Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach

Europejskiego Funduszu Społecznego

T. Tarczewski

2

FALOWNIKI Z OBWODEM POŚREDNICZĄCYM

FALOWNIKI Z OBWODEM POŚREDNICZĄCYM

PRĄDU STAŁEGO

PRĄDU STAŁEGO

✔

przekształcają prąd stały w prąd przemienny o regulowanej
wartości i częstotliwości

✔

zbliżony do prostokątnego kształt prądu wyjściowego

✔

kształt napięcia wyjściowego zależny od parametrów odbiornika

✔

źródło prądu wejściowego zbudowane z:

✔

regulowanego źródła napięcia

✔

minimalizującego tętnienia prądu dławika wygładzającego

✔

obwód regulacji automatycznej zapewnia żądaną wartość średnią
prądu wejściowego falownika

✔

falownik wymaga łączników o symetrycznych właściwościach

blokujących

✔

gorsze właściwości dynamiczne

✔

niemożliwa praca bez obciążenia

T. Tarczewski

3

FALOWNIKI Z OBWODEM POŚREDNICZĄCYM

FALOWNIKI Z OBWODEM POŚREDNICZĄCYM

PRĄDU STAŁEGO

PRĄDU STAŁEGO

Przekształcanie prądu jednokierunkowego w prąd przemienny

Reg I

Falownik prądu

Odbiornik

U

d

E

e

U

d

E

e

Źródło prądowe

rysunek pochodzi z: B. Bose, Power electronics and motor drives – advances and trends, Academic Press, Elsevier, 2006

T. Tarczewski

4

JEDNOFAZOWE RÓWNOLEGŁE

JEDNOFAZOWE RÓWNOLEGŁE

FALOWNIKI PRĄDU

FALOWNIKI PRĄDU

U

d

T1

i

o

C /2

Z

u

o

C /2

L

d

/2

L

d

/2

T2

U

d

i

Topologia półmostkowa

T1

i

o

C

Z

u

o

L

d

T3

U

dF

I

d

T2

T4

i

C

U

d

i

T1

i

u

T1

Topologia mostkowa

GTO

T. Tarczewski

5

JEDNOFAZOWE RÓWNOLEGŁE

JEDNOFAZOWE RÓWNOLEGŁE

FALOWNIKI PRĄDU

FALOWNIKI PRĄDU

Obciążenie rezystancyjne

Obciążenie rezystancyjno – indukcyjne przy ω

r

= ω

T. Tarczewski

6

FALOWNIKI Z OBWODEM POŚREDNICZĄCYM

FALOWNIKI Z OBWODEM POŚREDNICZĄCYM

PRĄDU STAŁEGO

PRĄDU STAŁEGO

✔

amplituda podstawowej harmonicznej prądu wyjściowego:

I

m1

=

4

π I

d

✔

wartość skuteczna podstawowej harmonicznej prądu wyjściowego:

I

1

=

2

√

2

π I

d

✔

wartość średnia prądu łączników:

I

T (AV )

=

1

2

I

d

✔

wartość skuteczna prądu łączników:

I

T (RMS)

=

1

√

2

I

d

✔

czas dysponowany na wyłączenie tyrystora klasycznego (obc. R):

t

d

=

RC ln

2

1+exp(

−

T /2

2RC

)

T. Tarczewski

7

FALOWNIKI Z OBWODEM POŚREDNICZĄCYM

FALOWNIKI Z OBWODEM POŚREDNICZĄCYM

PRĄDU STAŁEGO

PRĄDU STAŁEGO

Funkcje kondensatorów

✔

kompensują moc bierną odbiorników

✔

dostarczają mocy biernej pojemnościowej niezbędnej do
wyłączania tyrystorów

✔

przejmują energię magazynowaną w indukcyjności obciążenia
zapobiegając przepięciom występującym podczas procesu
przełączania łączników

✔

umożliwiają zredukowanie łączeniowych strat mocy

T. Tarczewski

8

FALOWNIKI Z OBWODEM POŚREDNICZĄCYM

FALOWNIKI Z OBWODEM POŚREDNICZĄCYM

PRĄDU STAŁEGO

PRĄDU STAŁEGO

Trójfazowy mostkowy falownik prądu

T. Tarczewski

9

FALOWNIKI Z OBWODEM POŚREDNICZĄCYM

FALOWNIKI Z OBWODEM POŚREDNICZĄCYM

PRĄDU STAŁEGO

PRĄDU STAŁEGO

✔

wartość skuteczna prądów wyjściowych falownika:

I=I

d

√

2
3

≈

0,816I

d

✔

wartość skuteczna podstawowej harmonicznej prądu wyjściowego:

I

1

=

√

6

π I

d

≈

0,78I

d

✔

wartość średnia prądu łączników:

I

T (AV )

=

1
3

I

d

✔

wartość skuteczna prądu łączników:

I

T (RMS)

=

1

√

3

I

d

✔

amplituda podstawowej harmonicznej prądu wyjściowego:

I

m1

=

2

√

3

π I

d

≈

1,1I

d

T. Tarczewski

10

FALOWNIKI Z OBWODEM POŚREDNICZĄCYM

FALOWNIKI Z OBWODEM POŚREDNICZĄCYM

PRĄDU STAŁEGO

PRĄDU STAŁEGO

Obszary zastosowań

✔

napęd elektryczny prądu przemiennego

✔

grzejnictwo indukcyjne

✔

kompensatory mocy biernej

✔

przekazywanie energii za pomocą prądu stałego

T. Tarczewski

11

FALOWNIKI Z OBWODEM POŚREDNICZĄCYM

FALOWNIKI Z OBWODEM POŚREDNICZĄCYM

PRĄDU STAŁEGO – PRZYKŁADOWE APLIKACJE

PRĄDU STAŁEGO – PRZYKŁADOWE APLIKACJE

1MW, 50kHz system rezonansowych przekształtników

równoległych stosowany w grzejnictwie indukcyjnym

Prostownik

Prostownik

Dławik

Dławik

Dławik

Dławik

Falownik

Falownik

Transformator

dopasowujący

Transformator

dopasowujący

Obciążenie

Uzwojenie

robocze

Tyrystor

obwodu

zwierającego

Tyrystor

obwodu

zwierającego

rysunek pochodzi z: B. Bose, Power electronics and motor drives – advances and trends, Academic Press, Elsevier, 2006

T. Tarczewski

12

FALOWNIKI Z OBWODEM POŚREDNICZĄCYM

FALOWNIKI Z OBWODEM POŚREDNICZĄCYM

PRĄDU STAŁEGO – PRZYKŁADOWE APLIKACJE

PRĄDU STAŁEGO – PRZYKŁADOWE APLIKACJE

Kompensator mocy biernej

Silnik

indukcyjny

Zasilanie

3-fazowe

rysunek pochodzi z: B. Bose, Power electronics and motor drives – advances and trends, Academic Press, Elsevier, 2006