Sprawozdanie

Ćwiczenie 5

Zasilacze: Prostowniki Sterowane

Zasada działania prostownika sterowanego

Prostowniki sterowane działają w oparciu o tyrystor, czyli element półprzewodnikowy o budowie p-
n-p-n, różnica między prostownikami sterowanymi a niesterowanymi polega na możliwości zmiany
prądu i napięcia wychodzącego z elementu prostującego. Jest to możliwe poprzez zmianę kąta
otwarcia (przewodzenia) prostownika. W zakresie napięć dodatnich, przewodzenie prostownika
odbywa się przez wprowadzenie do obwodu sterującego sygnału napięciowego lub prądowego o
wartości określonej charakterystyką danego prostownika. Prostowniki sterowane są zasilane
napięciem przemiennym, które po przejściu przez prostownik traci przepływ jednego znaku i staje
się napięciem jednoimiennym (posiada tylko wartości jednego znaku). Do póty dopóki do bramki
sterującej nie zostanie doprowadzony impuls prądu, tyrystor pozostaje w stanie zaporowym,
niezależnie od znaku napięcia An-Kat. Przy dodatnich napięciach, anoda – katoda, tyrystor
wprowadza się w stan przewodzenia przez doprowadzenie do bramki napięcia dodatniego
względem katody. Podczas przewodzenia obwód traci własności sterownicze, a charakterystyka U-I
obwodu jest podobna do charakterystyki diody krzemowej spolaryzowanej w kierunku
przewodzenia.

Wpływ indukcyjności na pracę prostownika sterowanego

W prostownikach sterowanych z indukcyjnością w obwodzie przebieg prądu i napięcia na
odbiorniku są zniekształconą sinusoidą. Indukcyjność obwodu łagodzi przebieg narastania prądu
oraz powoduje czasowy przepływ prądu przez tyrystor w przeciwnej do przepuszczanej, półfali
napięcia zasilajacego, jest to nieporządane zjawisko które niweluje się poprzez włączenie do
obwodu diody gaszącej.

Skalowanie przesuwnika fazowego

N

[Działki]

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

φ

[stopnie]

6,923

10,384

17,3

27,684

34,6

55,36

89,96

124,56

144

153

φ

[rad]

0,121

0,181

0,302

0,483

0,604

0,966

1,570

2,174

2,513

2,670

Pomiary prądów i napięć tyrystorowych

W celu uzyskania wartości kąta φ dla działek (N,5), korzystam z wartości sąsiadujących φ i
wyliczam φ

n

= (φ

n-1

+ φ

n+1

)/2 przy n=[5,5;6,5;7,5;8,5;9,5], wyliczone wartości wstawiam do tabeli (w

radianach) a następnie rysuję charakterystyki U,I = f( φ ). Pozostałe wartości φ biorę z poprzedniej
serii pomiarowej. Zmierzone wartości prądów w [mA] zamieniam na [A], tak aby na wykresach
była zgodność jednostek i wielkości.

Dla prostowania jednopołówkowego :

N

Działki

1

2

3

4

5

5,5

6

6,5

7

7,5

8

8,5

9

9,5

10

φ

rad

0,0 0,0 0,1 0,1 0,087 0,096

0,105

0,113

0,122

0,131

0,140

0,148

0,157

0,166

0,175

T1

U

V

0

0

0

0

2

3

4

9

15

20

28

47

70

75

80

I

mA

0

0

0

0

2

3

5

8

14

19

28

48

59

64

65

I

A

0

0

0

0

0,002 0,003

0,005

0,008

0,014

0,019

0,028

0,048

0,059

0,064

0,065

T1+T2

U

V

0

0

0

0

5

7

8

15

25

39

65

115

135

150

150

I

mA

0

0

0

0

4

6

7

13

23

38

54

96

112

126

126

I

A

0

0

0

0

0,004 0,006

0,007

0,013

0,023

0,038

0,054

0,096

0,112

0,126

0,126

Dla prostowania dwuopołówkowego :

Analizując wykresy można stwierdzić, że przebiegi napięć i prądów są do siebie podobne. Różnica
między prostowaniem jedno i dwupołówkowym ogranicza się do zwiększonej, dwukrotnie,
wartości prądu i napięcia, ma to miejsce dzięki odwróceniu połówki o przeciwnym znaku podczas
prostowania dwupołówkowego, dzięki temu prostowanie dwupołówkowe jest dwukrotnie
wydajniejsze od jednopołówkowego, przy czym kąt φ pozostaje bez zmian.

Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych

Warszawa

12.01.2013 ver 1.0