstavljeno sa 1, a iskljueno sa 0) .

Tabela 8.1 Pregled stanja rada ispravljaaStanje Proces T1 T2 T3 T4 T5 T61 Voenje (T1,T5) 1 0 0 0 1 02 Komutac. 1 0 0 0 1 13 Voenje (T1,T6) 1 0 0 0 0 14 Komutac. 1 1 0 0 0 15 Voenje (T2,T6) 0 1 0 0 0 1

6 Komutac. 0 1 0 1 0 17 Voenje (T2,T4) 0 1 0 1 0 08 Komutac. 0 1 1 1 0 09 Voenje (T3,T4) 0 0 1 1 0 010 Komutac. 0 0 1 1 1 011 Voenje (T3,T5) 0 0 1 0 1 012 Komutac. 1 0 1 0 1 0


27/28


Slika 8.23 - Talasni oblici napona i struja

8.10.1. Ulazno/izlazne karakter istike

Srednja vrednost izlaznog napona se moe odrediti korienjem opteg obrasca nadva naina:a) preko veze 2 tropulsna ispravljaa (p=3):

cosU63

cos2

33U22cos

3

3sin

U22cos

p

psin

U22U

S

SSSdi

Maksimalni izlazni napon se dobija za =0

Sdio U63

U

odnosno, srednja vrednost izlaznog napona se moe napisati kao:

cosUU 0didi

b) preko opte formule za estopulsni ispravlja (p=6):


28/28

v.katić - ee1-ii deo - ispravljači ac-dc

Documents