30002

Rys. 6.16. Przebiegi prądu i_t w obwodzie rezonansowym oraz napięcia na diodzie D->, charakterystyczne dla procesu wyłączania tranzystora 7] przy małym prądzie obciążenia

nansowej L_r oraz przebieg napięcia na diodzie Z)₂ w procesie komutacji przedstawia rysunek 6.16.

Projektowanie układu

Projektowanie układu sprowadza się przede wszystkim do obliczeń parametrów L_r, C_r obwodu komutacyjnego. Wyznaczenie tych parametrów może być oparte na zasadzie, minimalizacji energii w obwodzie rezonansowym przy założonym czasie komutacji, jak czyni się to w przypadku układów tyrystorowych z komutacją impulsową. Ta procedura jest obszernie prezentowana w literaturze [30].

Jest oczywiste, że większa pojemność Cj. zmniejsza straty wyłączania tranzystorów głównych T\ i 7₂, które charakteryzują się własnymi pojemnościami pasożytniczymi, lecz zwiększa amplitudę impulsu prądu w obwodzie rezonansowym, co prowadzi do wzrostu strat przewodzenia. Jeżeli w miejsce tranzystorów są stosowane przyrządy dużej mocy, np. GTO (ze znacznym czasem opadania (10 -r- 50 ps), wzrost pojemności C_r staje się konieczny, gdyż redukcja strat przełączenia rekompensuje całkowicie wzrost strat obciążenia.

Rys. 6.17. Pełny schemat przekształtnika biegunowego z trójfazowym wyjściem

0

J

Technika sterowania układem wymaga zapewnienia dostatecznego czasu wysterowania tranzystora T₂ , tak aby energia zgromadzona w indukcyjności L,. rów -

/ / ^

na -— była w stanie pokryć straty spowodowane określoną dobrocią obwodu

rezonansowego. Poza tym stały czas wysterowania tranzystora '/’₂ należy dobrać przy zakładanej maksymalnej wartości prądu obciążenia /„. Podobnie należy określić niezbędny czas wysterowania tranzystora 7j,j przed wyłączeniem tranzystora 7j przy prądzie obciążenia i₍₎= 0. Pełną trójfazową wersję układu przedstawia rysunek 6.17.

7. REZONANSOWE UKŁADY POŚREDNICZĄCE FALOWNIKÓW

W poprzednich rozdziałach omówione zostały sposoby przełączania tranzystorów przy zerowym napięciu bądź zerowym prądzie w przekształtnikach DC/DC. Cechą charakterystyczną tej klasy układów jest wykorzystanie obwodu rezonansowego do indywidualnego przełączania łącznika półprzewodnikowego. W przypadku przekształtników DC/AC stosowanie indywidualnych obwodów rezonansowych dla każdego z skojarzonych ze sobą kilku łączników tranzystorowych jest kłopotliwe. W tym przypadku wspólny obwód rezonansowy zapewnia miękką komutację wszystkich tranzystorów lub co najmniej tranzystorów jednej fazy.

Odrębną grupę stanowią przekształtniki ze złączem rezonansowym w obwodzie pośrednim pomiędzy prostownikiem a falownikiem. Rozróżnia się przy tym układy ze złączem rezonansowym napięciowym [2. 14] lub prądowym fl. 21.22]. Najbardziej rozpowszechniły się układy ze złączem napięciowym, w których układ falownika zasilany jest przez wysokoczęstotliwościowy obwód rezonansowy' ze składową stałą. Idea funkcjonowania takiego układu przedstawiona jest w poniższym rozdziale.

7.1. Przekształtnik DC/AC zasilany przez napięciowe złącze rezonansowe

Ideę przekształtnika DC/AC z trójfazowym wyjściem zasilanego poprzez złącze rezonansowe przedstawia rysunek 7.1. Wychodząc z założenia, że obwód rezonansowy drga z bardzo wysoką częstotliwością, w analizie tych drgań można przyjąć, że jest on obciążony źródłem stałoprądowym, co prowadzi do schematu zastępczego, pokazanego na rysunku 7.2.

Wszystkie tranzystory falownika są przełączane przy zerowym napięciu wówczas, gdy zamknięty jest łącznik S_r, a więc zwarte są szyny zasilające przekształtnik. W momencie wyłączania łącznika S_r napięcie początkowe kondensatora i/_c.(0) = 0, natomiast prąd w indukcyjności ma ściśle określoną wartość lp ^{= l}L, (O) • Pizy tak określonych warunkach początkowych przebieg napięcia