barlik,nowak0030

2.3. Falowniki niezależne    135

podkreślenia prądowego źródła zasilania. Układy złożone z przekształtników sieciowych, które poprzez dławik wygładzający zasilają falowniki prądu, są nazywane pośrednimi przekształtnikami prądu przemiennego z pośredniczącym obwodem prądu stałego.

Podstawową dziedziną zastosowań falowników prądu jest napęd elektryczny prądu przemiennego, kompensatory mocy biernej, statyczne sprzęgła elektryczne, stosowane np. do przekazywania energii za pomocą prądu stałego oraz grzejnictwo indukcyjne.

Poniżej omówiono jedno- i trójfazowe falowniki prądu o tzw. komutacji zewnętrznej

i wewnętrznej.

Układy o komutacji zewnętrznej są realizowane za pomocą tyrystorów konwencjonalnych. Wyłączanie tyrystorów w tych układach odbywa się na skutek napięć występujących na zaciskach wyjściowych falownika. Oznacza to, że przebieg czasowy napięcia wyjściowego falownika musi być opóźniony względem przebiegu prądu wyjściowego o czas dłuższy lub co najmniej równy czasowi wyłączania tyrystorów. Opóźnienie to może być uzyskane wówczas, gdy obwód odbiornika jest w stanie dostarczyć odpowiednią wartość mocy biernej pojemnościowej. Stąd też często falowniki prądu o komutacji zewnętrznej są nazywane układami komutowanymi odbiornikiem. W praktyce odbiorniki pasywne mają przeważnie charakter rezystancyjny lub rezystancyjno-indukcyjny. W tych przypadkach odpowiednią wartość mocy biernej pojemnościowej otrzymuje się przez włączenie kondensatora równolegle do odbiornika. Zewnętrzną komutację tyrystorów uzyskuje się również w przypadku falowników prądu współpracujących z odbiornikiem w postaci odpowiednio wzbudzonej maszyny synchronicznej, która może być źródłem mocy biernej pojemnościowej. W praktyce ten rodzaj komutacji występuje tylko w przypadku falowników trójfazowych.

Do budowy falowników prądu o komutacji wewnętrznej stosuje się tyrystory zwykłe bądź elementy półprzewodnikowe w pełni sterowalne.

2.3.2.1. Układy jednofazowe

Na rysunku 2.85 przedstawiono podstawowe struktury jednofazowych falowników prądu, których charakterystyczną cechą topologiczną jest występowanie kondensatorów włączonych równolegle do odbiorników. Z tego też względu są one nazywane falownikami równoległymi. W przypadku realizacji tych układów za pomocą tyrystorów klasycznych podstawowym zadaniem kondensatorów włączonych równolegle do odbiorników jest kompensacja mocy biernej odbiorników oraz dostarczanie mocy biernej pojemnościowej, niezbędnej do zapewnienia tyrystorom odpowiedniego czasu dysponowanego na ich wyłączenie (komutacja zewnętrzna). W falownikach prądu budowanych z zastosowaniem elementów półprzewodnikowych w pełni sterowalnych kondensator, przejmując energię magazynowaną w indukcyjności obciążenia, zapobiega pojawianiu się przepięć podczas przełączania łączników, a przy odpowiednim doborze pojemności pozwala nawet na zdecydowane zredukowanie łączeniowych strat mocy tych łączników. Kondensatory równoległe we wszystkich przypadkach wpływają na poprawę kształtu prądu odbiornika. Łączniki falowników prądu muszą się charakteryzować zdolnością przewodzenia prądu jednokierunkowego i blokowania napięcia dwukierunkowego (rys. 2.85d).

Na rysunku 2.86 pokazano przebiegi czasowe prądów i napięć mostkowych równoległych falowników prądu (rys. 2.85b), przy różnych parametrach obciążenia. Niezależnie od tych parametrów, prąd wyjściowy falownika prądu podczas jednoimpulsowego sterowania łączników ma kształt zbliżony do prostokątnego o wartości skutecznej