- Stahuj zápisky z přednášek a ostatní studijní materiály
- Zapisuj si jen kvalitní vyučující (obsáhlá databáze referencí)
- Nastav si své předměty a buď stále v obraze
- Zapoj se svojí aktivitou do soutěže o ceny
- Založ si svůj profil, aby tě tví spolužáci mohli najít
- Najdi své přátele podle místa kde bydlíš nebo školy kterou studuješ
- Diskutuj ve skupinách o tématech, které tě zajímají
Studijní materiály
Zjednodušená ukázka:
Stáhnout celý tento materiálj diódy.
Výpočet striedavých hodnôt prúdu a napätia:
VZORCE PIRKLADY BVEL
12. Poloriadené usmerňovače v mostíkovom zapojení. Priebeh jednosmerného prúdu
a napätia. Výpočet stredných hodnôt výstupných veličín. Význam poloriadených
usmerňovačov:
VZORCE+VYZBAN
13. Vyššie harmonické jednosmerných veličín:
Každý z fázově řízených usměrňovačů - p=1, p=2, p=3 a p=6 - pracuje na stejném principu. Jde o
neustálé připojování částí střídavého napětí na stejnosměrnou zátěž tak, aby výstupní stejnosměrné
napětí mělo plynule nastavitelnou stejnosměrnou složku. Střídavá složka je znázorněna vždy
svislým šrafováním.
Vyššie harmonické usmerneného napätia USM – priebehy jednosmernej a striedavej zložky jednosmerného napätia pre :
P=1, α=0 P=2, α=0 P=3, α=0
P=6 α=0 P=3 α>0
Usměrňovače s fázovým řízením mají vždy stejnosměrnou a střídavou složku výstupního napětí.
Důvodem této skutečnosti je princip funkce usměrňovače. Harmonická analýza těchto průběhů vede
k závěru, že p-pulsní usměrňovač produkuje harmonické napětí o velikosti kmitočtu
p,2p,3p,....Hodnota řídicího úhlu α ovlivňuje amplitudu každé harmonické.
14. Komutácia usmerňovačov a ich dôsledky v usmerňovacom režime činnosti:
Komutací usměrňovačů rozumíme proces předávání proudu z jedné větve usměrňovače do druhé.
Ke komutaci nedochází:
- v proudech přerušovaných, neboť není co předávat
-u jednopulsního usměrňovače bez nulové diody, neboť není kam proud předávat
Problematiku komutace budeme vysvětlovat na řízeném usměrňovači v trojpulsním zapojení za
předpokladu, že proudy zátěže jsou vyhlazené.
Na předcházejícím obrázku jsou znázorněny dvě komutace - K
1 a K2.
Komutace K1 je ideální, nastává okamžitě a proud přebírá prvek T1 od prvku T3. Tak proud
komutuje v případě ideálního napájecího střídavého zdroje. Je důležité si uvědomit, proč v
okamžiku příchodu řídicího impulsu na prvek T1 k popsané komutaci dochází. Je to proto, že v této
chvíli se prvek nachází v blokovacím stavu, neboť u1 - u3 > 0 a současně je na prvku T2 závěrné
napětí protože u3 - u1 < 0. Proto T2 přechází do závěrného stavu a T1 se stává vodivým, tedy přebírá
proud id.
Komutace K2 je skutečná, proud přebírá prvek T2 od prvku T1. Komutace neprobíhá okamžitě,
mohou za to skutečné vlastnosti napájecího střídavého zdroje, tedy v našem případě přítomnost
komutační indukčnosti Lk v každé fázi.
Pro komutaci K2 má řídicí roli napětí u2-u1 s amplitudou Ukm, které se nazývá komutační
Komutace trvá až do okamžiku, kdy iT2 dosáhne hodnoty Id. Označíme-li délku trvání komutace
µ platí
.. stanovuje střední hodnotu úbytku napětí,
který způsobuje komutace proudu v usměrňovači. Platí pro všechny komutující usměrňovače.V
případě usměrňovače p=2 v můstkovém zapojení, je úbytek napětí dvojnásobný. Velikost střední
hodnoty úbytku napětí, který je způsobený komutací proudu v usměrňovači, je tedy závislá na typu
usměrňovače, velikosti komutační indukčnosti Lk a hodnotě proudu, který si polovodičové prvky
předávají.
15. Komutácia usmerňovačov a ich dôsledky v invertorovom režime činnosti:
Komutací usměrňovačů rozumíme proces předávání proudu z jedné větve usměrňovače do druhé.
Ke komutaci nedochází:
- v proudech přerušovaných, neboť není co předávat
-u jednopulsního usměrňovače bez nulové diody, neboť není kam proud předávat
Problematiku komutace budeme vysvětlovat na řízeném usměrňovači v trojpulsním zapojení za
předpokladu, že proudy zátěže jsou vyhlazené.
Komutace K
1 je ideální, nastává při střídavém zdroji s nulovou vnitřní impedanci a probíhá proto
okamžitě. Znázorňuje přechod proudu z prvku T2 na prvek T3. Průběh okamžité hodnoty napětí na
stejnosměrné straně ud má klasický průběh. Opět je užitečné si uvědomit proč T3 spíná a T2 vypíná.
Prvek T3 v době příchodu řídicího impulsu spíná proto,že u3-u2 > 0 a T2 vypíná z důvodu, že v tomto
okamžiku je u2-u3 0.Proud
komutuje z prvku T1 na prvek T2 při řídicím úhlu αmax.
Velikost maximálního řídicího úhlu αmax, kdy komutace proběhne ještě úspěšně,je
Nedodržením podmínky nastane situace znázorněná jako komutace K4. Pro řídicí úhel αmax! > αmax
má předat proud prvek T2 prvku T3. Prvek T2 nestačí obnovit blokovací schopnosti a znovu zapíná,
Popsaný stav se nazývá prohoření invertoru nebo neuskutečněná komutace
Trvale zůstává sepnut tyristor T2. Tím je na zátěž usměrňovače připojené harmonické
napětí v našem případě fázové napětí u2.
Poruchový stav musí být vypnut nadproudovou ochranou měniče. K neuskutečněné komutaci může
dojít také při selhání řídicí jednotky.
16. Parametre náhradného schématu napájacieho transformátora:
Usměrňovač bývá nejčastěji napájen ze střídavé sítě jednofázové nebo trojfázové s
normalizovanými hodnotami kmitočtu a napětí přes transformátor. Následující obrázek situaci
znázorňuje pro případ,že napájecí síť je trojfázová.
Střídavá strana usměrňovače je tvořena střídavou napájecí síti a transformátorem.Je-li zkratový
výkon sítě v místě připojení usměrňovače s transformátorem velký - asi 200 krát větší než výkon
transformátoru- můžeme její parametry zanedbat. Napájecím zdrojem pak je pouze transformátor.
Základní parametry transformátoru jsou:
STn ... jmenovitý výkon , p ... převod , uk ... napětí nakrátko, deltaPcu ... ztráty nakrátko
Označíme-li efektivní hodnotu sdruženého primárního napětí U1 a efektivní hodnotu sekundárního
sdruženého napětí transformátoru U2, lze po zanedbání proudu naprázdno pro parametry
transformátoru napsat :
17. Riadiace a zatažovacie charakteristiky v oblasti spojitých a nespojitých prúdov:
Mezi základní statické vlastnosti patří závislosti dané řídicími a zatěžovacími charakteristikami.
Vyjadřují reakci výstupní veličiny usměrňovače na změnu řídicího úhlu 〈 ( řídicí charakteristika ) a
na změnu zatěžovacího proudu (charakteristika zatěžovací). Jsou odvozeny pro oblast spojitých a
přerušovaných proudů.
Řídicí charakteristikou rozumíme závislost střední hodnoty napětí Ud usměrňovače na řídicím úhlu
α.
Zatěžovací charakteristika je závislost střední hodnot napětí Ud na střední hodnotě stejnosměrného
proudu Id.
Riadiace a zatažovacie char v spojitých I
Riadiace a zatažovacie char v nespojitých I
Zatěžovací charakteristiky mají ve spojitých proudech lineární průběh. Parametrem je řídicí úhel α.
Plnou čarou jsou znázorněny charakteristiky při ideálním napájecím zdroji a při ideálních
vlastnostech polovodičových prvků. Čárkovaně probíhají zatěžovací charakteristiky Zatěžovací
charakteristiky končí u hodnoty zátěžného proudu Idmax. Hodnota tohoto proudu je určena
maximálním proudem, který usměrňovač dovede trvale poskytnout.Tato hodnota je závislá pouze
na typu použitých polovodičových prvků. V přerušovaných proudech mají řídicí a zatěžovací
charakteristiky jiný průběh. Řídicí charakteristika je například závislá na charakteru zátěže.
Řídicí charakteristika pro zátěž R, L==nekonecno. je charakteristikou vztažnou, probíhá pouze
horním kvadrantem, zátěž tohoto charakteru neumožňuje invertorový režim. Všechny její
pracovní body patří spojitým proudům. Při zátěži ohmické a pro usměrňovač s nulovou diodou při
spojitých proudech platí charakteristika čárkovaná.Ta je v úseku 0 =〈 α 〈 pi/2-pi/p totožná s
charakteristikou pro zátěž R, L−>nekonecno .
18. Reverzačný usmerňovač s riadením bez okruhových prúdov. Priebeh okamžitých
hodnôt prúdov a napätí. Výpočet stredných hodnôt v jednotlivých kvadrantoch činnosti:
Potřebuje-li stejnosměrná zátěž proudy obou polarit, je nutné pro rychlé dynamické vlastnosti
soustavy použít reverzačního usměrňovače. Jsou technologie, které potřebují oba směry otáčení
motoru. Pokud se jedná o dynamicky náročné systémy je třeba použít reverzačního usměrňovače.
Je tvořen dvěma řízenými usměrňovači stejného provedení.Vzhledem ke stejnosměrné zátěži jsou
zapojeny antiparalelně.Do zátěže může pracovat buď usměrňovač U1 nebo usměrňovač U2. Tím je
určen jeden nebo druhý směr proudu zátěží.
Řízení bez okruhových proudů znamená, že je v činnosti pouze jeden usměrňovač reverzačního
měniče a druhý nedostává řídicí impulsy. Nesmí nastat situace, kdy oba usměrňovače pracují
současně v usměrňovačovém režimu.Aby se tak nestalo, je nutné respektovat časovou rezervu mezi
činností obou usměrňovačů. Ta slouží k obnovení blokovacích schopností polovodičových prvků
usměrňovače, který v předchozím intervalu vedl proud.
Z pohledu přenosu energie je zřejmé, že stav
- Ud > 0 , Id > 0 znamená, že energii do zátěže dodává usměrňovač U1
- Ud < 0 , Id > 0 znamená, že energie jde ze stejnosměrné zátěže do střídavé sítě přes
usměrňovač U1
- Ud < 0, Id < 0 znamená, že energii do zátěže dodává usměrňovač U2
- Ud > 0, Id < 0 znamená, že energie jde ze stejnosměrné zátěže do střídavé sítě přes
usměrňovač U2
Pro dynamicky náročné soustavy motor - technologie není reverzační usměrňovač s řízením bez
okruhových proudů vhodný. V těchto případech se používá reverzační usměrňovač s okruhovými
proudy.
Jsou známé různé struktury zapojení reverzačních usměrňovačů.: Křížová zapojení a Antiparalelní
zapojení Reverzační usměrňovače se používají pro napájení stejnosměrných motorů s potřebou
rychle měnit směr jejich otáčení. Jsou tvořeny antiparalelně zapojenými usměrňovači.Pro zmíněné
účely jsou oba usměrňovače řízeny současně.
19. Reverzačný usmerňovač s okruhovými prúdmi. Podmienka vzniku okruhového
napätia, okruhového prúdu a jeho obmedzenia. Výhody a nevýhody okruhového prúdu:
Potřebuje-li stejnosměrná zátěž proudy obou polarit, je nutné pro rychlé dynamické vlastnosti
soustavy použít reverzačního usměrňovače. Jsou technologie, které potřebují oba směry otáčení
motoru. Pokud se jedná o dynamicky náročné systémy je třeba použít reverzačního usměrňovače.
Je tvořen dvěma řízenými usměrňovači stejného provedení.Vzhledem ke stejnosměrné zátěži jsou
zapojeny antiparalelně.Do zátěže může pracovat buď usměrňovač U1 nebo usměrňovač U2. Tím je
určen jeden nebo druhý směr proudu zátěží.
Pro dynamicky náročné soustavy motor - technologie není reverzační usměrňovač s řízením bez
okruhových proudů vhodný. V těchto případech se používá reverzační usměrňovač s okruhovými
proudy.
Řízení s okruhovými proudy znamená, že jsou přiváděny řídicí impulsy současně na oba
usměrňovače U1 a U2 , které tvoří reverzační měnič. Při současnem řízení obou usměrňovačů nesmí
nastat případ, kdy usměrněné napětí obou měničů působí ve stejném směru a sečítají se.Výsledný
součet napětí by byl příčinou nebezpečné velikosti proudu mezi měniči, protože impedance
zmíněného obvodu má téměř nulovou hodnotu.
Hodnotu uo nazýváme okruhovým napětím a je příčinou vzniku okruhového proudu io.
Z průběhů okruhového napětí uo a okruhového proudu io je patrné, že okruhové napětí je střídavé a
okruhový proud je stejnosměrný s pulsujícím charakterem. Jak okruhové napětí tak i okruhový
proud jsou závislé na řídicích úhlech obou usměrňovačů.
Velkou výhodou reverzačního usměrňovače při řízení s okruhovými proudy je, že oba usměrňovače
mohou pracovat v režimu spojitých proudů. Tato skutečnost ovlivňuje příznivě dynamické
vlastnosti soustavy- měnič, motor, technologie.
Jsou známé různé struktury zapojení reverzačních usměrňovačů.: Křížová zapojení a Antiparalelní
zapojení Reverzační usměrňovače se používají pro napájení stejnosměrných motorů s potřebou
rychle měnit směr jejich otáčení. Jsou tvořeny antiparalelně zapojenými usměrňovači.Pro zmíněné
účely jsou oba usměrňovače řízeny současně.
20. Riadiace obvody usmerňovačov:
Řídicími obvody je vybaven vždy řízený i polořízený usměrňovač. Úkolem řídicích obvodů je
vytvářet řídicí impulsy a přivádět je na polovodičové prvky tvořící usměrňovač tak, aby došlo v
usměrňovači k přeměně střídavého napětí na napětí stejnosměrné.
obecné vlastnosti řídicího obvodu:
- řídicí impulsy musí přicházet v okamžicích, kdy polovodičový prvek se nachází v
blokovacím stavu
- řídicí impulsy musí přicházet s plynule nastavitelným zpožděním vzhledem k bodu
přirozené komutace, které vyjadřujeme řídicím úhlem 〈.
- požadavek na velikost řídicího úhlu 〈 obvykle vyjadřujeme stejnosměrným řídicím
napětím uř nebo signálem číslicovým
- mezi řídicím napětím uř a řídicím úhlem 〈 musí existovat jednoznačná a dlouhodobá
závislost, nesmí být rušena provozními stavy jako je kolísání a případná deformace
napětí nebo změnami zatížení měniče
- řídicí impulsy musí mít potřebné vlastnosti, jeho tvar, šířka a energetické hodnoty
musí zaručit spolehlivé sepnutí polovodičových prvků
- musí být zaručeno galvanické oddělení řídicích a výkonových obvodů usměrňovače
SB - synchronizační blok, vyhledává intervaly, ve kterých se odpovídající polovodičový
prvek nachází v blokovacím stavu, jeho součástí jsou synchronizační transformátory, které
zajišťují galvanické oddělení vstupní části
ZRS - zdroj referenčního signálu, je spouštěn synchronizačním blokem, vytváří napětí
lineárně měnící se v úseku ve kterém se polovodičový prvek nachází v blokovacím stavu
KO - komparátor, porovnává lineárně měnící se napětí s napětím řídicím uř, v místě
rovnosti obou se vytváří řídicí impuls, místo rovnosti obou napětí lze plynule měnit velikostí
řídicího napětí uř
TB - tvarovací blok, dává impulsu potřebnou šířku
ZE - zařizuje, aby impuls měl patřičnou úroveň napěťovou nebo proudovou, jedině tak
lze zajistit, že polovodičový prvek bude sepnut spolehlivě, jeho součástí je impulsní
transformátor, který plní také funkci galvanického oddělení řídicí a výkonové
části.
21. Regulačné vlastnosti usmerňovačov:
Řízený usměrňovač je tvořen řídicí jednotkou a zapojením polovodičových prvků tvořící vlastní
usměrňovač. Vstupní veličinou řízeného usměrňovače je řídicí napětí uř a výstupní veličinou je
stejnosměrné napětí, nejčastěji vyjádřené střední hodnotou Ud. Řízení měniče má diskrétní
charakter, neboť pouze v okamžicích rovnosti pilového napětí a řídicího napětí lze řídit velikost
výstupního napětí Ud. Vzniklým řídicím impulsem můžeme ovlivnit pouze okamžik sepnutí
polovodičového prvku. Jeho vypnutí je dáno poklesem jeho proudu pod hodnotu vratného proudu.
Z regulačního hlediska tvoří usměrňovač nelineární diskrétní soustavu. Dynamické vlastnosti
usměrňovače lze přibližně nahradit přenosem s dopravním zpožděním
τTM je dopravní zpoždění, respektující odezvu výstupního napětí Ud na změnu řídicího napětí uř,
která je určena aritmetickým průměrem minimální doby reakce odezvy
p - je po
čet pulsů uvažovaného usměrňovače a f - je kmitočet střídavého napětí
Z regulačního pohledu je řízený usměrňovač článkem setrvačného charakteru. Přenos je
dán vztahem
Časová konstanta je dána pouze typem usměrňovače. Zesílení usměrňovače K
TM není konstantní.
22. Dimenzovanie usmerňovačov a návrh filtračnej tlmivky:
Dimenzovat polovodičový prvek znamená určit jeho propustný proud a jeho opakovatelné špičkové
závěrné napětí. Dimenzovat transformátor znamená určit jeho převod a typový výkon.
Transformátor má tedy vnitřní impedanci a polovodičové prvky nemají v propustném směru nulový
a v závěrném směru nekonečně velký odpor.
Tr - transformátor se zařazuje mezi střídavou napájecí síť a usměrňovač z důvodů
- galvanického oddělení stejnosměrné a střídavé části měniče
- přizpůsobení úrovně střídavého napětí U1, které je k dispozici,
potřebné hodnotě stejnosměrn
Vloženo: 23.04.2009
Velikost: 797,87 kB
Komentáře
Tento materiál neobsahuje žádné komentáře.
Copyright 2024 unium.cz