6. Prostowniki 3-fazowe półsterowane 3T-3D

W przypadkach gdy nie przewidujemy pracy falownikowej prostownika 6T można zastąpić trzy tyrystory trzema diodami. Jest obojętne którą grupę tyrystorów zastąpimy. Najczęściej jednak ma miejsce zastąpienie grupy tyrystorów połączonych ze sobą anodami. Powstały prostownik 3T-3D jest pokazano na rysunku 6.1

Rys. 6.1. Schemat prostownika półsterowanego, tyrystorowo-diodowego 3T-3D

Podobnie jak prostownik mostkowy 6T, ten prostownik również nie wymaga zasilania z udziałem przewodu neutralnego. Napięcia zasilajże 3 faz można zatem opisać następującymi wyrażeniami:

W prostowniku sterowane jest tylko jedna grupa zaworów (tyrystorów). Część złożona z diod generuje na wyjściu stałą wartość napięcia wyprostowanego jak w układzie trójpulsowym U_d0 (q=3). Dlatego zakres kąta sterowania
dla pracy prostownikowej układu U_d>0 wynosi
. Istnieją jednak dwie strefy sterowania. I strefa to zakres:
. Dla tej strefy sterowania napięcie wyprostowane przyjmuje wartości większe od zera (
). Wykres napięcia na odbiorniku dla I strefy sterowania podano na rysunku 6.2 (przebieg górny).

Rys.6.2. Wykresy przebiegów napięcia wyprostowanego (na odbiorniku) w prostowniku półsterowanym 3T-3D dla I strefy sterowania;
(wykres górny) i dla II strefy sterowania;
(wykres dolny)

II strefa to zakres kąta sterowania:
. Dla tej strefy sterowania napięcie wyprostowane przyjmuje wartości dodatnie i równe zeru (
). Wykres przebiegów napięcia wyprostowanego dla tej strefy sterowania pokazano na rysunku 6.2 (przebieg dolny).

Niezależnie od stref sterowania w prostowniku mostkowym 3T-3D obowiązuje takie samo wyrażenie na wartość średnią napięcia wyprostowanego:

gdzie:
; q=2n=6.

Charakterystyka sterowania (bez uwzględnienia indukcyjności sieci AC) dla prostownika półsterowanego 3T-3D została przedstawiona rys. 6.3.

Rys.6.3. Charakterystyka sterowania prostownika 3T-3D

W warunkach rzeczywistych a zwłaszcza przy dużych obciążeniach (mocach odbiornika) prostownika indukcyjność sieci (L_k) powoduje (jak w innych prostownikach, np. 3T, 6T) spadek napięcia
, którego wartość średnia wyliczana jest z zależności:

,

gdzie: n=3 - liczba faz a
.

Niepożądanym zjawiskiem w prostownikach 3T-3D jest utrata sterowalności. Występuje ona wówczas, gdy indukcyjność odbiornika jest bardzo duża. Zwykle te prostowniki zasilają właśnie takie odbiorniki prądu stałego (DC). Utrata sterowalności polega na kontynuowaniu pracy (przewodzenia) przez prostownik pomimo zaniku impulsów sterujących tyrystory. Ilustracją takiej sytuacji jest rysunek 6.5.

Utracie sterowalności prostownika 3T-3D można zapobiec stosując dołączenie równolegle do odbiornika dodatkowej diody rozładowczej jak pokazano to linią przerywaną na rysunku 6.1. Dodatkowa dioda rozładowcza przejmuje przewodzenie w przedziałach gdy napięcie na odbiorniku wynosi 0.

Rys.6.5. Ilustracja utraty sterowalności przez prostownik 3T-3D

89

---