CURS XII

Electronica de Putere

3.2.4 Invertor de tip serie cu tiristoare

Tiristorul T2 este tiristorul auxiliar iar T1 principal; L, C elemente de stingere n serie cu consumatorul.

La t = 0 se comand T1. Prin circuitul de sarcin se declaneaz un proces oscilant care face ca la t1 curentul prin sarcin s devin mai mic dect curentul de automeninere a lui T1 i acesta se va bloca.

Condensatorul se va ncrca cu polaritate opus celei din figur la tensiune mai mare ca cea de alimentare dac presupunem c la t = 0 el avea o tensiune rezidual uC. n intervalul de timp t1 - t2 , nefiind comandat de nici un tiristor i considernd circuitul de sarcin fr pierderi, condensatorul rmne cu aceast tensiune.

La momentul de timp t2 se comand tiristorul auxiliar T2. Condensatorul se descarc prin T2, RS, L, genernd semialternana negativ a curentului e sarcin. La t3 se atinge curentul de automeninere pentru T2 i acesta se blocheaz. Dinb aceast secven de comand se obine prin sarcin un curent alternativ dar care se abate de la o form sinusoidal ca att mai mult cu ct timpul de blocare tbloc dintre tiristoare e mai mare.

Pentru a avea un curent cu form ct mai apropiat de forma sinusoidal trebuie s facem tbloc ct mai mic dar acest interval nu poate fi diminuat arict, el trebuind sa depeasc timpul de revenire necesar tiristoarelor.

=>

Dezavantaje:

1 frecvena superioar a curentului de sarcin este limitat superior de timpul necesar blocrii tiristoarelor.2 la frecvene de comand mici curentul prin sarcin nu mai e sinusoidal 3 elementele L i C sunt parcurse de IS i deci la puteri mari gabaritul lor e mare.

Regimul de lucru al sursei de alimentare este pulsatoriu deci apar solicitri mari n intervale scurte de timp.

O mbuntire este varianta:

Inductanele L1 i L2 sunt de obicei realizate pe acelai miez feromagnetic, ceea ce permite ca atunci cnd unul din tiristoare e amorsat, prein efect de autotransformator s apar la cellalt capt o tensiune mai mare dect cea de alimentare fapt de favorizeaz blocarea tiristorului. La punerea sub tensiune, capacitile C1 i C2, considerndu/le de valori egale se ncarc cu polaritatea indicat n figur la o tensiune E/2.

Se aduce n conducie tiristorul T1, condensatorul C1 se descarc rezonant prin T1, L1, ZS. ntruct tot timpul suma tensiunilor pe condensatoare este egal cu tensiunea sursei E nseamn c pe masur ce condensatorul C1 se descarc, condensatorul C2 se ncarc suplimentar.

Cnd tensiunea la bornele lui C trece prin zero, curentul de descrcare e maxim.

Fiind vorba de un proces oscilant, circulaia de curent prin T1 e meninut pe seama energiei nmagazinat n L1 i inductana sarcini.

Acest energie determin ncrcarea condensatorului C1 cu polaritatea opus. Cnd curentul stabilit pe traseul T1, L1, ZS i C1 devine egal cu curentul de automeninere a lui T1, acesta se blocheaz. Dac dup acest moment nu se comand T2, condensatoarele rmn ncrcate la o tensiune mult mai mare ca tensiunea de alimentare. Se comand apoi T2 (fig.a).

Condensatorul C2 se descarc rezonant de la o tensiune a crei valoare e mai mare ca tensiunea de alimentare (egal cu suma tensiunilor de la bornele lui C1 cu polaritatea opus celei indicate n figur i tensiunea de alimentare).

Descrcarea condensatorului C2 are loc prin ZS, T2, L2. Urmeaz un proces identic ca n cazul descrcrii condensatorului C1 adic atunci cnd tensiunea la bornele sale schimb semnul curentul de descrcare e maxim.

Dac am considera circuitul de sarcin fr pierderi ar nsemna ca dup fiecare comand a unui tiristor, n urma proceselor rezonante tensiunea pe condensator s creasc pn la valori care ar putea strpunge acele tiristoare.

n realitate, datorit pierderilor ntr/un proces staionar, condensatoarele rmn ncrcate la o tensiune cu ceva mai mare dect tensiunea sursei.

Dac sursa de alimentare de tensiune E o considerm de impedan intern nul, circuitul de ncrcare (respectiv rencrcare) a condensatorului conine doar urmtoarele elemente:

Dac ZS = 0 rezult valoarea frecvenei f0.

Rs+ R1

C1 i L1 + LS

(C2)

b) avnd cunoscut valoarea frecvenei f0 putem comanda intrarea n conducie a tiristorului T2 imediat dup ce T1 s-a stins. n acest situaie, curentul e de forma apropiat unei sinusoide. Funcionarea invertorului n acest regim e asigurat numai dac ntre cele dou semialternane ale curentului se las un interval de timp st mai mare ca timpul de revenire al tiristoarelor, acestea pentru a nu pune n scurtcircuit sursa prin conducia simultan a celor dou tiristoare.

i

t

iT1

t

iT2

.2.5.Invertor de tip serie trifazat

Consumatorii conexiune stea. Pnetru a obine un sistem de cureni similar sistemului de cureni printr-un consumator n stea trebuie comandate T1 T6 ntr-o anumit ordine evitndu-se comanda simultan sau succesiv a tiristoarelor de pe aceeai latur.

Pentru a obine trei cureni defazai ntre ei cu 1200, secvena de comand a tiristoarelor este: T1T6, T2T4, T3T5.

n acest situaie, frecvena curentului de sarcin e de 6 ori mai mic dect frecvena de tact a dispozitivului de comand a tiristoarelor. Respectnd acest secven nu apar probleme cu stingerea tiristoarelor.

Ex.: Dup ce curentul prin T1, a atins valoarea de automeninere urmeaz un timp suficient de lung n care sunt comandate celelalte tiristoare, timp n care i recapt proprietatea de a putea fi reamorsat.

Frecvena maxim a curentului de sarcin e impus la un invertor de tip serie de timpul de revenire al tiristoarelor.

Dac timpul de revenire e mare, tiristoarele sunt lente i frecvena curentului de sarcin nu poate fi mare.

Se poate obine un curent de sarcin de frecven ridicat chiar cu tiristoare lente dar cu o alt configuraie a invetorului de tip serie.

Se comand T1. Curentul furnizat de sursa E1 se stabilete prin seciunea 1 a primarului, T1, L1, C1. Fiind vorba de un proces ascilant, curentul este sinusoidal. Cnd curentul pe acest traseu ajunge la valoarea curentului de automeninere pentru T1, acesta se blocheaz.

Condensatorul C1 rmne ncrcat la o tensiune mai mare ca cea de alimentare dac considerm c iniial el era ncrcat cu o tensiune UC. Se aduce n conducie apoi T3. Sursa E2 stabilete curentul prin C3, L3, T3 i seciunea 1 a primarului.

ntruct sensul de parcurgere al acestei nfurri e opus fa de sensul de pargurgere cnd a fost comandat T1, n secundar se obine alternana negativ a curentului de sarcin.

Dac considerm condensatoarele egale i inductivitile L1-L3 egale, n regim stabilizat, tensiunile la care se ncarc condensatoarele vor fi egale, fapt ce determin ca i impulsurile de curent n sarcin sa fie de amplitudine egal.

Fie 1 perioada de oscilaie a circuitelor L1C1, L2C2, i perioada de comand a fiecarui tiristor. Se obine un curent de sarcin cu frecven mult mai mare ca frecvena de comand a tiristoarelor i totodat se asigur i timpul de revenire necesar fiecarui tiristor.

Dac impunem ca secvena de comand a tiristoarelor s fie T1, T3, T2, T1, T3, T2, nu apare posibilitatea conduciei simultane a dou tiristoare de pe aceeai latur.

+

+

-

uc

T1

T2

L

i

RS

E

t

uC

i

t

t1

t2

t3

tbloc

E+UC

-uC

E

T/2

E

T1

T2

L1

L2

RS

C1

C2

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

+

+

-

-

+

-

EMBED Equation.3

i

uC2

uC1

iT1

iT2

t1

t2

t3

t

t

(a)

f < f0

EMBED Equation.3

i

uC2

uC1

iT1

iT2

t

t

(b)

f ~ f0

uC

iT1

_

+

-

E

C1

C2

CS

CS

CS

RS

RS

RS

T1

T2

T5

T3

T4

T6

L1

L2

L3

L4

L5

L6

1

E1

+

-

T1

T2

T3

L1

L2

L3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

C1

C2

C3

+

-

1

Tr

iS

E2

RS

iS

uC

EMBED Equation.3

t2

t

t

E1+UC

E1

-UC

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

PAGE 1

_1113268088.unknown

_1113270982.unknown

_1144696098.unknown

_1144696116.unknown

_1113271337.unknown

_1113271764.unknown

_1144693309.unknown

_1113271486.unknown

_1113271118.unknown

_1113268178.unknown

_1113270852.unknown

_1113268137.unknown

_1113267997.unknown

_1113268054.unknown

_1113267939.unknown