2tom302

8. ENERGOELEKTRONIKA 606

8. ENERGOELEKTRONIKA 606

Rys. 8.32. Wykresy zależności mocy biernej Q/S w funkcji wysterowania przekształtnika UJU_d0 przy sterowaniu zgodnym i kolejnościowym

można zmniejszyć maksymalny pobór mocy biernej (rys. 8.32). Korzystniej w tym przypadku jest stosować zgodne połączenia uzwojeń wtórnych transformatora. W idealnym przypadku, przy ograniczeniu kątów wysterowania a_max= tt i a_min = 0, maksymalny pobór mocy biernej wynosiłby Q/S = 0,5. W rzeczywistości, gdy a_max<Jt—/J_mta i a_min = /5_min, maksymalny pobór mocy biernej osiąga wartość O/S « 0,7. Z tym, że przekształtnik wówczas wykazuje 6-pulsowy charakter pracy.

8.3.3.4. Prostownik impulsowy

Sterowanie fazowe prostownika a = var, na wet w przypadku obciążenia rezystancyjnego, powoduje opóźnienie przebiegu prądu wejściowego względem napięcia linii. Oznacza to pogorszenie współczynnika mocy. Jednym ze sposobów poprawy współczynnika mocy pobieranej przez prostownik jest zmiana zasady sterowania: załączanie przy a = 0 i wymuszone wyłączanie przy kącie /J = var. Realizacja wymaga zastosowania zaworów wyłączalnych, np. GTO. Koncepcję prostownika zwanego w literaturze „impulsowym” przedstawiono na rys. 8.33a (układ dwupulsowy, w którym diody Dl, D2 tworzą diodę

Rys. 8.33. Prostownik impulsowy: a) układ dwupulsowy: b) typowe przebiegi w tym układzie

zwrotną). Przy takim sterowaniu współczynnik mocy, zwłaszcza pierwszej harmonicznej, zbliża się do jedności. Prostownik impulsowy może być także wykorzystany jako modulator ilości i szerokości impulsów o zmiennych amplitudach PAM-t-PWM, jeśli a = var i (i = var. Typowe dla układu dwupulsowego przebiegi przedstawiono na rys. 8.33b.

8.3.3. Łączniki i przerywacze prądu stałego

Sterowane zawory półprzewodnikowe [8.2; 8.9; 8.14; 8.15] zastępują zestyki łączników elektromechanicznych (mechanizmowych) takich, jak przekaźniki, styczniki itp. W porównaniu z zestykami zaletami zaworów są: brak łuku elektrycznego; brak części ruchomych; większa częstość łączeń, nawet rzędu kilku megaherców. Wadami zaworów są: stosunkowo znaczna rezystancja w czasie przewodzenia, tzn. R_os 0; nieliniowy spadek napięcia na zaworze przewodzącym; skończona rezystancja w stanie wyłączonym, tj. R_off # oc, a więc brak galwanicznej separacji obwodów; konieczność stosowania układów zabezpieczeń stromościowych i wspomagających komutację, których zakres i rodzaj zależy od typu zaworu oraz właściwości źródła i odbiornika; konieczność użycia specjalnych układów sterujących zależnych od typu zaworu i jego funkcji w układzie przekształtnika czy przemiennika, często o niepomijalnych stratach mocy; skończone i zwykle różne czasy załączania i wyłączania zaworu; unilateralność zaworów (z małymi wyjątkami) w przeciwieństwie do bilateralności zestyków.

Przy rozważaniu podstawowych przebiegów energetycznych w układach energoelekt-ronicznych realny zawór jest zwykle modelowany za pomocą łącznika idealnego, tzn. elementu unilateralnego o R_ofl = 0, R_OFF = oo przy obu kierunkach polaryzacji, o natychmiastowej zmianie stanu, nie zużywającego energii (zawór bezinercyjny i bezstratny). Łącznik bilateralny jest modelem zaworu złożonego lub układu zaworów (rys. 8.34).

Rys. 8.34. Łączniki: a) łącznik unilateralny — symbol, charakterystyka /(L>); b) łącznik bilateralny: symbol, charakterystyka I(U); c) przykłady realizacji łącznika bilateralnego

Łączniki tranzystorowe i na tyrystorach GTO wymagają zastosowania układów odciążających (wspomagających) komutację — najczęściej typu RLCD (ang. snubbers) — w celu zmniejszenia strat łączeniowych, umożliwiając przez to zwiększenie częstotliwości przełączania f_p.

Na rysunku 8.35 przedstawiono typowe układy odciążające. Komutacja będzie przebiegała znacznie łagodniej, jeśli prąd zaworu w procesie komutacji będzie oscylacyjny, a wyłączenie nastąpi przy przejściu przez zero prądu lub napięcia — ZCS/ZVS (ang. Zero Current/Zero Yohage Switching). Przykłady łączników rezonansowych podano na rys. 8.36.

Łączniki na tyrystorach SCR wymagają dodania specjalnych układów komutacyjnych typu pojemnościowego lub rezonansowego (komutacja impulsowa) — przykłady