Temat ćwiczenia: Regulacja impulsowa napięcia stałego	Numer zespołu: III	Data:
Grupa:12M MiDUE		Ocena:

1. Wstęp

1. 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.

1. Wykonanie ćwiczenia

W układach dokonano następujących zmian parametrów

Parametry	wcześniej	teraz
Iz-prąd zasilania	10A	5A
dh – szerokość histerezy	1	0.3

2. Badanie prostownika z obciążeniem w postaci odbiornika DC (plik AC_DC_2)

1. Wykresy zostały wykonane dla przesunięcia fazowego α_p=0

Poniżej zostały przedstawione wykresy napięć fazowych źródła zasilającego prostownik oraz prądy faz sieci zasilającej 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 widać przebiegi napięć 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 wartość średnia jest zbliżona do 0 natomiast dla modulacji histerezowej są zdecydowanie bardziej nieregularne, a ich wartość średnia mocy przyjmuje pewną ustaloną wartość.

1. Wykresy zostały wykonane dla różnych przesunięć fazowych

dla regulacji histerezowej

• α_p= π/2

Po dokonaniu zmiany wartości przesunięcia fazowego pomiędzy prądem a napięciem w sieci z 0 na π/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 (α_p=0)

• α_p= - π/2

Gdy przyjęliśmy wartość przesunięcia fazowego równą –π/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 zasilającej prostownik coraz mniej przypominają sinusoidę.

• α_p= π/4

Przebiegi w przypadku przesunięcia fazowego równego π/4 nie różnią się znacznie od przebiegów w przypadku gdy wartość przesunięcia fazowego wynosiła 0.

1. 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. Zostaną przeanalizowane przypadki dla modulacji histerezowej oraz PWM.

Poniżej zostały przedstawione wykresy napięć fazowych źródła 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 α_p=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 widać przebiegi napięć 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.

1. Wykresy zostały wykonane dla różnych przesunięć fazowych

dla regulacji histerezowej

• α_p= π/2

• α_p= - π/2

• α_p= π/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).