Rys. E1. Dioda półprzewodnikowa; a), b) stany pracy,
c) charakterystyka
Rys. E2. Tyrystor SCR; a) struktura, b) symbol,
c) charakterystyka
Rys. E3. Tranzystor bipolarny npn; a) struktura, b) zasada działania, c) charakterystyka,
d) symbol
1
Przekształtniki napięcia przemiennego na napięcie stałe (AC/DC, prostowniki)
Rys. E4. Jednofazowy, jednopołówkowy prostownik diodowy; a) schemat, b) napięcie
zasilania, c) napięcie i prąd odbiornika rezystancyjnego
Rys. E5. Jednofazowy, dwupołówkowy prostownik diodowy (mostek Graetza); a) schemat,
b) napięcie zasilania, c) napięcie i prąd odbiornika rezystancyjnego
Rys. E6. Trójfazowy, jednopołówkowy prostownik diodowy w układzie gwiazdowym;
a) schemat, b) napięcie odbiornika rezystancyjnego
2
Rys. E7. Trójfazowy, dwupołówkowy prostownik diodowy; a) schemat, b) napięcie
odbiornika rezystancyjnego
m
m
U
U
s
π
⋅
π
⋅
⋅
=
sin
2
0
Rys. E8. Interpretacja graficzna wartości średniej napięcia wyprostowanego
m
U
s0
U
1
2
3
6
0,45
0,9
1,17
1,35
Tabela E1. Stosunek średniej wartości napięcia wyprostowanego do skutecznej wartości
prostowanego napięcia przemiennego w zależności od liczby pulsów m w okresie T
α)
cos
1
(
π
2
+
⋅
⋅
=
U
U
m
s
Rys. E9. Prostownik sterowany jednofazowy jednopołówkowy; a) schemat, b) napięcie
wyprostowane (napięcie na rezystancji R)
3
)
cos
1
(
α
π
+
⋅
=
U
U
m
s
Rys. E10. Prostownik sterowany jednofazowy dwupołówkowy; a) schemat, b) napięcie
wyprostowane (napięcie na rezystancji R)
Rys. E11. Schemat sterowanego prostownika
trójfazowego jednopołówkowego
T
r
– transformator, Ty
1
, Ty
2
, Ty
3
– tyrystory, R
r
–
rezystancja fazy transformatora, X
r
– induktancja fazy
transformatora, R
z
– rezystancja odbiornika, L
z
–
indukcyjność odbiornika, i
T1
, i
T2
, i
T3
–prądy
poszczególnych tyrystorów, I
M
– prąd obwodu
zewnętrznego
α
⋅
π
⋅
π
⋅
=
cos
3
sin
3
mf
s
U
U
(dla prądów ciągłych)
U
mf
– wartość maksymalna napięcia
fazowego
Rys. E12. Przebiegi: a) napięcia wyprostowanego i prądu wyprostowanego w układzie
sterowanego prostownika trójfazowego jednopołówkowego (rys. E11), b) napięcia
wyprostowanego w układzie diodowego prostownika trójfazowego jednopołówkowego
(rys. E6, dla porównania), w obu przypadkach dla odciążenia rezystancyjnego (L
z
= 0)
U
1
, U
2
, U
3
– napięcia poszczególnych faz, α – kąt opóźnienia zapłonu, Z
1
, Z
2
, Z
3
– punkty równych
dodatnich napięć fazowych
4
Rys. E13. Napięcia i prądy w układzie sterowanego prostownika trójfazowego
jednopołówkowego; a) dla L
z
= 0, b) dla L
z
= ∞ (rys. E11)
U
1
, U
2
, U
3
– napięcia poszczególnych faz, α – kąt opóźnienia zapłonu, Z
1
, Z
2
, Z
3
– punkty równych
dodatnich napięć fazowych
α
⋅
π
⋅
=
cos
3
m
s
U
U
Rys. E14. Porównanie schematów i napięcia odbiornika dla prostowników sterowanych:
a), b) trójfazowego jednopołówkowego, c), d) trójfazowego dwupołówkowego, w obu
przypadkach dla obciążenia RL
5
Przekształtniki napięcia stałego na napięcie stałe (DC/DC, czopery,
przerywacze)
t
t
t
2
1
1
+
=
ε
ε
⋅
=
+
⋅
=
U
t
t
t
U
U
s
2
1
1
Rys. E15. Zasada impulsowej regulacji napięcia; a) schemat przerywacza, b) napięcie źródła
zasilania, c) napięcie na odbiorniku, d) prąd w odbiorniku o rezystancji R
Rys. E16. Impulsowe zasilanie silnika obcowzbudnego poprzez tranzystor IGBT
6
Φ
⋅
⋅
−
ε
⋅
=
ω
c
R
I
U
M
Rys. E17. Impulsowe zasilanie silnika prądu stałego; a) schemat przerywacza, b) schemat
zastępczy dla okresu załączenia, c) schemat zastępczy dla okresu wyłączenia, d) przebieg
napięcia źródła, e) prąd pobierany ze źródła, f) prąd płynący przez diodę, g) wypadkowy prąd
silnika
Rys. E18. Uproszczony schemat energoelektronicznego układu zasilania lokomotywy
kopalnianej (praca silnikowa, dla jednego silnika); Pt – przerywacze stałoprądowe
7
Przekształtniki napięcia stałego na napięcie przemienne (DC/AC, falowniki)
Rys. E19. Falownik jednofazowy: a) schemat, b), d) przebiegi napięcia na odbiorniku,
c), e) przebiegi napięcia na odbiorniku przy zastosowaniu modulacji szerokości impulsów
Rys. E20. Trójfazowy tranzystorowy falownik napięcia
8
Rys. E21. Formowanie napięć wyjściowych w falowniku napięcia; a) kolejność przewodzenia
łączników (tranzystorów), b), c), d) przebiegi napięć punkt środkowy fazy – punkt
odniesienia N, e) przebieg wyjściowego napięcia międzyprzewodowego U
AB
, f) przebieg
napięcia fazowego na fazie A odbiornika U
A
, g) obwody zastępcze silnika w poszczególnych
przedziałach cyklu pracy falownika (oznaczenia według rysunku E20)
9
Przekształtniki napięcia przemiennego na napięcie przemienne (AC/AC)
Pośredni przemiennik częstotliwości
Rys. E22. Schemat blokowy pośredniego przemiennika częstotliwości
Rys. E23. Schemat ideowy pośredniego przemiennika częstotliwości z falownikiem napięcia
Rys.
E24.
Zasilanie silnika asynchronicznego klatkowego w układzie przemiennika
częstotliwości z falownikiem napięcia; TH – tranzystor hamowania, R
z
– rezystor hamowania,
R
d
– rezystor zapewniający rozładowanie kondensatora obwodu pośredniczącego po
odłączeniu napięcia zasilającego przemiennik
10
Rys. E25. Charakterystyki silnika asynchronicznego klatkowego zasilanego z falownika
napięcia; a) zależność napięcia stojana i momentu utyku od częstotliwości, b) charakterystyki
mechaniczne dla różnych częstotliwości
Sterownik prądu przemiennego
Rys. E26. Sterowniki prądu przemiennego: a) triak, b) tyrystory w układzie przeciwrównoległym,
c) mostek diodowo-tyrystorowy
11
π
α
π
α
2
2
sin
1
+
−
⋅
= U
U
R
Rys. E27. Sterownik prądu przemiennego z obciążeniem rezystancyjnym; a) schemat układu,
b) napięcie zasilania, c) okresy przewodzenia tyrystorów, d) napięcie na obciążeniu, e) prąd
obciążenia (U
R
– wartość skuteczna napięcia na rezystorze, U – wartość skuteczna napięcia
źródła)
Rys. E28. Sterownik trójfazowy prądu przemiennego (ŁT – łącznik tyrystorowy, Z – impedancja fazy
odbiornika, zastosowanie: softstart)
12