Cyklokonwertory 1 Definicja: Cyklokonwertory należą do grupy ukÅ‚adów bÄ™dÄ…cych bezpoÅ›rednimi przemiennikami czÄ™stotliwoÅ›ci. W praktyce sÄ… budowane na bazie ukÅ‚adów nawrotnych (rys. 1), w których kÄ…t opóznienia wysterowania Ä… jest zmieniany cyklicznie od stanu pracy prostownikowej do falownikowej i vice- versa. Rys. 1. Schemat ilustrujÄ…cy zasadÄ™ dziaÅ‚ania cyklokonwertora. W najprostszym przypadku cyklokonwertor może być zasilany z sieci jednofazowej, posiadajÄ…c wyjÅ›cie jedno- lub -trójfazowe. Jednak najczęściej spotyka siÄ™ ukÅ‚ady zasilane z sieci trójfazowej. Typowe ukÅ‚ady cyklokonwertorów to: " cyklokonwertor trójfazowy gwiazdowy, " cyklokonwertor trójfazowy mostkowy. Cyklokonwertor gwiazdowy Na rys. 2 przedstawiono uproszczony schemat (obwód główny) trójfazowego cyklokonwertora gwiazdowego (trójpulsowego) z wyjÅ›ciem trójfazowym. Rys. 2. Schemat trójfazowego cyklokonwertora gwiazdowego. UkÅ‚ad skÅ‚ada siÄ™ z trzech tyrystorowych grup fazowych, gdzie grupa fazowa jest zÅ‚ożona z grupy anodowej i grupy katodowej tyrystorów, a obie grupy poÅ‚Ä…czone wzajemnie dÅ‚awikiem z odczepem Å›rodkowym. PrzykÅ‚adowo tyrystory: T1, T2, T3 stanowiÄ… grupÄ™ katodowÄ… oznaczonÄ… P1a, tyrystory T4, T5, T6 stanowiÄ… grupÄ™ anodowÄ… oznaczonÄ… P2a. Do dÅ‚awika obwodowego L1a doÅ‚Ä…czona jest faza odbiornika U1, a pozostaÅ‚e fazy V1 i W1 odpowiednio do dÅ‚awików L2a oraz L3a. 2 Cyklokonwertor mostkowy PrzeksztaÅ‚tnik ten w istocie stanowi zÅ‚ożenie dwóch cyklokonwertorów gwiazdowych (rys. 3). Tak wiÄ™c tyrystory: T1, T2, T3 stanowiÄ… grupÄ™ katodowÄ… górnÄ… oznaczanÄ… w skrócie P1a, tyrystory: T4, T5, T6 stanowiÄ… grupÄ™ anodowÄ… górnÄ… P2a. Podobnie tyrystory: T19, T20, T21 tworzÄ… grupÄ™ anodowÄ… dolnÄ… P1b, zaÅ› tyrystory: T22, T23, T24 tworzÄ… grupÄ™ katodowÄ… dolnÄ… P2b. Oba mostki fazy A cyklokonwertora sÄ… wzajemnie poÅ‚Ä…czone za poÅ›rednictwem dÅ‚awików: L1a i L1b ograniczajÄ…cych przepÅ‚yw prÄ…du obwodowego, do których doÅ‚Ä…czone sÄ… odpowiednio: poczÄ…tek U1 i koniec U2 uzwojenia fazy A odbiornika. PozostaÅ‚e dwie fazy przeksztaÅ‚tnika sÄ… zbudowane wedÅ‚ug tej samej reguÅ‚y, a do nich doÅ‚Ä…czone sÄ… poczÄ…tki i koÅ„ce pozostaÅ‚ych faz odbiornika: V1 i V2 oraz W1 i W2. Rys. 3. Schemat ukÅ‚adu trójfazowego cyklokonwertora szeÅ›ciopulsowego (mostkowego). Ogólne zasady sterowania: Głównym kryterium sterowania jest zazwyczaj minimalizacja poziomu odksztaÅ‚ceÅ„ napiÄ™cia wyjÅ›ciowego cyklokonwertora. Można wykazać, że cel ten zostanie osiÄ…gniÄ™ty jeżeli zmiany kÄ…tów opóznienia wysterowania obu przeksztaÅ‚tników skÅ‚adowych (tj. wytwarzajÄ…cych napiÄ™cie dodatnie i ujemne) zmieniajÄ… siÄ™ wg zależnoÅ›ci: Å„Å‚ ëÅ‚ Uz ìÅ‚ ÷Å‚ = arccosìÅ‚ sin(Éot)öÅ‚ ôÅ‚Ä…P ÷Å‚ ôÅ‚ íÅ‚Ud 0 Å‚Å‚ (1) òÅ‚ ëÅ‚ ôÅ‚Ä… = arccosìÅ‚ - Uz sin(Éot)öÅ‚ ìÅ‚ ÷Å‚ N ÷Å‚ ôÅ‚ Ud íÅ‚ 0 Å‚Å‚ ół gdzie: Ä…P kÄ…t opóznienia wysterowania cyklokonwertora dodatniego , Ä… kÄ…t opóznienia wysterowania cyklokonwertora ujemnego , N Uz amplituda napiÄ™cia wyjÅ›ciowego, Ud 0 wartość Å›rednia napiÄ™cia wyprostowanego prostownika skÅ‚adowego dla Ä… (w stanie N jaÅ‚owym), Éo pulsacja napiÄ™cia wyjÅ›ciowego. 3 Sterowanie pracÄ… cyklokonwertora zostaÅ‚o oparte na metodzie zwanej poziomowaniem kosinusoidy. W metodzie tej dla każdego napiÄ™cia sieci zasilajÄ…cej zdefiniowano przebieg kosinusoidalny o czÄ™stotliwoÅ›ci sieci zasilajÄ…cej opisany tak, że jego wartość maksymalna pokrywa siÄ™ z punktem komutacji naturalnej. Impuls bramkowy dla tyrystora danej fazy (poczÄ…tki impulsów bramkowych) generowany jest w chwilach, w których przebieg kosinusoidalny i przebieg sygnaÅ‚u napiÄ™cia zadanego sÄ… sobie równe. Na podstawie przebiegu napiÄ™cia zasilajÄ…cego uA , sygnaÅ‚u kosinusoidalnego uT1 : uA = Um Å" sin(Ézt) Å„Å‚ (2) òÅ‚ = UTm Å" cos(Ézt + Õ0) ółuT1 z oraz napiÄ™cia zadanego (sterujÄ…cego) uoU , kÄ…t wysterowania cyklokonwertora Ä…c można obliczyć z zależnoÅ›ci: z ëÅ‚ öÅ‚ uoU Ä…c = acosìÅ‚ ÷Å‚ (3) ìÅ‚UTm ÷Å‚ íÅ‚ Å‚Å‚ gdzie: Um amplituda napiÄ™cia sieci zasilajÄ…cej, UTm amplituda przebiegu kosinusoidalnego, Éz pulsacja sieci zasilajÄ…cej, Ä„ Å„Å‚ dla cyklokonwertora gwiazdowego ôÅ‚ ôÅ‚ 6 Õ0 = òÅ‚ ôÅ‚Ä„ dla cyklokonwertora mostkowego ôÅ‚ ół 3 CechÄ… charakterystycznÄ… takiego sposobu sterowania jest liniowa zależność wartoÅ›ci Å›redniej napiÄ™cia wyjÅ›ciowego od wartoÅ›ci sygnaÅ‚u sterujÄ…cego. 4 Dla cyklokonwertora gwiazdowego, bÄ™dÄ…cego przeksztaÅ‚tnikiem jednokierunkowym, impulsy bramkowe ksztaÅ‚towane sÄ… wzglÄ™dem napięć fazowych sieci zasilajÄ…cej. W cyklokonwertorze mostkowym impulsy bramkowe tyrystorów ksztaÅ‚towane sÄ… wzglÄ™dem odpowiednich napięć przewodowych. Na rys. 4a przedstawiono ilustracjÄ™ metody poziomowania kosinusoidy dla cyklokonwertora gwiazdowego. Natomiast rys. 4b ilustruje metodÄ™ poziomowania kosinusoidy dla Ä„ cyklokonwertora mostkowego. W obu przypadkach kÄ…t wysterowania Ä…c wynosi . 4 a) b) Rys. 4. Ilustracja sterowania wedÅ‚ug metody poziomowania kosinusoidy: a) dla cyklokonwertora gwiazdowego, b) dla cyklokonwertora mostkowego. 1. Sterowanie przy ciÄ…gÅ‚ym przepÅ‚ywie prÄ…du obwodowego Algorytm sterowania cyklokonwertora pracujÄ…cego z ciÄ…gÅ‚ym przepÅ‚ywem prÄ…du obwodowego opiera siÄ™ na podawaniu impulsów zaÅ‚Ä…czajÄ…cych tyrystory jednoczeÅ›nie do obu przeksztaÅ‚tników skÅ‚adowych, stanowiÄ…cych grupÄ™ katodowÄ… jak i anodowÄ…. Zatem dla symetrycznej pracy ukÅ‚adu w caÅ‚ej dziedzinie speÅ‚niony jest warunek: Ä…P +Ä… = Ä„ (4) N 5 Dla stabilnej pracy, czasy trwania impulsów bramkowych tg zaÅ‚Ä…czajÄ…cych tyrystory powinny być równe jednej trzeciej okresu napiÄ™cia sieci zasilajÄ…cej. PrzykÅ‚adowe przebiegi: prÄ…du fazy U odbiornika oraz impulsów bramkowych igT1... igT 6 zaÅ‚Ä…czajÄ…cych tyrystory tejże fazy ilustruje rys. 5. Rys. 5. Przebieg prÄ…du odbiornika oraz impulsów bramkowych dla tyrystorów fazy U . Poniżej (rys. 6) przedstawiono przykÅ‚adowe przebiegi wybranych wielkoÅ›ci w ukÅ‚adzie cyklokonwertora gwiazdowego pracujÄ…cego z ciÄ…gÅ‚ym przepÅ‚ywem prÄ…du obwodowego, obciążonego odbiornikiem o charakterze rezystancyjno-indukcyjnym bez przewodu neutralnego dla zadanego maksymalnego napiÄ™cia wyjÅ›ciowego. 6 Rys. 6. Cyklokonwertor gwiazdowy bez przewodu neutralnego. Praca z ciÄ…gÅ‚ym prÄ…dem obwodowym. Odbiornik rezystancyjno-indukcyjny. W obliczeniach numerycznych przyjÄ™to czÄ™stotliwość napiÄ™cia sieci zasilajÄ…cej cyklokonwertor równÄ… 50 Hz, natomiast czÄ™stotliwość napiÄ™cia wyjÅ›ciowego 10 Hz. Wartość staÅ‚ej czasowej odbiornika rezystancyjno-indukcyjnego wynosiÅ‚a 1,0 ms. W ukÅ‚adzie zastosowano dÅ‚awik ograniczajÄ…cy o indukcyjnoÅ›ci Ld = 0,01 Lo . o PrÄ…dy i napiÄ™cia przedstawiono w jednostkach wzglÄ™dnych. Dla napięć wielkoÅ›ciÄ… odniesienia U jest amplituda napiÄ™cia fazy sieci zasilajÄ…cej. Podobnie dla prÄ…dów odniesieniem jest amplituda prÄ…du o odbiornika I aktualnie analizowanego przypadku pracy. Znaczenie poszczególnych wielkoÅ›ci jest nastÄ™pujÄ…ce: zr uoU zadane wzglÄ™dne fazowe napiÄ™cie odbiornika, r uoU rzeczywiste wzglÄ™dne fazowe napiÄ™cie odbiornika, r ioU wzglÄ™dny prÄ…d fazy odbiornika, r uN wzglÄ™dne napiÄ™cie miÄ™dzy punktem neutralnym odbiornika a zródÅ‚a zasilania, r isA wzglÄ™dny prÄ…d fazy sieci zasilajÄ…cej, Lo indukcyjność fazy odbiornika. Algorytm sterowania bazujÄ…cy na ciÄ…gÅ‚ym przepÅ‚ywie prÄ…du obwodowego nie jest efektywny, bowiem wymusza w sieci zasilajÄ…cej dodatkowÄ… skÅ‚adowÄ… indukcyjnÄ… prÄ…du o znacznej wartoÅ›ci. Ponadto w celu dostatecznego ograniczenia tej skÅ‚adowej dÅ‚awik posiada stosunkowo duże wymiary. 7 2. Sterowanie z prÄ…dem obwodowym w chwilach zmiany kierunku prÄ…du odbiornika Głównym celem tej strategii jest takie sterowanie, w którym prÄ…d obwodowy pÅ‚ynie jedynie w chwilach zmian kierunku prÄ…du odbiornika. Zagadnienie wyboru zaÅ‚Ä…czania okreÅ›lonej grupy tyrystorów nazywane jest centralnym systemem rozdziaÅ‚u prÄ…du. Aby zrealizować taki sposób sterowania należy kontrolować prÄ…d odbiornika. SygnaÅ‚ tego prÄ…du należy porównywać z zadanym staÅ‚ym poziomem sygnaÅ‚u, odpowiednio: - "io dla przeksztaÅ‚tnika dodatniego oraz + "io dla ujemnego. Wypracowane w ten sposób sygnaÅ‚y yp oraz odpowiednio yn (odrÄ™bnie dla każdej fazy) można traktować jako sygnaÅ‚y logiczne zezwalajÄ…ce na zaÅ‚Ä…czenie tyrystorów okreÅ›lonej grupy zwane dalej impulsami bramkujÄ…cymi. Matematycznie dla fazy U można je zapisać w nastÄ™pujÄ…cy sposób: ypU (t) = {1+ sgn[ioU (t)+ "io] }/ 2 Å„Å‚ (5) òÅ‚ (t) = {1+ sgn[- ioU (t)+ "io] }/ 2 ółynU lub bardziej precyzyjnie: Å„Å‚ 1 dla ioU (t)> -"io Å„Å‚ (t)= ôÅ‚y òÅ‚ pU (t)d" ôÅ‚ ół0 dla ioU -"io (6) òÅ‚ 1 dla ioU (t)< "io Å„Å‚ ôÅ‚y (t)= òÅ‚ nU ôÅ‚ (t)e" ół0 dla ioU "io ół PewnÄ… wadÄ… zapisu (5) w porównaniu z formuÅ‚Ä… (6) jest możliwość osiÄ…gniÄ™cia wartoÅ›ci 1/2. Aby tego uniknąć wyrażenie to można przeksztaÅ‚cić do postaci: Å„Å‚ypU (t) = 1+ sgn{[1+ sgn(ioU (t)+ "io) ]/ 2 - "x } / 2 ôÅ‚ (7) òÅ‚ (t) (t)+ ]/ } ôÅ‚ ółynU = 1+ sgn{[1+ sgn(- ioU "io) 2 - "x / 2 gdzie: y sygnaÅ‚ bramkujÄ…cy, sterujÄ…cy pracÄ… fazy U przeksztaÅ‚tnika dodatniego pU ynU sygnaÅ‚ bramkujÄ…cy, sterujÄ…cy pracÄ… fazy U przeksztaÅ‚tnika ujemnego, "io próg czuÅ‚oÅ›ci prÄ…du odbiornika, 1 ëÅ‚0, öÅ‚ "x wielkość pomocnicza przyjmujÄ…ca wartość z przedziaÅ‚u: . ìÅ‚ ÷Å‚ 2 íÅ‚ Å‚Å‚ 8 Idea sterowania tyrystorów fazy U cyklokonwertora zostaÅ‚a przedstawiona na rys. 7. LiniÄ… ciÄ…gÅ‚Ä… zilustrowano elementy cyklokonwertora gwiazdowego. Elementy narysowane liniÄ… przerywanÄ… stanowiÄ… uzupeÅ‚nienie dotyczÄ…ce ukÅ‚adu mostkowego. Oznaczenia odnoszÄ… siÄ™ do rys. 2 i rys. 3. SygnaÅ‚y bramkujÄ…ce: y i ynU sterujÄ… pracÄ… przeksztaÅ‚tnika odpowiednio dodatniego i ujemnego. SygnaÅ‚y pU wyjÅ›ciowe, bÄ™dÄ…ce iloczynami logicznymi sygnałów bramkujÄ…cych oraz odpowiednich sygnałów podstawowych generowanych metodÄ… poziomowania kosinusoidy z uwzglÄ™dnieniem (4), podawane sÄ… na bramki tyrystorów. Rys. 7. Idea generowania impulsów bramkowych podawanych na bramki tyrystorów fazy U cyklokonwertora. 9 GraficznÄ… interpretacjÄ™ metody sterowania polegajÄ…cej na przepÅ‚ywie prÄ…du obwodowego w chwilach zmian kierunku prÄ…du odbiornika przedstawiono na rys. 8. Rys. 8. Graficzna interpretacja pracy cyklokonwertora z przepÅ‚ywem prÄ…du obwodowego w chwilach zmiany kierunku prÄ…du odbiornika. Na rys. 9 zilustrowano pracÄ™ trójfazowego cyklokonwertora pracujÄ…cego z prÄ…dem obwodowym w chwilach zmiany kierunku prÄ…du w fazie odbiornika. Rys. 9. Cyklokonwertor gwiazdowy bez przewodu neutralnego. Praca z przepÅ‚ywem prÄ…du obwodowego w chwilach zmiany kierunku prÄ…du odbiornika. Odbiornik rezystancyjno-indukcyjny. 10 3. Sterowanie z zastosowaniem przebiegu inicjujÄ…cego (praca bez prÄ…du obwodowego) Zbudowanie algorytmu sterowania wymaga dokÅ‚adnego okreÅ›lenia stanu pracy poszczególnych elementów cyklokonwertora. W celu poprawnej i stabilnej pracy czas trwania tych impulsów powinien być równy, jak już wczeÅ›niej powiedziano, jednej trzeciej okresu napiÄ™cia sieci zasilajÄ…cej. BezpoÅ›rednie zaimplementowanie takiego algorytmu doprowadziÅ‚oby do przepÅ‚ywu prÄ…du obwodowego, bowiem istniejÄ… takie przedziaÅ‚y czasu, w których impulsy bramkowe zaÅ‚Ä…czajÄ…ce tyrystory sÄ… podawane jednoczeÅ›nie na tyrystory grupy dodatniej i ujemnej danej fazy. Zatem w algorytmie należy uwzglÄ™dnić warunek blokady impulsów zaÅ‚Ä…czajÄ…cych tyrystory danej grupy, jeÅ›li przewodzi tyrystor (tyrystory) grupy przeciwstawnej. Co wiÄ™cej, po zakoÅ„czeniu przewodzenia rozpatrywanej grupy tj. osiÄ…gniÄ™ciu przez fazÄ™ odbiornika prÄ…du o wartoÅ›ci bliskiej zeru ("io ) wprowadzona zostaje blokada impulsów zaÅ‚Ä…czajÄ…cych tyrystory obu grup danej fazy trwajÄ…ca dostatecznie dÅ‚ugo, aby przewodzÄ…cy tyrystor zakoÅ„czyÅ‚ przewodzenie i zdoÅ‚aÅ‚ odzyskać zdolnoÅ›ci zaworowe. W praktyce wartość "io powinna być jak najmniejsza, jednak z punktu widzenia poprawnoÅ›ci i niezawodnoÅ›ci dziaÅ‚ania musi być ona wiÄ™ksza od spodziewanego poziomu zakłóceÅ„ i dokÅ‚adnoÅ›ci pomiaru. Należy zaÅ‚ożyć, że wartość ta w ogólnym przypadku jest wiÄ™ksza od prÄ…du podtrzymania IH . Wynika stÄ…d, że w chwili uaktywnieniu blokady i bezpoÅ›rednio po tym tyrystor może siÄ™ nadal znajdować w stanie przewodzenia. Nie jest wykluczone, że pÅ‚ynÄ…cy przez niego prÄ…d zacznie narastać w sytuacji, gdy w jednej z pozostaÅ‚ych faz cyklokonwertora nastÄ…pi zaÅ‚Ä…czenie kolejnego tyrystora, co umożliwi dalszy przepÅ‚yw prÄ…du w rozważanej grupie tj. tej, która powinna zakoÅ„czyć przewodzenie. Wynika stÄ…d konieczność wprowadzenia czasu martwego także dla tyrystorów grupy przeciwstawnej. Jeżeli sygnaÅ‚ blokady yw , o której mowa wyżej, zostanie zastosowany do wszystkich tyrystorów cyklokonwertora to prÄ…d tyrystora koÅ„czÄ…cego przewodzenie nie zacznie nagle wzrastać, gdyż żaden z tyrystorów nie zostanie zaÅ‚Ä…czony. JeÅ›li jednak prÄ…d ten w czasie martwym przekroczy wartość "io spowoduje to naturalnÄ… blokadÄ™ impulsów bramkowych tyrystorów grupy przeciwstawnej. Dlatego też czas martwy powinien być na tyle dÅ‚ugi, aby prÄ…d odbiornika zdążyÅ‚ narosnąć powyżej wartoÅ›ci "io . W przypadku, gdy tyrystor wyÅ‚Ä…czy siÄ™ po zakoÅ„czeniu czasu martwego zostaje usuniÄ™ta blokada impulsów zaÅ‚Ä…czajÄ…cych. Oznacza to, że zaÅ‚Ä…czone mogÄ… być tyrystory zarówno jednej jak i drugiej grupy. JeÅ›li mimo wszystko impulsy zaÅ‚Ä…czajÄ…ce zostanÄ… podane jednoczeÅ›nie na tyrystory obu grup, co jest maÅ‚o prawdopodobne, lecz niewykluczone, doprowadzi to do pojawienia siÄ™ prÄ…du obwodowego i w konsekwencji zwarcia wobec braku dÅ‚awików ograniczajÄ…cych. Nie można jednak jednoznacznie rozstrzygnąć, która grupa jako pierwsza powinna rozpocząć przewodzenie. W zwiÄ…zku z tym wprowadzono pewne funkcje, które nazwano przebiegami inicjujÄ…cymi. Przebiegi inicjujÄ…ce sÄ… funkcjami logicznymi okresowymi osiÄ…gajÄ…cymi wartoÅ›ci równe zeru lub jednoÅ›ci ( 0 lub 1 ) zdefiniowanymi dla każdego skÅ‚adowego przeksztaÅ‚tnika wchodzÄ…cego w skÅ‚ad cyklokonwertora. Czas trwania impulsu powinien być możliwie krótki, ale na tyle dÅ‚ugi aby zapewnić zaÅ‚Ä…czenie (i/lub wyÅ‚Ä…czenie) tyrystora (podobnie jak czas martwy). Przebiegi inicjujÄ…ce muszÄ… być ze sobÄ… odpowiednio skoordynowane. W przypadku cyklokonwertora mostkowego lub gwiazdowego z przewodem neutralnym praca tyrystorów poszczególnych faz jest niezależna. Przebieg dla jednego okresu impulsów inicjujÄ…cych grupy anodowej i katodowej fazy U zilustrowano na rys. 10. Rys. 10. Przebieg jednego okresu impulsów inicjujÄ…cych dla cyklokonwertora pracujÄ…cego w ukÅ‚adzie mostkowym lub gwiazdowym z przewodem neutralnym. 11 Czas trwania impulsu inicjujÄ…cego "ti generowanego zarówno dla grup katodowych jak i anodowych poszczególnych faz jest równy jednej czwartej okresu, tyle samo wynosi czas trwania zwÅ‚oki "tw miÄ™dzy poszczególnymi impulsami. DziÄ™ki temu rozwiÄ…zaniu w danej chwili nie mogÄ… być zaÅ‚Ä…czone tyrystory obu grup jednoczeÅ›nie. Gdy tyrystor rozpatrywanej grupy zacznie przewodzić, to impulsy zaÅ‚Ä…czajÄ…ce tyrystory grupy przeciwnej w danej fazie zostanÄ… zablokowane. JeÅ›li zaÅ› żaden z tyrystorów rozpatrywanej grupy nie rozpocznie przewodzenia, to po upÅ‚ywie czasu martwego kolejny impuls inicjujÄ…cy zostanie podany dla tyrystorów grupy przeciwstawnej. JeÅ›li próba zainicjowania przewodzenia dla grupy przeciwstawnej nie powiedzie siÄ™, caÅ‚y cykl bÄ™dzie powtarzany do chwili rozpoczÄ™cia przewodzenia. Diagram impulsów inicjujÄ…cych dla tyrystorów pozostaÅ‚ych faz odbiornika: V i W jest konstruowany tak jak dla fazy U . W przypadku cyklokonwertora gwiazdowego i odbiornika z izolowanym punktem neutralnym praca poszczególnych tyrystorów jest wzajemnie zależna. Dlatego też diagram impulsów inicjujÄ…cych jest nieco bardziej zÅ‚ożony (rys. 11). Mianowicie, dla każdej grupy tyrystorów zdefiniowany jest odrÄ™bny przebieg impulsów inicjujÄ…cych, zatem Å‚Ä…cznie jest ich sześć. Diagram ten jest podobny do znanego diagramu impulsów zaÅ‚Ä…czajÄ…cych tyrystory szeÅ›ciopulsowego prostownika sterowanego. PrzykÅ‚adowo podanie impulsu inicjujÄ…cego dla tyrystorów grupy katodowej fazy U wymaga jednoczesnego podania impulsu inicjujÄ…cego dla tyrystorów grupy anodowej faz V lub W . Rys. 11. Przebieg jednego okresu impulsów inicjujÄ…cych dla cyklokonwertora gwiazdowego pracujÄ…cego bez przewodu neutralnego. Poszczególne pary impulsów sÄ… rozdzielone czasem martwym, co pozwala na trwaÅ‚e wejÅ›cie w stan przewodzenia danej pary tyrystorów lub wygaÅ›niÄ™cia prÄ…du i wyÅ‚Ä…czenia tyrystorów. Zatem przebiegi impulsów podawanych na bramki tyrystorów jednej z faz cyklokonwertora można zapisać przy pomocy zależnoÅ›ci: Å„Å‚ 1 dla (ypU 0 = 1 '" ynU 0 = 0) (" Å„Å‚ ôÅ‚ ôÅ‚ (ypU 0 = 0 '" ynU 0 = 0 '" yw = 1 '" yipU = 1) òÅ‚ ôÅ‚y = pU ôÅ‚0 w przeciwnym przypadku ôÅ‚ ôÅ‚ ół (8) òÅ‚ 1 dla (ynU 0 = 1 '" ypU 0 = 0) (" Å„Å‚ ôÅ‚ ôÅ‚y = ôÅ‚ (ynU 0 = 0 '" ypU 0 = 0 '" yw = 1 '" yinU = 1) òÅ‚ nU ôÅ‚ ôÅ‚0 w przeciwnym przypadku ôÅ‚ ół ół 12 gdzie: 1 dla ioU (t)> "Io Å„Å‚ y (t)= (9) òÅ‚ pU 0 (t)d" ół0 dla ioU "Io 1 dla ioU (t)< -"Io Å„Å‚ ynU 0(t)= (10) òÅ‚ (t)e" ół0 dla ioU -"Io 1 dla t " )#"tw*# Å„Å‚ yw(t) = (11) òÅ‚ ół0 dla t "("tw) y impulsy bramkujÄ…ce dla tyrystorów grupy katodowej fazy U , pU ynU impulsy bramkujÄ…ce dla tyrystorów grupy anodowej fazy U , y sygnaÅ‚ pomocniczy dla tyrystorów grupy katodowej fazy U , pU 0 ynU 0 sygnaÅ‚ pomocniczy dla tyrystorów grupy anodowej fazy U , yipU sygnaÅ‚ inicjujÄ…cy dla tyrystorów grupy katodowej fazy U , yinU sygnaÅ‚ inicjujÄ…cy dla tyrystorów grupy anodowej fazy U , yw sygnaÅ‚ blokady impulsów bramkowych w chwili koÅ„czenia przewodzenia przez dowolnÄ… grupÄ™ tyrystorów -wspólny dla wszystkich grup. SygnaÅ‚y bramkujÄ…ce y i ynU opisane funkcjÄ… (8) można także zilustrować przy pomocy pU schematu logicznego, zamieszczonego na rys. 12. Rys. 12. Schemat logiczny funkcji: y , ynU opisanych pU zależnoÅ›ciÄ… (8). 13 Na rys. 13 pokazano przebiegi ilustrujÄ…ce zasadÄ™ sterowania cyklokonwertora z zastosowaniem przebiegów inicjujÄ…cych w odniesieniu do fazy U . Jako obciążenie zastosowano odbiornik rezystancyjno-indukcyjny z izolowanym punktem neutralnym. Przedstawiono m.in.: " przebieg podstawowych impulsów zaÅ‚Ä…czajÄ…cych dla tyrystora grupy anodowej ig0T1 i katodowej ig0T 4 , " przebiegi pomocnicze, sygnalizujÄ…ce przewodzenie tyrystorów grupy katodowej lub anodowej, odpowiednio: y , ynU 0 , pU 0 " przebieg blokady impulsów bramkowych yw -dotyczÄ…cy wszystkich grup tyrystorów, " przebieg inicjujÄ…cy dla grupy katodowej yipU i anodowej yinU fazy U , " przebiegi bramkujÄ…ce dla grupy katodowej i anodowej, odpowiednio: y i ynU pU " impulsy bramkowe tyrystora grupy katodowej ig0T1 i anodowej ig0T 4 . Rys. 13. Przebiegi ilustrujÄ…ce zasadÄ™ sterowania cyklokonwertora gwiazdowego zasilajÄ…cego odbiornik rezystancyjno-indukcyjny pracujÄ…cy bez przewodu neutralnego z zastosowaniem pomocniczego przebiegu inicjujÄ…cego. 14 Na rys. 14 zamieszczono wybrane przebiegi napięć i prÄ…dów. PozostaÅ‚e tyrystory cyklokonwertora pracujÄ… podobnie. Proponowany sposób sterowania cyklokonwertora eliminuje przepÅ‚yw prÄ…du obwodowego w sposób pewny (o ile ukÅ‚ad kontrono-pomiarowy dziaÅ‚a prawidÅ‚owo). Dla porównania na rys. 15 przedstawiono sygnaÅ‚y inicjujÄ…ce oraz wybrane przebiegi obwodu głównego dla fazy U , odpowiadajÄ…ce obciążeniu rezystancyjnemu, co wiąże siÄ™ z przepÅ‚ywem prÄ…dów przerywanych w fazach odbiornika. Rys. 14. Przebieg wybranych wielkoÅ›ci dla cyklokonwertora gwiazdowego z izolowanym punktem neutralnym, obciążonego odbiornikiem rezystancyjno- indukcyjnym. 15 Rys. 15. Przebieg wybranych wielkoÅ›ci dla cyklokonwertora gwiazdowego bez przewodu neutralnego, obciążonego odbiornikiem rezystancyjnym. 16 W celu potwierdzenia poprawnoÅ›ci dziaÅ‚ania algorytmu sterowania cyklokonwertora bez przepÅ‚ywu prÄ…du obwodowego, opartego na zastosowaniu przebiegu inicjujÄ…cego dla ukÅ‚adu mostkowego. Na rys. 16 i rys. 17 zilustrowano pracÄ™ dla tego typu przeksztaÅ‚tnika obciążonego odbiornikiem odpowiednio: rezystancyjno-indukcyjnym i rezystancyjnym. Rys. 16. Przebieg wybranych wielkoÅ›ci dla cyklokonwertora mostkowego obciążonego odbiornikiem rezystancyjno-indukcyjnym. 17 Rys. 17. Przebieg wybranych wielkoÅ›ci dla cyklokonwertora mostkowego obciążonego odbiornikiem rezystancyjnym. 18