2tom308

8. ENERGOELEKTRONIKA 618

u,i(r.o.p)

f

1/fr

b)

n nn nnnn nn n

_CL

U UU UUUU UU Ur

c)	r-pr-^1_
0		_*

	□ nnnn		nn	n n n	Q_	n n n
U	T, |		J___		h	f
om		Ua V		Uav		Ti<T2<T3
2		Um		//m
		4
V	f	0		t 0		t

Rys. 8.45. Formowanie napięcia wyjściowego PO r.o.p.: a) przebiegi w obwodzie pośredniczącym; b) zmienna gęstość impulsów wyjściowych; c) formowanie fali wyjściowej przez uśrednianie (krzywa schodkowa) i powstawanie harmonicznej podstawowej; d) zmienna gęstość impulsów i odpowiednia wartość średnia U_AV

d)

Przemienniki częstotliwości z rezonansowym obwodem pośredniczącym (r.o.p.) mogą także służyć do zasilania sieci rozdzielczej energii elektrycznej z odbiornikami różnego typu (stało- i przemicnnoprądowych) i o różnych napięciach (np. na obiektach autonomicznych), gdyż w'yróżniają się małą masą i objętością odbiorników (gęstość energii urządzeń ok. 1,0 kW/kg), co jest szczególnie istotne w obiektach latających (inspirowały rozwój r.o.p.).

Koncepcja przemiennika z r.o.p. była pierwotnie zastosowana do budowy przetwornic rezonansowych prądu stałego (zasilaczy), zastępujących przetwornice impulsowe z PWM. Przemienniki z r.o.p. są także stosowane do sprzęgania źródeł prądu stałego (baterie ogniw słonecznych) z siecią krajową 50 Hz lub lokalną. Zakres mocy i częstotliwości PPCz zależy od zastosowanych elementów, dochodząc do 100 kW przy f_r > 100 kHz (zastosowanie SITh, SIT, unipolarnych tranzystorów mocy, IGBT względnie MCT itp.).

8.3.4.2. Falowniki rezonansowe

Falownikiem rezonansowym (FR) nazywa się falownik prądu stałego, odpowiednio FR!^S lub FRP, z komutacją zewnętrzną obciążeniową. FR jest zwykle członem przekształtnika złożonego, będącego rezonansowym przemiennikiem częstotliwości RPCz. Falowniki rezonansowe stosuje się do zasilania odbiorników o dużej indukcyjności i pracujących z® średnią lub dużą częstotliwością, stałą lub zmienną w niewielkim zakresie.

Istota FR, realizowanego przy użyciu tyrystorów klasycznych, polega na uzupełnieniu układu obciążenia pojemnością kompensującą C_LK (szeregową lub równoległą), w której jest magazynowana energia niezbędna do wymuszenia komutacji zaworów. W ten sposób zostaje utworzony obwód rezonansowy liniowy LC o częstotliwości drgań nietłumionych

(8.45)

oraz częstotliwości drgań tłumionych w obciążeniu

i-r²

' /.c !.K

1

R²

UĄ

(8.46)

Przebiegi oscylacyjne powodują naturalne wyłączenie tyrystorów (zbędne układy komutacyjne) względnie ułatwiają wyłączenie tranzystorów, przy zerowym prądzie lub napięciu. Dzięki temu straty komutacyjne są bardzo małe, zawór komutowany generuje niewielkie zakłócenia elektromagnetyczne. Częstotliwość rezonansowa i moc odbiornika zależą od rodzaju użytych elementów mocy. Obecnie działające FR osiągają/. « 10⁵ Hz. Falowniki rezonansowe są przekształtnikami niezależnymi od właściwości źródła energii. Poprawna ich praca wymaga zawsze spełnienia warunku

i_d > t, lub t_d > t₀„    (8.47)

przy czym: t_d — czas opóźnienia; t. — czas wyłączania w wyniku komutacji zewnętrznej; t_oir — czas wyłączenia tyrystora.

Rys. 8.46. Falowniki rezonansowe FR: a) falownik szeregowy FRN z obciążeniem R, L_l (gdzie C_LK — pojemność kompensująca); c) falownik równoległy FRP; b, d) przebiegi napięć i prądów