30001

pomocniczy zostaje naładowany i tym kończy się pełny cykl pracy układu. Obserwując prezentowane przebiegi łatwo jest zauważyć, że układ minimalizuje zarówno straty załączania jak i wyłączania wszystkich przyrządów i jest korzystny w praktyce. Niewątpliwie jest to układ konkurencyjny w stosunku do wcześniej prezentowanych układów quasi-rezonansowych. Do jego realizacji wymagana jest jednak większa liczba elementów półprzewodnikowych. Porównanie sprawności, przepięć i przetężeń dla tych obu klas układów pozostawmy do weryfikacji czytelnikom.

6.4. Przekształtnik biegunowy komutowany rezonansowo

Przekształtnikiem biegunowym nazywany jest półmostkowy układ falownika. Stąd dwa przekształtniki biegunowe tworzą falownik w układzie mostkowym z jednofazowym wyjściem, a falownik z trójfazowym wyjściem składa się z trzech przekształtników biegunowych obciążonych indywidualnymi fazami trójfazowego odbiornika. W układzie trójfazowym stosuje się technikę sterowania PWM dla każdej fazy indywidualnie. Dla zapewnienia efektu „miękkiego” przełączania łączników każdej fazy stosuje się indywidualne sieci odciążające dla każdego łącznika lub wspólny rezonansowy obwód pomocniczy dla jednej fazy. Dobrze znane i opracowane w literaturze są układy falowników tyrystorowych z komutacją impulsową [28,30]. Tyrystory robocze każdej fazy mają wspólny rezonansowy obwód komutacyjny uaktywniany za pomocą tyrystorów pomocniczych (komutacyjnych) w procesie przełączania. Z tej klasy układów wywodzi się układ określany w literaturze nazwą przekształtnika biegunowego komutowanego przez pomocniczy obwód rezonansowy (an auxiliary resonant commutated pole converter) [4], Schemat jednej fazy wyjściowej takiego układu w tranzystorowej wersji pokazany jest na rysunku 6.11.

^cd = cd =	_ ^I:>n2 ^DP1 D, 2	i ^t4s	—	= Cr'2 i L. 0 _ _
	^nrtj ^= V Tp] d22	[A	ul	= Cr/2

Rys. 6.11. Przekształtnik biegunowy z pojedynczym wyjściem L_/: trójfazowego odbiornika

Tranzystory T\ i T₂ wraz z diodami D\ i D₂ są głównymi elementami przekształtnika zasilającymi jedną fazę odbiornika poprzez filtr Ly . Elementy oraz /^.stanowią pomocniczy obwód rezonansowy uaktywniany poprzez tranzystory pomocnicze Ti T_j}2 kojarzące obwód z pojemnościowym dzielnikiem napięcia 2x:Cj .

Aby omówić proces przełączania tranzystorów i diod głównych falownika, należy rozpatrzyć trzy charakterystyczne przypadki.

Przypadek pierwszy dotyczy procesu załączania tranzystora głównego np.: 1\. Przed załączeniem tranzystora 7j prąd obciążenia zamyka się poprzez diodę D₂,

C.

jak pokazuje to rysunek 6.12a. W stanie tym dolny kondensator ~ jest rozłado-

C.

wany, a na kondensatorze górnym występuje napięcie E ; stąd nie jest możliwy proces „miękkiego” wysterowania tranzystora 7j. Proces komutacji miękkiej zostaje zapoczątkowany poprzez wysterowanie tranzystora pomocniczego T._}2 , co

powoduje liniowe narastanie prądu w indukcyjności rezonansowej zgodnie z równaniem:

%■

(6.10)

(przy założeniu, że napięcie na dzielniku pojemnościowym zmienia się znikomo) (rys. 6.l2.b). W tym czasie wysterowany jest też tranzystor T₂ , lecz nie przewodzi on prądu, gdyż pozostaje zbocznikowany przewodzącą diodą D₂ .

Gdy prąd w indukcyjności L_r zrówna się z prądem obciążenia i₀, wyłącza się dioda D₂ , a proces przewodzenia prądu rozpoczyna tranzystor T₂ . Prąd i^_r nadal narasta liniowo, a nadwyżka jego wartości ponad i₀ płynie poprzez tranzystor T₂ (rys. 6.12.c). W czasie narastania prądu w indukcyjności L_r gromadzona jest energia. Kiedy prąd w indukcyjności przekroczy prąd obciążenia o określoną wartość /j tranzystor T₂ jest wyłączany przy zerowym napięciu, a energia zgromadzona w indukcyjności L_r powoduje proces rezonansowego przeładowania kondensato-

c.    c.    c

rów —. Przy tym kondensator dolny — jest ładowny, a górny — rozładowywany (rys. 6.12d). Prąd maksymalny w indukcyjności rezonansowej osiąga wartość:

(6.11)

215