Numer zespołu: Data:
Temat dwiczenia: Regulacja
III
impulsowa napięcia stałego
Grupa: Ocena:
12M
MiDUE
1. Wstęp
a) Schemat układu prostownika tranzystorowego
Obwód główny prostownika PWM jest identyczny z obwodem falownika napięcia i składa się
z trzech gałęzi, zawierających tranzystory IGBT z diodami zwrotnymi.
Prostowniki tranzystorowe  są to przekształtniki pozwalające zmienić napięcie przemienne
na napięcie DC o regulowanej wartości średniej.
2. Wykonanie ćwiczenia
W układach dokonano następujących zmian parametrów
Parametry wcześniej teraz
Iz-prÄ…d zasilania 10A 5A
dh  szerokość histerezy 1 0.3
2.1 Badanie prostownika z obciążeniem w postaci odbiornika DC (plik AC_DC_2)
a) Wykresy zostały wykonane dla przesunięcia fazowego ąp=0
Poniżej zostały przedstawione wykresy napięć fazowych z
ródła zasilającego prostownik oraz
prÄ…dy faz sieci zasilajÄ…cej prostownik
Modulacja Histerezowa
Modulacja PWM
Opis porównawczy powyższych wykresów dla dwóch sposobów modulacji:
Jak możemy zauważyć przebiegi napięć zasilających są zbliżone do siebie w obu
przypadkach, jednak dostrzec można niewielką różnicę w przypadku przebiegu V(13,14)
(napięcie obwodu DC), który przy modulacji PWM charakteryzuje się nieco większym
spadkiem niż w przypadku modulacji histerezowej. Na przebiegach prądów zasilających
(Izas) widać że w przypadku modulacji histerezowej są one nieco odkształcone.
Wykresy napięcia fazowego prostownika
Modulacja Histerezowa
Modulacja PWM
Jak widad przebiegi napięd fazowych znacznie różnią się w zależności od sposobu modulacji
(histerezowa, PWM). W przypadku modulacji PWM przebiegi kształtem przypominają sinusoidę.
Wykresy mocy prostownika
Modulacja Histerezowa
Modulacja PWM
Z wykresów mocy dla modulacji histerezowej możemy zauważyć że przebiegi są
ustabilizowane w przeciwieństwie do modulacji PWM gdzie wykresy mają postać zbliżoną
do sinusoidy.
Wykresy prądu i mocy wyjściowej
Modulacja Histerezowa
Modulacja PWM
Znaczące róznice Widoczne są także w przypadku przebiegów prądu i mocy wyjściowej które w
przypadku modulacji PWM są bardziej regularne a ich wartośd średnia jest zbliżona do 0 natomiast
dla modulacji histerezowej są zdecydowanie bardziej nieregularne, a ich wartośd średnia mocy
przyjmuje pewną ustaloną wartośd.
b) Wykresy zostały wykonane dla różnych przesunięć fazowych
dla regulacji histerezowej
·ð Ä…p= Ä„/2
Po dokonaniu zmiany wartości przesunięcia fazowego pomiędzy prądem a napięciem w sieci
z 0 na Ą/2, możemy zauważyć że napięcie obwodu DC (V13,14) podczas pracy jeszcze
bardziej zmniejsza swoją wartość niż przy przesunięciu fazowym równym 0. Pozostałe
przebiegi nieznacznie różnią się od podstawowych (ąp=0)
·ð Ä…p= - Ä„/2
Gdy przyjęliśmy wartość przesunięcia fazowego równą  Ą/2 wartość napięcia zasilającego nie
zmieniała swojej wartości natomiast znacznie zmienił się prąd oraz napięcie fazowe.
Odkształcenia są widoczne coraz bardziej aż do tego stopnia że przebiegi prądów faz sieci
zasilajÄ…cej prostownik coraz mniej przypominajÄ… sinusoidÄ™.
·ð Ä…p= Ä„/4
Przebiegi w przypadku przesunięcia fazowego równego Ą/4 nie różnią się znacznie od
przebiegów w przypadku gdy wartość przesunięcia fazowego wynosiła 0.
2.2 Badanie prostownika z obciążeniem w postaci odbiornika RL (plik: AC_DC_3)
W tym punkcie zostaną powtórzone działania jak w przypadku prostownika z odbiornikiem
DC. ZostanÄ… przeanalizowane przypadki dla modulacji histerezowej oraz PWM.
Poniżej zostały przedstawione wykresy napięć fazowych z
ródła zasilającego prostownik oraz
prądy faz sieci zasilającej prostownik. Zrealizowane zostało obciążenie w postaci odbiornika
RL. Tak samo jak w przypadku AC_DC_2 poniższe wykresy zostały wykonane dla ąp=0
Modulacja Histerezowa
Modulacja PWM
Przebiegi napięć zasilających praktycznie się nie zmieniły w porównaniu z badanym
prostownikiem przy obciążeniu w postaci odbiornika DC. Natomiast przebiegi prądów
zasilających (Izas) w przypadku modulacji PWM są znacznie odkształcone , przy modulacji
histerezowej można zauważyć niewielkie odkształcenia które również występowały w
poprzednim pomiarze (obciążenie odbiornik DC).
Wykresy napięcia fazowego prostownika
Modulacja Histerezowa
Modulacja PWM
Jak widad przebiegi napięd fazowych znacznie różnią się w zależności od sposobu modulacji
(histerezowa, PWM). W przypadku modulacji PWM przebiegi kształtem przypominają sinusoidę.
Wykresy średniej mocy odbiornika
Modulacja Histerezowa
Modulacja PWM
Wykresy mocy przy modulacji histerezowej w obu rozpatrywanych przypadkach (odbiornik
DC oraz RL) nie zmieniły się, jednak zmiana obciążenia miała wpływ na przebiegi przy
modulacji PWM. Podobnie jak przy odbiorniku DC przyjmują one kształt sinusoidy jednak są
bardziej odkształcone.
Wykresy prądu i mocy wyjściowej
Modulacja Histerezowa
Modulacja PWM
Przy modulacji histerezowej przebiegi nie różnia się znacznie od przebiegów przy obciążeniu
DC, natiomiast przy modulacji PWM zauważamy że zarówno prądy jak i moc wyjściowa na
odbiorniku stopniowo narastają do ustalonej wartości. Natomiast średnia wartość prądów jest
zbliżona do 0 a moc na odbiorniku narasta by po pewnym czasie przyjąć ustaloną wartość.
c) Wykresy zostały wykonane dla różnych przesunięć fazowych
dla regulacji histerezowej
·ð Ä…p= Ä„/2
·ð Ä…p= - Ä„/2
·ð Ä…p= Ä„/4
Wykresy (napięć prądów zasilających przy różnych przesunięciach fazowych dla odbiornika
RL praktycznie nie zmieniają się w porównaniu do prostownika z obciążeniem DC.
Wnioski
Prostowniki mogą pracować jako sterowane gdzie wykorzystywane są do układów
przekształtnikowych pracujących w trybie nawrotnym co umożliwia np. odzyskowe
hamowanie silnika (oddawanie energii do sieci).