20004

Należy zauważyć, że w przypadku zwrotu energii od odbiornika do falownika (np. podczas prądnicowego hamowania maszyny zasilanej z falownika) źródła prądu stałego muszą mieć zdolność pobierania zwracanej energii lub jej rozpraszania. W przypadku dużych wartości tej energii do zasilania mostków należy stosować przekształtniki dwukierunkowe.

Do budowy kaskadowych falowników wielopoziomowych można wykorzystać mostki jednofazowe, których napięcia wyjściowe przyjmują więcej niż trzy wartości.

Na rys. 6.36 przedstawiono przykład rozwiązania gałęzi fazowej, złożonej z mostka jednofazowego pięciopoziomowego i mostka trójpoziomowego. Gałęzie mostka pięciopoziomowego mają taką samą strukturę jak w falownikach wielopoziomowych z diodami poziomującymi. Napięcie wyjściowe takiego mostka przyjmuje wartości: -U_d, ~U_d/2,0, U_d/2, U_d. Mostki wchodzące w skład gałęzi falownika trójfazowego można zasilać różnymi napięciami, wpływając w ten sposób na kształt przebiegu wartości chwilowej gałęziowego napięcia wyjściowego falownika. Na przykład przy spełnieniu warunku U_dl = = 4U_d2 uzyskuje się napięcie U_UN o przebiegu pięlnastoschodkowym. Zaletą takich układów jest mała liczba wzajemnie izolowanych źródeł napięcia stałego, zasilających połączone kaskadowo mostki jednofazowe.

Rys. 6.36. Jedna faza falownika wielopoziomowego, złożona z kaskadowo połączonych dwóch mostków: pięciopoziomowego («, = {~U_dl, -U_dl/2, 0, U_dl/2, t/_dl}) i trójpoziomowego

(«2 = {-U_A, 0, t/_d2})

Spotykane są wielopoziomowe falowniki trójfazowe, będące kaskadowym połączeniem układów trójfazowych dwupoziomowych z falownikami z diodami poziomującymi, jak i z falownikami kaskadowymi [17J. Dodatkową zaletą wszystkich falowników wielopoziomowych są mniejsze, w porównaniu z falownikami dwupoziomowymi, pochodne napięć wyjściowych. Dzięki temu uzyskuje się zmniejszenie zakłóceń elektromagnetycznych wytwarzanych przez te falowniki, jak również redukcję prądów pojemnościowych pojawiających się w' maszynach zasilanych z falowników napięcia bez filtrów wyjściowych.

6.3. FALOWNIKI REZONANSOWE

Falowniki rezonansowe należą do grupy przekształtników cnergoelektronicz-nych zasilanych ze źródeł napięcia jednokierunkowego, w których do formowania przemiennych napięć i prądów odbiornika wykorzystuje się zjawiska rezonansowe.

FALOWNIK SZEREGOWY

W falownikach szeregowych, realizowanych przy użyciu tyrystorów klasycznych, prąd płynący w zaworach jest wymuszany przez zewnętrzny obwód rezonansu szeregowego, złożony z szeregowo połączonych: odbiornika rezys-tancyjnego lub rezystancyjno-indukcyjnego, dławika i kondensatora. Rezonansowy charakter obwodu wyjściowego falownika zapewnia naturalny zanik prądu w zaworach. Jest oczywiste, że układ musi zapewnić napięcie wsteczne na zaciskach wyłączanego tyrystora w czasie równym co najmniej czasowi wyłączania t . Podstawowy układ falownika szeregowego z odbiornikiem o charakterze czysto rezystancyjnym przedstawiono na rys. 6.37. W układzie tym tyrystory są załączane na przemian z częstotliwością mniejszą lub równą częstotliwości drgań własnych obwodu złożonego z elementów R-L-C.

Niech w chwili załączenia tyrystora 7j kondensator jest naładowany do napięcia U_co o polaryzacji podanej na rys. 6.37a. Obwód prądu płynącego po załączeniu tyrystora 7j opisuje następujące równanie operatorowe

(6.46)

z którego uzyskuje się (6.47)

O

(5 + a)² + ca

przy czym 5 jest to operator Laplace’a, a = R/2L, a² + co^ = 1 /LC.

239