Image170 (3)

Podstawy

w przedziale 0 < v, £ n, natomiast jego kąt przewodzenia a_P wynosi n - v_z.

W przypadku, gdy do prostownika podłączymy odbiornik o charakterze rezystancyj-no indukcyjnym (RL), przebiegi nieco ulegają zmianie (rys. 5). Widać, że tyrystor prze wodzi nieco dłużej niż w przypadku, gdy do układu podłączono odbiornik rezystancyjny a jego wyłączenie następuje przy pewnej wartości kąta wyłączenia w Zatem kąt przewodzenia tyrystora a_p = v_w - v_z. W przedziale v* - K wartość chwilowa napięcia na odbiorniku jest ujemna. Oznacza to, że przy tych samych warunkach zasilania oraz kątach załączenia tyrystora wartość napięcia wyprostowanego przy obciążeniu RL jest mniejsza niż przy obciążeniu R. Ponadto można zauważyć, że stromość narastania prądu obciążenia jest także wyraźnie mniejsza. Wymaga to stosowania impulsów wyzwalających tyrystor o znacznie dłuższym czasie trwania.

Jeżeli odbiornik ma charakter RLE, czyli zawiera źródło napięcia stałego, to praca 1-pulsowego prostownika tyrystorowego będzie różna w zależności od polaryzacji napięcia stałego - E. W przypadku, gdy biegunowość E jest przeciwna do kierunku prądu obciążenia, to tyrystor może zostać załączony 'tylko w przedziale, w którym wartość chwilowa napięcia zasilającego 112 jest większa od przeciwnie skierowanego napięcia E. Wartość napięcia wyprostowanego jest wtedy dodatnia, a prąd obciążenia płynie pod wpływem dodatnie) wartości różnicy napięcia wyprostowanego oraz E. Energia jest pobierana z sieci, przekształcana i przekazywana do odbiornika.

Jeżeli natomiast biegunowość napięcia odbiornika E jest zgodna z kierunkiem prądu obciążenia, to układ może pracować falowni-kowo tzn może oddawać energię z odbiornika do sieci prądu przemiennego. Jednak o pracy falownikowej będziemy mówić przy omawianiu zagadnienia falowników w kolejnej części naszego kursu. Warto zauważyć, że w przypadku prostownika 1-pulsowego prąd płynący przez odbiornik zawsze jest prądem impulsowym.

Prostownik 3-pulsowy

Kolejnym układem prostownikowym, którego zasadę działania należałoby poznać, jest układ 3- pulsowy. Jego schemat przedstawia rysunek 6.

UT

Rys. 6 Prostownik 3-pulsowy.

W prostowniku tym, w zależności od tego jak zostaną wysterowane tyrystory, można uzyskać ciągły lub przerywany prze bieg napięcia (a zatem i prądu) na odbiorniku. Podobnie jak w prostowniku 1-pulso-wym, przy obciążeniu rezystancyjnym, wyłączenie kolejnych tyrystorów następuje w chw ili obniżenia napięć fazowych do zera (przejścia sinusoidy napięcia fazowego przez zero). To, czy przebieg napięcia na odbiorniku będzie ciągły, czy też przerywa ny, zależy przede wszystkim od kąta załączenia tyrystorów. Zakres przewodzenia przerywanego następuje dla 71/6 < a_z < 5rt/6 i wówczas kąt przewodzenia tyrystora jest a_p < 2nI3> natomiast zakres przewodzenia ciągłego jest dla, 0 < z < -/6, czyli dla a_p = 2itl3. Zasada działania prostownika 3-pulso-wego jest następująca. W chwili załączenia tyrystora Tl (tj. po pojawieniu się prądu bramki ic. dla tyrystora Tl) napięcie na tyrystorze spada do zera (stan przewodzenia). Tyrystor kończy przewodzenie, gdy napięcie fazy zasilającej U2R spada do zera, wówczas przechodzi on w stan zaporowy i pojawia się na nim napięcie wsteczne. W momencie, gdy upłynie kolejny przedział czasu równy kątowi przewodzenia 2tc/3, pojawia się impuls bramkowy załączający tyrystor T2 zasilany fazą U2S. W tym momencie na tyrystorze Tl wartość napięcia wstecznego jest równa amplitudzie napięcia między fazowego Ujrs- Tyrystor T2 podobnie jak Tl przewodzi do czasu, gdy wartość napięcia U?s nie osiągnie zera. Wówczas następuje jego wyłączenie i zablokowanie, a do pracy wchodzi tyry stor trzeciej fazy T3. Prąd płynący w układzie jest wówczas prądem impulsowym i płynie w trakcie przewodzenia kolejnych tyrystorów. Aby uzyskać przewodzenie ciągłe prądu, kąty załączenia tyrystorów poszczególnych faz muszą być mniejsze od rc/6. W tym przypadku wyłączenie aktualnie przewodzącego tyrystora odbywa się w chwili, gdy napięcie jego fazy zasilającej jest większe od zera. Ponadto napięcie wsteczne tyrystora przyjmuje war tości napięć międzyfazuwych. Przy przewodzeniu ciągłym prądu tyrystor przewodzi (jest załączony) przez czas 2n/3.

Podobnie jak w układach l-pulsowych, układ 3-pulsowy może pracować falowniko-wo.

Rys. 7 Prostownik mostkowy 6-pulsowy.

Prostownik mostkowy 6-pulsowy

Kolejnym układem prostownikowym jest układ mostkowy 6-pulsowy. Jego schemat przedstawiono na rysunku 7.

Mostek ten można rozpatrywać jako szeregowe połączenie dwóch 3-fazowych gwiazd tyrystorowych. Tyrystory grupy katodowej przewodzą przy dodatnich półfalach napięcia zasilania, natomiast tyrystory grupy anodowej przy półfalach ujemnych. Napięcie wyprostowane jest zatem sumą regulowanych i przesuniętych o kąt n/3 napięć wyjściowych obu grup. Niezależnie od charakteru obciążenia impulsy bramkowe tyrystorów są przesunięte

0    kąt Ti, a co n/3 następuje zmiana konfiguracji obwodu. Prawidłowa praca mostka jest zapewniona przy następującej sekwencji wyzwalania tyrystorów (zgodnie z rys. 7):

T1-T5    T2-T6    T3-T4

Tl - T6    T2 - T4    T3 - T5

Podobnie jak w układzie 3-pulsowym przebieg napięcia wyprostowanego, a zatem

1    prądu obciążenia może mieć charakter przerywany lub ciągły.

Mostek taki obciążony odbiornikiem o charakterze RLE może pracować falownikowo.

Mostki półsterowane oraz z diodą zerową. Mostki półsterowane 1 -fazowe

Ostatnią grupą układów, którą omówimy w tej części cyklu, są wyżej wspomniane układy o odcięciu zerowym, czyli mostki półsterowa ne oraz z diodą zerową.

Jako pierwsze 7 tej grupy zostaną przed stawione mostki półsterowane I -fazowe.

Zamieszczone na rysunku 8 wykresy obrazują pracę mostków półsterowanych przy obciążeniu RL Warto zaznaczyć, że praca obu mostków półsterowanych dla obciążeń rezystancyjnych jest identyczna jak dla ukła dów' l-fazowych w pełni sterowalnych (rys. 5). Różnice pomiędzy przedstawionymi na rysunku 8 wersjami mostków półsterowanych leżą tylko i wyłącznie w przebiegach prądów zaworów (tyrystorów i diod).

W mostku z rysunku 8 (lewy) tyrystor przewodzi nieprzerwanie w czasie a_p jc. Początkowo tyrystor ten (obszar niebieski na wykresie ir - odpowiada wartości czasu n - a₇) przewodzi prąd sieci, natomiast przez pozostały czas pracy (do 7i) przewodzi prąd płynący na skutek wewnętrznego rozładowania energii zgromadzonej w odbiorniku. W mostku drugim (rys 8 prawy) tyrystory nie uczestniczą w procesie rozładowania energii odbiornika i przez cały czas pracy równy a_pl = n - a_z przewodzą tylko prąd sieci. W mostku tym rozładowanie energii odbior nika następuje poprzez diody Dl i D2. Czasy przewodzenia prądu sieci w obu mostkach są zatem jednakowe.

58 Lipiec 2006 Elektronika dla Wszystkich