Transcript topologije i funkcije pretvarača

TOPOLOGIJE I FUNKCIJE PRETVARAČA
Što je topologija, a
što funkcija?
Što je topologija?
Topologija proučava temeljna geometrijska svojstva
predmeta bez obzira na njihovu veličinu i oblik. U očima
topologa kolačić s rupom u sredini i šalica za kavu s
jednom ručkom su ekvivalentni, jer oba predmeta imaju
samo jednu rupu; jedan se predmet može transformirati u
drugi a da se ne razori.
Ova čajna šalica i čajni kolačić imaju istu topologiju.
Još jedna slikovita definicija: Topologija je geometrija na
elastičnoj podlozi.
Topologija pretvaračkog sklopa
Topologija
pretvaračkog
sklopa
je raspored
Topologiju predočuje shema pretvaračkog sklopa.
sklopki.
Topološko stanje pretvaračkog sklopa
Topološko stanje pretvaračkog sklopa predočuje tablica
karakterističnih intervala rada; ona popisuje sve
karakteristične intervale rada i iskazuje koje sklopke su
otvorene ili zatvorene u pojedinom karakterističnom
intervalu rada.
Tablica karakterističnih intervala rada
Koje su funkcije pretvarača?
ISPRAVLJANJE
∼
IZMJENIČNA
PRETVORBA
–
∼
–
∼
–
IZMJENJIVANJE
IZRAVNA
IZMJENIČNA
PRETVORBA
NEIZRAVNA
ISTOSMJERNA
PRETVORBA
ISTOSMJERNA
PRETVORBA
tok energije
IZRAVNA
NEIZRAVNA
Pokazat ćemo da se s jednakom topologijom mogu dobiti sve četiri
funkcije pretvarača.
Ispravljački spojevi
a) Shema spoja energetskog sklopa sastavljena samo od
sklopki, za pretvorbu i izmjeničnog napona vac u napon vd
s istosmjernom komponentom
b) Shema spoja izmjenično-istosmjernog pretvarača a) s
dodatnim filtarskim elementima L i C za potiskivanje neželjenih
harmoničkih komponenti iz vd
Formalno različite sheme jednofaznog mosnog spoja(prikaz
iste topologije na različite načine)
Formalno različite sheme jednofaznog mosnog spoja
Primjer ispravljačkog spoja ostvarenog s diodama
Odabir sklopki kojima se ostvaruje željena funkcija.
Zahtjevi
Naponsko-strujno naprezanje:
- jedan polaritet napona,
- jedan smjer struje.
Sklopne karakteristike:
- uklapa kada napon mijenja
polaritet,
- isklapa kada struja padne
na nulu.
Vd = 2Vs/π
Izmjenjivački spojevi
Ovaj sklop može raditi ili u
ispravljačkom ili u izmjenjivačkom
načinu rada. To je usmjerivač.
izmjenična
komponenta
Ekvivalentna shema
Napon na induktivitetu je vd – Vdc. Ima istosmjernu komponentu Vd – Vdc
i izmjeničnu komponentu, označimo je s v˜d. Istosmjerna komponenta je
jednaka nuli, jer je napon istosmjernog izvora odabran tako da je jednak
srednjoj vrijednosti izlaznog napona sklopa. Izmjenična komponenta
uzrokuje izmjeničnu struju, no induktivitet je velik, pa je ta izmjenična
komponenta struje zanemariva.
Trenutak zatvaranja i otvaranja
sklopki je odgođen za kut α.
Od napona vdα treba odbiti napon Vdc.
Primjer: Rezonantni izmjenjivački spoj
R  10 
L  10 mH
C  10  F
Spojevi istosmjernih pretvarača
Izravna istosmjerna pretvorba
Ukoliko ne želimo četverokvadrantni rad,
moguće je pojednostavniti topologiju
Primjer: Istosmjerni pretvarač ostvaren s tranzistorom i
diodom
Uočite: P- i N-kontakti tvore preklopku.
Odabir sklopki kojima se ostvaruje željena funkcija.
Primjer: Istosmjerni pretvarač ostvaren s tranzistorom i
diodom
V1
Metoda računanja:
– naponsko-strujni odnosi,
– identifikacija naponskog i strujnog
naprezanja sklopki,
– identifikacija sklopnih karakteristika.
P-sklopka je tranzistor.
Pitanje: koji poluvodički ventil može zamijeniti N-kontakt?
N-sklopka dioda.
Spojevi istosmjernih pretvarača
Načelo neizravne istosmjerne pretvorbe
Spojevi izmjeničnih pretvarača
Izravna izmjenična pretvorba
Ciklopretvarač
Spojevi izmjeničnih pretvarača
I ovdje je moguće pojednostavniti topologiju
na račun umanjene funkcije
Spojevi izmjeničnih pretvarača
Načelo neizravne izmjenične pretvorbe
L
~
~
C
M
~
u2(t)
f2(t)
izmjenični
izvor
u1, f1
diodni ispravljač
istosmjerni
međukrug
invertor
izmjenjivač
Trofazni pretvarač napona i frekvencije s istosmjernim
međukrugom za regulirani elektromotorni pogon
promjenjivo