STEROWNIKI (REGULATORY) PRĄDU PRZEMIENNEGO

Sterowniki prądu przemiennego (nazywane również regulatorami prądu przemiennego)
służą do przekształcania sinusoidalnego napięcia przemiennego o stałej wartości skutecznej
na napięcie przemienne o regulowanej płynnie wartości skutecznej

Jednofazowy sterownik prądu przemiennego

Rys. 6.1. Układ jednofazowego

sterownika prądu przemiennego

Przy sterowaniu symetrycznym tyrystory T1 oraz T2
załączane są w kolejnych półokresach napięcia sieci
zasilającej w momentach określonych przez wartość
kąta załączania.

Stan przewodzenia tyrystora utrzymuje się do chwili
zaniku prądu, która zależy od charakteru odbiornika
oraz od kąta załączenia tyrystora υ

z

. Kąt υ

g

jest kątem

wyłączania tyrystora (podobnie jak dla prostowników
sterowanych).

Rys. 6.2. Zmiany napięcia na odbiorniku

przez jednofazowy sterownik prądu

przemiennego

oraz prądu odbiornika typu RL zasilanego

Kąt załączania, przy którym prąd odbiornika
ma kształt sinusoidalny, nazywany jest
krytycznym kątem załączania. Kąt załączania
tyrystorów υ

z

nie może być mniejszy od

krytycznego kąta załączania υ

zkr

. Krytyczny

kąt załączania równy jest kątowi fazowemu
odbiornika:

R

ωL

arctg

υ

odb

zkr

=

ϕ

=

(6.1)

gdzie φ

odb

oznacza kąt fazowy odbiornika.

Rys. 6.3. Zależność kąta wyłączania υ

g

od kąta

załączania

υ

z

sterownika prądu przemiennego

Kąt wyłączania υ

g

może przyjmować

wartości z przedziału

]

π

2

3

,

π

[

, jego

wartość zależy od charakteru odbiornika
oraz od kąta załączania.

1

Wartość skuteczną napięcia na odbiorniku wyznaczana jest na podstawie zależności:

)

υ

2

sin

υ

2

(sin

π

2

1

π

υ

υ

2

U

U

z

g

z

g

m

osk

−

−

−

=

(6.2)

Rys. 6.4. Zależność względnej wartości skutecznej

napięcia na odbiorniku od kąta załączania

υ

z

gdzie U

m

jest amplitudą napięcia sieci

zasilającej.

Sterowniki trójfazowe

Sterownik trójfazowy z przewodem zerowym

Rys. 6.5. Trójfazowy sterownik prądu

przemiennego z przewodem zerowym

Sterowniki w poszczególnych fazach pracują
niezależnie od siebie. Tyrystory T1, T3 oraz
T5 załączane są względem siebie z opóźnieniem
o kąt 120

o

(2π/3) i 240

o

(4π/3) a tyrystory T2, T4

oraz T6 załączane są względem tyrystorów
T1, T3 i T5 z opóźnieniem o kąt 180

o

czyli połowę

okresu napięcia zasilającego. W tym sterowniku
może występować praca jednofazowa, dwufazowa
lub trójfazowa.

Wadą tego sterownika jest możliwość występo-

wania dużego prądu w przewodzie zerowym
podczas pracy dwufazowej.

Sterownik trójfazowy bez przewodu zerowego

Rys. 6.5. Trójfazowy sterownik prądu

przemiennego bez przewodu zerowego

Jest to najczęściej stosowany sterownik

trójfazowy, zwłaszcza do rozruchu napięciowego
nieobciążonych silników indukcyjnych klatkowych.

Prądy poszczególnych faz zależą wzajemnie od

siebie. Prąd danej fazy musi płynąć jednocześnie
przez dwa tyrystory. Impulsy załączające tyrystory
muszą być podawane w takich chwilach czasu,
aby nastąpiło załączenie dwóch tyrystorów.
Dlatego na każdy tyrystor podawane są dwa
impulsy przesunięte o kąt 60

o

(π/3).

2

W tym sterowniku może występować tylko praca trójfazowa, dwufazowa lub zerofazowa (nie

przewodzi żaden z tyrystorów).

Dla odbiornika typu R występuje:
• praca dwu- lub trójfazowa, jeśli 0 < υ

z

< π/3,

• praca wyłącznie dwufazowa, jeśli π/3 < υ

z

< π/2,

• praca dwu- lub zerofazowa, jeśli π/2 < υ

z

< π.

Dla odbiornika typu R występuje:
• praca dwu- lub trójfazowa, jeśli π/2 < υ

z

< 2π/3,

• praca dwu- lub zerofazowa, jeśli 2π/3 < υ

z

< π.

.

Napięcie na wybranej fazie odbiornika równe jest:

• zeru, jeśli występuje praca dwufazowa i nie przewodzi żaden z tyrystorów danej fazy,
• połowie napięcia międzyprzewodowego, jeśli jest praca dwufazowa i przewodzi jeden z

tyrystorów danej fazy,

• napięciu fazowemu, jeśli występuje praca trójfazowa.

3