20665 P1010361

Falowniki

mowej. Ze względu na małe wymiary elementów półprzewodnikowych oraz małą w związku z tym zdolność kumulowania ciepła konieczne jest częstsze stosowanie radiatorów oraz specjalnych systemów chłodzenia. W celu zwiększenia intensywności odprowadzenia ciepła do otoczenia elementy półprzewodnikowe montowane są na radiatorach z miedzi lub aluminium i ukształtowane tak, aby uzyskać jak największą ich powierzchnię. Aby zwiększyć oddawanie ciepła z powierzchni radiatora, stosuje się bardzo często wymuszone chłodzenie powietrzne za pomocą wentylatorów, lub cieczowe.

8.5. Przekształtniki rezonansowe do sterowania silników prądu przemiennego

Sterowanie przez zmianę częstotliwości napięcia zasilania jest powszechnie stosowane w regulowanych napędach z silnikami prądu przemiennego, charakteryzujących się najmniejszymi stratami mocy. W klasycznym układzie falownika tranzystorowego o tak zwanej komutacji twardej (hard switching) występują poniższe problemy związane z realizacją i eksploatacją systemu napędowego:

-    stres napięciowy i prądowy występujący przy przełączaniu łączników tranzystorowych i związane z tym straty łączeniowe, które ograniczają średnią częstotliwość ich łączeń,

-    silne promieniowanie elektromagnetyczne, jakie towarzyszy przełączaniu dużych prądów, powodując zakłócenia radioelektryczne oraz zakłócenia sąsiadujących urządzeń sterujących (komputery, mikroprocesory, układy elektroniki pomiarowej),

-    wysoki poziom szumu i hałasu emitowanego przez silniki zasilane napięciem i prądem odkształconym.

Powyższe problemy można rozwiązać przez stosowanie tak zwanej komutacji miękkiej (soft switching), jaką uzyskuje się w falownikach rezonansowych, z przełączeniem łączników w zerze napięcia (zero voltage switching - ZVS) lub w zerze prądu (zero current switching - ZCS). Łączniki z komutacją miękką są praktycznie pozbawione strat łączeniowych. Pozwala to zwiększyć częstotliwość łączeń tranzystorów powyżej częstotliwości akustycznej (18-40 kHz).

i, ^u. irwrw i* 8i s2

Rys. 8.30. Trójfazowy falownik rezonansowy

Falownik trójfazowy rezonansowy przedstawia rysunek 8.30 z pominięciem zagadnienia zwrotu energii do sieci. Jest to układ, w którym między klasyczny falownik tranzystorowy SI - S6 wprowadzono obwód rezonansowy L_rC_r oraz łącznik tranzystorowy S_t z diodą zwrotną D_r. Układ ten tworzy generator w.cz., który generuje w obwodzie pośredniczącym jednokierunkowe impulsy napięciu z przerwami w chwilach załączenia tranzystora S_r. Tranzystory SI - S6 falownika przełączane są tylko w chwilach zamknięcia łącznika S_t. a więc przy zerowym napięciu (ZVS).

4

U.„

vwwwwww

4

u_m„.

I

4

U wy I

I

^ m/Y\/YYY\

Rys. 8.31. Kształtowania sygnału wyjściowego w przemiennikach częstotliwości z rezonansowym obwodem pośredniczącym

Zasadę uzyskiwania napięcia wyjściowego niskiej częstotliwości Ua, Un, Uc wyjaśnia rysunek 8.31. Polega ona na wybieraniu „połówek" napięcia obwodu pośredniczącego wysokiej częstotliwości