Transcript ISPRAVLJANJE (AC-DC) - ODABRANA POGLAVLJA

FAKULTET
ELEKTROTEHNIKE I
RAČUNARSTVA
UČINSKA ELEKTRONIKA
ISPRAVLJANJE (AC-DC)
- ODABRANA POGLAVLJA
U dosadašnjem tijeku predavanja nismo uspjeli
spomenuti ili u dovoljnoj mjeri objasniti mnoga poglavlja
iz područja izmjenično-istosmjerne pretvorbe, odnosno
ispravljanja.
Pokušat ćemo u završnom dijelu prvog ciklusa predavanja
nadoknaditi samo dio potrebnih dodatnih znanja. Za
daljne proširivanje i produblivanje znanja, na
raspolaganju vam je dodatna literatura.
ZAVOD ZA
ELEKTROSTROJARSTVO
I AUTOMATIZACIJU
Ak. god. 2010/2011
Zagreb,
2010.
FAKULTET
ELEKTROTEHNIKE I
RAČUNARSTVA
UČINSKA ELEKTRONIKA
ISPRAVLJANJE (AC-DC)
- ODABRANA POGLAVLJA
Tok energije, faktor snage, pokazatelji izobličenja
 Kružni dijagrami
 Regulacijske karakteristike usmjerivača
 Linearizacija upravljačke karakteristike
 Izobličenje mreže zbog komutacije
 Nazivlje i važna pitanja glede usmjerivača

ZAVOD ZA
ELEKTROSTROJARSTVO
I AUTOMATIZACIJU
Ak. god. 2010/2011
Zagreb,
2010.
FAKULTET
ELEKTROTEHNIKE I
RAČUNARSTVA
UČINSKA ELEKTRONIKA
Tok energije, faktor snage,
pokazatelji izobličenja
ZAVOD ZA
ELEKTROSTROJARSTVO
I AUTOMATIZACIJU
Ak. god. 2010/2011
Zagreb,
2010.
Tok energije u električkim mrežama
V, I efektivne vrijednosti
napona i struje
4
Faktor snage
10
Faktor snage iskazuje koliko se angažira prividne snage
za dobivanje djelatne snage.
U definiciju faktora snage ugrađena je pretpostavka da opterećenje
napojne mreže ovisi samo o efektivnoj struji. To znači da harmonički
spektar nije bitan; primjerice, svejedno je da li je struja sinusna ili bogata
harmonicima.
Opći slučaj: nesinusna struja i nesinusni napon
Kompenzacija jalove snage kod sinusnih veličina
Pokazatelji izobličenja valnog oblika
18
Primjer proračuna faktora harmoničkog izobličenja
Treba π2; očito, bitka s
pogrješkama je izgubljena.
FAKULTET
ELEKTROTEHNIKE I
RAČUNARSTVA
UČINSKA ELEKTRONIKA
Kružni dijagrami
ZAVOD ZA
ELEKTROSTROJARSTVO
I AUTOMATIZACIJU
Ak. god. 2010/2011
Zagreb,
2010.
KRUŽNI DIJAGRAM USMJERIVAČA U TROFAZNOM
MOSNOM SPOJU
22
Kružni dijagram daje vezu između srednje vrijednosti izlaznog napona, jalove snage i
kuta upravljanja α. Uzet ćemo, zbog jednostavnosti da je komutacija trenutačna i da
je napon mreže sinusan.
Jer je cos φ = cos α, djelatna snaga iznosi:
P  P1  3Vs rms I1rms cos  S1 cos
Jalova snaga prvog harmonika iznosi:
Q1  3Vs rms I1rms sin 1  S1 sin 
Dakle:
2
2
 P   Q1 
      1
 S1   S1 
Jer je:
P  Vdi I d  Vdio cos  I d
S1  Vdio I d
slijedi
2
2
 P   Q1 
      1
 S1   S1 
FAKULTET
ELEKTROTEHNIKE I
RAČUNARSTVA
UČINSKA ELEKTRONIKA
Regulacijske karakteristike
usmjerivača
ZAVOD ZA
ELEKTROSTROJARSTVO
I AUTOMATIZACIJU
Ak. god. 2010/2011
Zagreb,
2010.
U doba kad se pojavio ovaj priručnik
mogla se čuti tvrdnja da usmjerivači
gotovo
trenutačno
reagiraju
na
promjenu upravljačkog signala, jer
proces uklapanja tiristora traje svega
desetak mikrosekundi. Zašto ova
tvrdnja nije točna?
Ovo je bio prvi priručnik
tiskan u Europi o tiristorima.
1965. godina
REGULACIJSKE KARAKTERISTIKE USMJERIVAČA
Usmjerivački sklop je nelinearni regulacijski član:
s mrtvim vremenom :
Primijetite: mrtvo
vrijeme ovisi o
trenutku odluke !
Da bi se dobila željena srednja vrijednost napona, potrebna je
skoro jedna perioda.
Regulacijski model usmjerivača u trofaznom mosnom spoju
Usmjerivač je regulacijski član s pojačanjem i mrtvim vremenom. Pojačanje iznosi
(Vs je amplituda linijskog napona):
Vd 
3

Vs cos 
3

1
Vs cos(cos vcn ) 
3

Vs vcn
3 Vs
Vd 
vc  K r vc
 Vcm
Vs rms
3 Vs 3 2Vs rms
Kr 

 1,35
 Vcm
Vcm
Vcm
Upravljački napon je normiran, tako da je manji od 1 i da se može izračunati arccos.
Prosječno mrtvo vrijeme iznosi:
60 / 2
1 1
Tr 
x (trajanjejedne periode) 
360
12 f s
Dakle, regulacijski model usmjerivača u trofaznom mosnom spoju je:
Gr ( s)  K r e
Tr s
Kr

1  sTr
Prisjetite se:
bs
f (t  b)  e F ( s) t  b  0
FAKULTET
ELEKTROTEHNIKE I
RAČUNARSTVA
UČINSKA ELEKTRONIKA
Linearizacija upravljačke
karakteristike
ZAVOD ZA
ELEKTROSTROJARSTVO
I AUTOMATIZACIJU
Ak. god. 2010/2011
Zagreb,
2010.
Linearizacija upravljačke karakteristike
Ovo je načelo logičke konstrukcije
impulsnog uređaja (uređaja koji prima
signal iz regulacijskog sklopa V i
šalje okidne impulse na tiristore).
Elektronički sklop za linearizaciju upravljačke karakteristike
= 1 + cos
FAKULTET
ELEKTROTEHNIKE I
RAČUNARSTVA
UČINSKA ELEKTRONIKA
Izobličenje mreže zbog komutacije
ZAVOD ZA
ELEKTROSTROJARSTVO
I AUTOMATIZACIJU
Ak. god. 2010/2011
Zagreb,
2010.
IZOBLIČENJE MREŽNOG NAPONA
ZBOG KOMUTACIJE KOD USMJERIVAČA
Nastaju tzv.:
- duboki i
- plitki
Komutacijski žljebovi.
Nastaju tzv. komutacijski žljebovi u naponu na
pristupima trofaznog mosnog spoja.
Treba se prisjetiti:
Duboki komutacijski žljeb
Plitki komutacijski žljeb
Nastaju tzv. komutacijski žljebovi u naponu na
pristupima trofaznog mosnog spoja.
Na pristupima R’, S’ i T’ dubina komutacijskog žljeba se
smanjuje za faktor :
FAKULTET
ELEKTROTEHNIKE I
RAČUNARSTVA
UČINSKA ELEKTRONIKA
Nazivlje i važna pitanja glede
usmjerivača
ZAVOD ZA
ELEKTROSTROJARSTVO
I AUTOMATIZACIJU
Ak. god. 2010/2011
Zagreb,
2010.
NAZIVLJE U SVEZI S USMJERIVAČKIM SPOJEVIMA
NAZIVLJE U SVEZI S IZMJENJIVAČKIM SPOJEVIMA
Glede napona komutacije:
 komutirani naponom mreže (mrežom komutirani)
 komutirani naponom trošila (trošilom komutirani)
Glede napona sinkronizacije impulsnog uređaja:
 vođeni mrežom
 vođeni trošilom
PITANJA U SVEZI S USMJERIVAČKIM SPOJEVIMA
– upravljačka karakteristika Vd = f()
Pokušajte odgovoriti na ova pitanja za usmjerivačke spojeve koje smo do sada upoznali:
– jednofazni s porednom diodom,
– jednofazni sa srednjom točkom,
– jednofazni mosni spoj, te
– trofazni sa srednjom točkom i
– trofazni mosni spoj.
Naravno, ima još dosta spojeva (od kojih je najpoznatiji tzv. 2 x 3-fazni spoj), no ostavit ćemo ih
na miru.