Image171 (3)

■

Podstawy

Rys. 8 Schematy i przebiegi dla prostowników półsterowanych: mostek półsterowany z tyrystorową grupą komutacyjną (rys. lewy); mostek półsterowany z tyrystorami w gałęzi mostka (rys. prawy).

Dodatkowa dioda DO (wrysowana na rysunku 8 linią przerywaną) ma za zadanie, przy obciążeniach silnie indukcyjnych, zapewnić pełną sterowalność mostka w całym zakresie regulacji napięcia, nie dopuszczając do przewrotu falownika na skutek skokowego zaniku napięcia (ale o tym w następnym artykule).

Półsterowany mostek 3-fazowy

Kolejnym układem mostka półsterowanego jest układ mostka 3-fazowego, którego schemat przedstawia rysunek 9.

Mostek ten dla zakresu kąta załączenia tyrystorów 0 < a, < :r/3 pracuje w strefie napięcia nieprzerywanego, a w zakresie 7i/3 < ol_ł < n w strefie napięcia przerywanego W pierwszej strefie przebieg napięcia jest 6-pulsowy a w drugiej 3-pulsowy Prąd obciążenia w strefie napięcia nieprzery wanego jest również ciągły. W drugiej zaś. dla obciążeń rezystancyjnych jest zawsze impulsowy, natomiast dla obciążeń z indukcyjnością może być impulsowy bądź ciągły. Charakter obciążenia mostka zupełnie nie wpływa na kąty przewodzenia tyrystorów i diod. Kąty te są sobie równe i wynoszą apT = a_PF = 2jc/3.

Prostowniki sterowane z diodą zerową

Ostatnią grupę układów prostownikowych, którą należy przedstawić, aby ich przegląd był pełen, stanowią prostowniki sterowane z diodą zerową. Zadaniem takiej diody (zwanej też bocznikującą lub odcinającą) jest zwieranie odbiornika w tej części okresu, w której wartość chwilowa napięcia wyjściowego w prostownikach bez diody zerowej jest ujemna. Dzięki takiemu działaniu diody napięcie na odbiorniku nie zmienia biegunowości, lecz w zwieranym przedziale utrzymuje wartość równą napięciu przewodzenia diody zerowej, czyli bliską zeru. Prąd odbiornika płynie wówczas w obwodzie utworzonym przez tą diodę, w wyniku rozładowania energii zgromadzonej w indukcyjności odbiornika. W mostkach wyposażonych w diodę zerową nie jest możliwa praca falownikowa. Prostowniki takie mają wiele zalet, między innymi większą wartość średnią napięcia wyprostowanego, ponieważ jak już wspomniano dioda „odcina” ujemne części przebiegów. Ponadto mostek taki charakteryzuje się mniejszym zakresem niekorzystnego, impulsowego przewodzenia prądu obciążenia, lepszym wygładzeniem prądu w zakresie przewodzenia ciągłego, wyższym współczynnikiem mocy oraz pozbawiony jest przepięć na odbiorniku.

Najbardziej obrazowo wpływ diody zerowej na pracę prostowników sterowanych można wyjaśnić na podstawie prostownika 1-pulsowego sterowanego. Schemat oraz przebiegi dla tego prostownika obciążonego odbiornikiem RL przedstawiono na rysunku 10.

Indukcyjność L odbiornika ładuje się przy dodatniej pół fal i napięcia zasilającego, a rozładowuje przy półfali ujemnej. W prostowniku tym zakres regulacji kąta załączenia tyrystora wynosi 0 < (i_z < r.. W chwili odpowiadającej kątowi 7i następuje wyłączenie tyrystora, a przewodzenie rozpoczyna dioda zerowa DO. Wówczas w wyniku rozładowania energii odbiornika prąd obciążenia płynie w obwodzie zaznaczonym na schemacie czerwoną linią przerywaną. Ponowne załączenie tyrystora następuje w chwili 2rrt-a,.

Tyrystor przejmuje prąd od diody, która zostaje wyłączona Zatem prąd obciążenia jest sumą prądów tyrystora oraz diody. Podczas pracy prostownika 1-pulsowego z diodą zerową następuje w okresie napięcia zasilania dwukrotnie zjawisko komutacji, czyli przejmowania prądów przez zawory. Występuje ono pomiędzy tyrystorem a diodą i drugi raz pomiędzy diodą a tyrystorem. Oznacza to, że źródło napięcia zasilania u: jest dwukrotnie zw ierane, a napięcie na odbiorniku jest wówczas równe zeru.

Również mostki 3-fazowe występują w wersji z diodą zerową, a ich schematy wraz z odpowiednimi przebiegami obrazującymi

Rys. 9 Półsterowany mostek 3-fazowy.

Rys. 10 Tyrystorowy prostownik jed-nopulsowy z diodą zorową.

Elektronika dla Wszystkich

Lipiec 2006

59

■ I