Politechnika Krakowska	Laboratorium Energoelektroniki
Wydział Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej	Temat: Prostowniki sterowane
Energetyka	Rok akademicki: 2010/2011
Grupa: 31 e	Data:
Wykonali: Piotr Filipek, Piotr Leśniak, Kamil Kulma, Bartłomiej Chyc, Wojciech Krawiec

1. Wstęp teoretyczny:

Trójfazowy prostownik gwiazdowy

Składa się z trzech równolegle połączonych prostowników jednopulsowych, z których każdy zasilany jest jednym z trzech napiec fazowych symetrycznego układu trójfazowego. Podłączone ze sobą katody tyrystorów tworzą tzw. grupę katodowa.

Prąd linii zasilających płynie tylko w jednym kierunku co powoduje, że w poszczególnych sieciach zasilających pojawi się składowa stałą – jest to zjawisko niekorzystne. Praca prostownika wymaga dostępnego przewodu neutralnego. Może on być zasilany poprzez dławiki sieciowe lub bezpośrednio z linii. Ponadto przez przewód neutralny będzie przepływał prąd stały, co nie zawsze jest dopuszczalne. W zakresie przewodzenia impulsowego praca poszczególnych prostowników przebiega identycznie jak w układach jednopulsowych jednofazowych. Przy przewodzeniu ciągłym natomiast kat wyłączenia poprzedniego zaworu określany jest katem załączenia następnego, a każdy z zaworów przewodzi przez 1/3 okresu. Jeden z biegunów odbiornika (Y) przyłączony jest na stale do punktu neutralnego trójfazowego układu zasilającego, drugi biegun(X) przełączany jest natomiast cyklicznie do poszczególnych faz układu. Dlatego tez przebieg napięcia na odbiorniku składa się z wycinków przebiegów poszczególnych napiec fazowych. Poszczególne pulsy prądu obciążenia id zamykają się w obwodach poszczególnych faz. Tym samym prąd stały płynie przewodem neutralnym Az do punktu neutralnego najbliższego transformatora, co nie zawsze jest dopuszczalne.

Trójfazowy prostownik mostkowy.

Układ sześciopulsowy można traktować jako połączenie szeregowe dwóch prostowników trójpulsowych, utworzonych przez tyrystory o połączonych katodach (grupa katodowa – T1, T3, T5) i o połączonych anodach (grupa anodowa – T4, T6, T2). Numery tyrystorów wskazują kolejność załączania (1 i 2, 2 i 3, itd). Jednocześnie przewodzą prąd 2 tyrystory. Podczas pracy (przy przewodzeniu ciągłym - zawsze płynie prąd) zawsze jeden tyrystor grupy katodowej i jeden tyrystor grupy anodowej znajduje się w stanie przewodzenia. Tyrystory grupy katodowej przewodzą przy dodatnich półfalach napięć fazowych, natomiast grupy anodowej – w czasie ujemnych.
Każdy z tyrystorów przewodzi prąd przez 1/3 okresu. Załączanie tyrystorów T1, T3, T5 jest przesunięte względem siebie o kąt 120 i 240 (podobnie tyrystorów T2, T4, T6). Załączanie tyrystorów w tej zasiej gałęzi jest o kat pi. Kąty opóźnienia α wysterowania tyrystorów liczone są od punktów wyznaczonych zrównaniem się wartości chwilowych kolejnych napięć fazowych lub przewodowych (punkty naturalnej komutacji).
Zakres sterowania tyrystorów prostownika mostkowego sześciopulsowego wynosi $0 \leq \alpha \leq \frac{2}{3}\pi.$ Prąd linii zasilającej jest prądem dwukierunkowym a jego wartość średnia jest równa 0.

1. Opisy poszczególnych wykresów:

Wykres nr 1:

Na wykresie prądu widzimy dodatnie połówki prądu wyprostowanego.

Pomiędzy dodatnimi połówkami, można zauważyć, że prąd równy jest zero, oznacza to brak załączonej diody zerowej.

Na wykresie napięcia widać, że osiąga on wartości poniżej zera (spowodowane jest to brakiem diody zwrotnej). Dla kąta załączania występują pulsacje. Dla kąta przewodzenia, napięcie U_d jest większe od zera.

Wykres nr 2:

Na wykresie prądu obserwujemy dodatnie połówki prądu wyprostowanego. Ma on charakter ciągły (nie osiąga wartości zerowej) z powodu zastosowania diody zwrotnej.

W przypadku napięcia przy kącie załączania nie występuje tętnienie (napięcie nie osiąga wartości ujemnych), co miało miejsce w poprzednim przypadku, bez diody zwrotnej. Dla tegoż kąta, napięcie jest równe zero. Dla kąta przewodzenia, napięcie U_d jest większe od zera.

Wykres nr 3:

Na wykresie prądu można zaobserwować dodatnie połówki prądu wyprostowanego. Część wykresu, pomiędzy dodatnimi połówkami ma charakter ciągły, co oznacza brak zastosowania diody zwrotnej.

Niezastosowanie tej diody jest warunkiem, jaki należy spełnić, aby prostownik był wysterowany dla pracy falowniczej.

Przy przebiegu napięcia, dla kąta załączania, podobnie jak na wykresie pierwszym, następuje tętnienie i spadek wartości napięcia poniżej zera. Dla kąta przewodzenia wartość U_d jest większa od zera.

Wykres nr 4:

Zarówno przebieg napięcia jak i prądu ma charakter analogiczny do tego przedstawionego na wykresie 3, tylko dla większych wartości I_d i U_d.

Wykres nr 5:

W przypadku prądu widzimy dwie bezpośrednio ze sobą połączone dodatnie połówki prądu wyprostowanego, co oznacza przewodzenie dwóch tyrystorów (jednej pary).

Część charakterystyki pomiędzy tymi połówkami jest linią prostą o wartości równej zero (brak zastosowania diody zwrotnej).

Napięcie osiąga wartości mniejsze od zera (przez brak diody zerowej), występują tętnienia. Dla kąta przewodzenia wartość U_d jest większa od zera. Wartość średnia napięcia wyprostowanego jest ujemna.

Wykres nr 6:

Na tym wykresie obserwujemy tylko wartość prądu. Dwie dodatnie połówki (prąd wyprostowany) oznaczają przewodzenie dwóch tyrystorów. Pomiędzy tymi połówkami prąd ma wartość równą zero (brak zastosowania diody zwrotnej).

1. Wnioski: