Laboratorium Elektroniki cz II 9

56

w przeciwnym kierunku względem prądu wejściowego i_D. powodując przeładowywanie kondensatora C Przebieg napięcia na obciążeniu można opisać równaniem:

56

I + exp -

u; =-u„

\ 2R-Cj

'-“"f nh

R CJ

(2.14)

Ponieważ kondensator C jest rozładowywany, to ujemne napięcie blokujące pomiędzy anodami i katodami tyrystorów Tyi i Ty₄ zmniejsza swoją wartość. Czas spadku tego napięcia do zerowej wartości nazywamy czasem dysponowanym t<j. Czas ten powinien być dłuższy od czasu wyłączania tyrystora tq. w przeciwnym razie tyrystory nie wyłączą się. Wartości czasu dysponowanego td można obliczyć następująco:

t„ =R C ln-

I + ex

T

2-R C

(2.15)

Wadą omawianego układu jest kształt napięcia wyjściowego dość odległy od sinusoidy.

2.2.2.2. Układ z obwodem rezonansowym LC

W celu uzyskania sinusoidalnego kształtu napięcia wyjściowego U3 na obciążeniu R dołącza się do kondensatora C cewkę o indukcyjności L. W ten sposób powstaje równoległy obwód rezonansowy RLC, którego częstotliwość drgań własnych powinna być zbliżona do częstotliwości prądowego sygnału wymuszającego ii

< 1,35    (2.16)

%

gdzie: f₀ - częstotliwość rezonansowa obwodu RLC;

fi - częstotliwość sygnału prądowego ii (fi = 1/T).

Przebiegi prądów i napięć zamieszczono na rys.2.9. W pracy falownika można wyróżnić cztery zasadnicze okresy:

I. Przewodzą tyrystory Tyi i Ty₄. W tym czasie następuje przeładowywanie kondensatora C, oraz zmiana polaryzacji jego elektrod, a w cewce następuje gromadzenie energii pola magnetycznego.

57    I powered by

_T IMisiol

. Na bramki tyrystorów TyjlIteJM&łS-Sa--stają impulsy załączające, natomiast znikają one z bramek drugiej pary tyrystorów. W tym krótkim momencie przewodzą wszystkie cztery tyrystory, przy czym prąd płynący przez parę Ty, i Ty₄ maleje, a przez parę Ty₂ i Ty₃ rośnie. Suma tych prądów jest wielkością stałą. W momencie gdy prąd wyłączanych tyrystorów osiąga wartość zerową, pomiędzy ich anodami i katodami powinno być napięcie ujemne przez czas me krótszy od czasu wyłączania tq. Wówczas kondensator C zaczyna się rozładowywać, co prowadzi do spadku wartości napięcia na obciążeniu R. Procesowi temu przeciwdziała energia pola magnetycznego zgromadzona w cewce L, która oddawana do obwodu elektrycznego stara się utrzymać stałą wartość napięcia na jej zaciskach W efekcie zmienia się kształt sygnału wyjściowego na bardzo zbliżony do sinusoidalnego.

Rys. 2 9 Przebiegi napięć i prądów w falowniku z obwodem rezonansowym LC (tk - czas komutacji, opis prądów i napięć wg rys. 2.7)

III. Tyrystory Ty, i Ty₄ są wyłączone. Przewodzą tyrystory Ty₂ i Ty₃. Powtarzają się procesy z okresu I, z tym że prąd obciążenia płynie w przeciwnym kierunku, a napięcie na kondensatorze C uzyskuje przeciwną polaryzację.

IV. Powtarza się sytuacja z okresu II, ale tym razem wyłączone zostają tyrystory Ty, i '^ry₄, natomiast tyrystory Ty₂ iTy₃ wprowadzane są w stan przewodzenia.