2tom293

8. ENERGOELEKTRONIKA 588

8. ENERGOELEKTRONIKA 588

Rys. 8.12. Przykłady przekształtników złożonych (przekształcanie wielostopniowe): a) pośredni przemiennik częstotliwości [PS prostownik, F — filtr, FN łub FP — falownik napięcia lub prądu; a kąt wysterowania); b) falownik bezpośredni czyli zależny [PSA,

PSK — odpowiednio grupa anodowa, grupa katodowa prostownika sterowanego,

CK W cyklokonwertor); c) zasilacz prądu stałego z przetwarzaniem [PPS — przerywacz,

Tr — transformator, P prostownik, f_p — częstotliwość falowania)

8.3.2. Prostowniki

Prostownikiem jest nazywany przekształtnik łączący linię prądu przemiennego z odbiornikiem prądu stałego [8.12,8.14]. Prostownik niesterowany zbudowany z diod umożliwia tylko jeden kierunek przepływu energii: od linii prądu przemiennego do odbiornika. Umowne napięcie wyprostowane w stanic jałowym, czyli wartość średnia napięcia wyprostowanego U_d0 zależy od układu połączeń przekształtnika (układ gwiazdowy lub mostkowy), ilości faz i napięcia zasilającego.

Prostownik sterowany zbudowany z elektrycznych zaworów sterowanych, np. tyrystorów, pozwala na regulację średniej wartości napięcia wyprostowanego U_dI przez zmianę kąta wysterowania a (rys. 8.13) zgodnie z zależnością opisaną równaniem

U_da = U_d0cosa dla 0 ^ a tr    (8.8)

która obowiązuje w zakresie prądów ciągłych prostownika idealnego, natomiast

U_d0 = _v'^/2 ^2-sin-    (8.9)

7t p

gdzie: U₂ — wartość skuteczna napięcia (fazowego przy połączeniu gwiazdowym lub międzyprzewodowego przy połączeniu mostkowym) zasilania przekształtnika; p — liczba pulsów pracy przekształtnika w jednym okresie napięcia linii zasilającej równa liczbie faz w układzie gwiazdowym i 2 razy większa od liczby faz w układach mostkowych.

Przy obciążeniu o charakterze rezystancyjnym, gdy (LIR) -> 0 ciągły przepływ prądu i ważność równania (8.8) występują jedynie w zakresie kątów wysterowania

W zakresie prądów przerywanych, przy obciążeniu rezystancyjnym i kątach wy-

n n ,    .    ....    ,    ,

sterowania y. > st. =---, średnią wartość napięcia w’yprostowanego określa równanie

2 p

1 —sin(x—

PJ J

(8.10)

które obowiązuje w zakresie kątów wysterowania

(8.11)

n n    n n

*'⁼2~7^<*^<~2⁺7 ⁼ *^t

Napięcie wyprostowane osiąga wartość = 0 dla a = n/2 przy prądach ciągłych, natomiast U_dap = 0 dla = -^- + — przy prądach przerywanych. Zależności te ilustruje rys. 8.14.

Rys. 8.13. Regulacja napięcia prostownika a — kąt wysterowania zaworów'

Rys. 8.14. Charakterystyki sterowania prostownika idealnego UjJU# = /(a) (nie uwzględniono ograniczenia kąta wynikającego z warunku bezpiecznej pracy falownikowej)

W tablicy 8.5 zestawiono charakterystyki wybranych układów prostownikowych gwiazdowych, a w tabl. 8.6 — wybranych układów mostkowych [8.3]. W tablicach tych przyjęto następujące oznaczenia:

m — liczba faz

P liczba pulsów ) _w okresie napięcia linii

k - liczba komutacji] zasilającej

U_ĆQ wartość średnia idealnego napięcia

wyprostowanego przy pełnym wysterowaniu, tzw. umowne napięcie wyprostowane w stanie jałowym

Urwm ~ szczytowe napięcie pracy zaworu Au, — względna wartość spadku napięcia

wyprostowanego spowodowana komutacją ^ux — względna wartość napięcia zwarcia transformatora

fą — prąd wyprostowany (wartość średnia)

^T{av) — wartość średnia prądu zaworu

IriRMSt — wartość skuteczna prądu zaworu I_TM — wartość szczytowa prądu zaworu I₂rms wartość skuteczna prądu przewodowego po stronie wtórnej transformatora /j prąd przewodowy po stronie pierwotnej transformatora

Iirms — wartość skuteczna prądu przewodowego po stronie pierwotnej transformatora S₂ — moc pozorna strony wtórnej transformatora, V • A S, — moc pozorna strony pierwotnej transformatora, VA

S_Tr — moc obliczeniowa transformatora, V -A