Redresoare monofazate comandate

Redresoarele semicomandate si cele comandate asigura la iesire o tensiune continua reglabila. Principala utilizare a acestor redresoare este reglarea turatiei motoarelor de c.c. prin conectarea redresoarelor fie in indus fie in circuitul de excitatie al motoarelor de c.c. In cazul conectarii redresorului in indusul motorului, turatia se regleaza prin variatia tensiunii produsa de redresor si turatia variaza in acelasi sens cu variatia tensiunii de comanda. La conectarea redresorului in circuitul de excitatie al motorului turatia se regleaza prin metoda fluxului de excitatie si turatia variaza in sens invers cu variatia tensiunii de comanda. Cu toate ca redresoarele comandate sunt mai scumpe fata de cele semicomandate ele se utilizeaza mai mult deoarece pot asigura si franarea cu recuperare de energie in cazul motoarelor ce functioneaza in ambele sensuri de rotatie.

Comutatia directa a tiristoarelor din cadrul redresoarelor se face prin aplicarea unui impuls de comanda in circuitul poarta-catod atunci cand tiristorul este polarizat direct de circuitul de forta. Astfel prin controlul momentului amorsarii pe durata polarizarii directe se obtine un reglaj continuu al tensiunii de iesire. Aceasta metoda se numeste comanda in faza a tiristoarelor.

Comutatia inversa a tiristoarelor se face prin micsorarea curentului prin circuit sub valoarea curentului de mentinere sau prin aplicarea unei tensiuni inverse.

1. Redresoare monofazate monoalternanta comandate

fig. 4.1

Unghiul de comanda al tiristorului este produsul dintre pulsatia v si timpul care trece din momentul in care tiristorul respectiv ar intra in conductie daca ar fi dioda si pana cand se aplica impulsul de comanda.

Fig. 4.2

Tiristorul intra in conductie in alternanta fara paranteze dupa unghiul a. Cand sarcina este pur rezistiva atunci Us 0 si Usmed este dat de relatia:

T

Usmed=1/T* u(t)dt*u(t)= 2*Uefsec*sin(wt)

0

p p

Usmed=1/(2*p 2Uef*sin(wt)*dwt= 2*Uefsec/(2*p)[-cos(wt)]

aa

Usmed= 2*Uefsec/(2*p)*[1+cos(a

Usmed= 2*Uefsec/(2*p)*[1+cos(a cand a=0 => Usmed= 2*Uefsec/p se regaseste formula din cazul redresorului de acelasi tip necomandat.

Cand sarcina este rezistiv - inductiva  Z=R+j*X_L, Us este atat pozitiva cat si negativa.

La sfarsitul alternantei pozitive ar trebui ca Us sa se anuleze insa datorita fenomenului de autoinductie generat in bobina Ls a consumatorului apare o tensiune cu polaritatea din fig. 4.3 care mentine tiristorul in conductie si in alternanta din paranteze a tensiunii din secundar.

REFERAT: Ce sa faceti inainte de inundatie? REFERAT: Executarea si receptionarea ancorajelor metalice tip inel-con si dorn

Fig. 4.3

Cu cat Ls este mai mare, durata de conductie a tiristorului se mareste, iar Usmed se micsoreaza.

T

Usmed=1/T* u(t)dt.

0pp b

Usmed = 1/(2*p 2Uefsec*sin(w*t)dt - 1/(2*p 2Uefsec*sin(w*t)dt =

app p b

= 1/(2*p)Uefsec[-cos(w*t)] - 1/(2*p 2*Uefsec*[-cos(w*t)]

a p

=1/(2*p 2Uefsec*[-cos(p)+cos(a)+cos(p b)-cos(p 2*Uefsec/(2*p)*[cos(a)-cos(b)+2]

2. Redresoare monofazate in punte comandata

In alternanta fara paranteze sunt in conductie Th3 si Th1. In alternanta din paranteze sunt in conductie Th2 si Th4. Intrarea in conductie a fiecarui tiristor se face dupa unghiul a

Cand sarcina este pur rezistiva Zs = Rs (Ls = 0) Us 0 pe toata durata functionarii si:

Usmed=2* 2/(2*p)*Uefsec*(1+cosa) Cand a=0, Usmed = 2* 2/p*Uefsec redresorul devine necomandat.

Cand sarcina este de tip RL iar Ls este suficient de mare (a suficient de mic) tiristoarele aflate in conductie nu se blocheaza Ele se mentin in conductie pe durata unghiului de comanda a grupului urmator. Redresorul functioneaza in regim de curent neintrerupt.

T p

Usmed = 1/T* u(t)dt = 1/p 2*Uefsec*sin(w*t)dwt -

a 0 a p a

-1/p 2*Uefsec*sin(w*t)dwt = 1/p*Uefsec*[-cos(w*t)] - 1/p 2*Uefsec*[-cos(w*t)] =

0a 0

2*Uefsec/p*[-cos(p)+cos(a)+cos(-cos(0)]= 2*Uefsec/p*[2cos(

 2* 2*Uefsec/p*cos(

Pentru = 0  U_Sm=2* 2*Uefsec/p coincide cu U_sm din cazul redresorului necomandat.

Fig. 4.4

Fig. 4.5

Pentru a micsora variatia U_S se conecteaza in paralel cu Z_S o dioda numita dioda de descarcare.

Prin intermediul ei se descarca energia inmagazinata in campul magnetic al bobinei L_S. Ea este in conductie cat timp U_S < 0. Cu ajutorul ei se micsoreaza puterea reactiva absorbita de redresor de la retea mentinand regimul de curent neintrerupt.

In cazul cand Z_S = R_S + jX_LS unde L_S este de valoare mica apare regimul de curent intrerupt cand in cadrul unei perioade U_S > 0 ; U_S = 0 ; U_S < 0.

Metode de comanda pe grila

Tiristoarele din constructia redresoarelor trebuie sa comute direct dupa anumite unghiuri de comanda. Circuitele care produc impulsuri de comanda pentru tiristoare se numesc dispozitive de comanda pe grila D.C.G. Ele trebuie sa asigure:

1.     o variatie a defazajului impulsurilor de comanda intre 0 si 180^o lucru care se realizeaza cu ajutorul unei tensiuni continue numita tensiune de comanda care se variaza cu ajutorul unui potentiometru.

2.     sincronizarea impulsurilor de comanda cu tensiunea alternativa din circuitul de forta. Aceasta se asigura cu un transformator de sincronizare.

3.     sa prezinte o intrare de inhibare sau de blocare care in functie de tensiunea ce i se aplica poate determina blocarea impulsurilor de comanda.

4.     sa asigure la iesire un singur impuls de o anumita durata sau trenuri de impulsuri cu o anumita frecventa.

In practica se utilizeaza urmatoarele tipuri de scheme:

- cu componente discrete - cu tranzistoare bipolare sau cu TUJ

- cu integrate specializate (ex.: AA145)

- cu ajutorul  unui microcontroler ce contine un microprocesor care realizeaza aceste functii.

Circuite de comanda pe grila

Jonctiunea grila-catod este echivalenta cu o dioda dar care are o cadere de tensiune directa mai mare V_D si tensiune de blocare V_BR mai mica decat o dioda normala deoarece stratul de drift este sarac, slab dopat.

Valori tipice pentru aceasta jonctiune: V_D 6 15 V,I_g 1 2 A

Impulsul de comanda trebuie sa indeplineasca trei conditii: putere suficienta, durata suficienta, precizie la conectare serie sau paralel.

Problema care apare la impulsul de comanda este separarea galvanica care se face prin transformatoare de impuls sau optocuploare.

a) cu transformator de impuls. Se polarizeaza baza tranzistorului, ceea ce duce la aparitia in secundar a unui impuls care este aplicat printr-un circuit de sarcina. Astfel, se realizeaza o separare intre partea de forta si cea de comanda.

b) cu optocuplor

GI - generator de impulsuri