AKADEMIA GÓRNICZO - HUTNICZA

IM. STANISŁAWA STASZICA

W KRAKOWIE

ENERGOELEKTRONIKA

LABORATORIUM

Wojciech Kmiecik

IV r. AiM

Temat ćwiczenia : Falowniki napięcia

I. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z budową i zasadą działania przemiennika częstotliwości.

II. Wstęp

Falownikiem nazywa się przekształtnik zamieniający energię dostarczaną ze źródła napięcia lub prądu stałego w wyjściową energię napięcia lub prądu przemiennego.

Ogólnie przekształtniki dzielimy na:

• pośrednie (o przekształcaniu etapowym) i bezpośrednie,

• sterowalne i niesterowalne,

• nawrotne i nienawrotne.

W wykonywanym ćwiczeniu, falownik był częścią składową przemiennika częstotliwości. Przemiennik częstotliwości zamienia napięcie wejściowe o nieregulowanej częstotliwości, w napięcie wyjściowe o częstotliwości regulowanej (innej niż częstotliwość napięcia wejściowego).

III. Przemiennik częstotliwości PC-01

Zastosowany w ćwiczeniu przemiennik częstotliwości PC-01 jest układem realizującym (poprzez dające się wyróżnić w jego budowie elementy) przekształcenia: AC - DC - DC - AC.

Części składowe przemiennika PC-01:

Mostek Greatz'a wraz z filtrem LC - przekształca napięcie wejściowe przemienne na napięcie stałe nieregulowane;

Chopper na tranzystorze Tc z diodą zwrotną Do oraz filtr LC - przekształca napięcie z wyjścia filtru umieszczonego za mostkiem, na napięcie stałe o regulowanej wartości;

Falownik umożliwiający równoczesną regulację amplitudy i częstotliwości;

Blok sterowania mikroprocesorowego.

Na wejście falownika podawane jest napięcie stałe U_S uzyskane w wyniku działania wcześniejszych członów przemiennika częstotliwości. Napięcie wyjściowe ma kształt przebiegu schodkowego, a jego amplituda (dla obciążenia rezystancyjnego) przyjmuje wartości: -2/3U_S, -1/2U_S, -1/3U_S, 0, 1/3U_S, 1/2U_S, 2/3U_S.

IV. Zasada działania falownika

Poniższy rysunek przedstawia przykładowe konfiguracje załączenia symetrycznego odbiornika do szyny „+'' lub „ -” .

Ustalenie napięcia na jednej fazie jednocześnie ustala napięcie na innych fazach.

Aby na wyjściu falownika uzyskać napięcie zbliżone do sinusoidalnego, przybliżamy go „schodkami”. Zmniejszając szerokość „schodków” (przez regulację wypełnienia - PWM) uzyskujemy obniżenie amplitudy napięcia wyjściowego.

V. Przebieg napięcia dla obciążenia R

VI. Kierunek przepływu energii

W sposób naturalny energia przepływa od ∼ 110V na wejściu, do ∼ UVW na wyjściu.

Przepływ energii w przeciwnym kierunku jest niemożliwy. Sam falownik ma możliwość zwrotu energii, jednak tranzystor Tc uniemożliwia nawrót prądu, dioda Do - nawrót napięcia. Dalszy przepływ energii blokują także diody w mostku Greatz'a.

---