- 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 materiálého napětí
- transformátor svoji vnitřní impedancí zmenšuje vliv měniče na
střídavé napájecí napětí v době komutace proudu v usměrňovači
U - vlastní usměrňovač
Z - stejnosměrná zátěž, nejčastěji kotva stejnosměrného motoru nebo i jiná
Výchozími údaji pro dimenzování jsou střední hodnota potřebného stejnosměrného napětí na zátěži
Ud a střední hodnota potřebného proudu Id. Proud prochází různými částmi obvodu a způsobuje
jejich oteplení. Při změně proudu se tyto části oteplují s časovou konstantou . Ta je různá pro
jednotlivé části obvodu.
Polovodičový prvek se v propustném směru dimenzuje na střední hodnotu proudu, který
protéká místem jeho umístění.Ve směru závěrném se prvek dimenzuje na okamžitou hodnotu
napětí, kterým je namáhán v intervalu, kdy nevede proud.
Dimenzování transformátoru je složitou záležitostí, obvykle navrhuje přijetím zjednodušujících
podmínek :
- uvažuje se ideální komutace proudu usměrňovače
- proudy ve stejnosměrném obvodu považujeme za ideálně vyhlazené
Sekundární napětí transformátoru U2 musí mít takovou hodnotu, aby při zatížení měniče bylo na
jeho stejnosměrné straně požadované napětí Ud. Proto zavádíme t.zv. stejnosměrné napětí
naprázdno Uds0
UTr ... úbytek napětí na transformátoru
Up ... úbytek napětí na polovodičovém prvku ve směru propustném
Udk ... střední hodnota úbytku, který je způsoben komutací usměrňovače,
UTl ... úbytek napětí způsobený proudem Id na odporu vyhlazovací tlumivky
Uv ... úbytek napětí na vedení,
Potřebný výkon transformátoru ST určíme jako střední hodnotu z výkonu primárního vinutí
transformátoru S1 a výkonu sekundárního vinutí transformátoru S2.
Ke stanovení výkonu primárního a sekundárního vinutí transformátoru S
1 a S2, který je třeba znát
pro určení jeho typového výkonu ST, je nutné znát průběhy okamžitých hodnot proudů na primární
a sekundární straně transformátoru.
Návrh filtrační tlumivky
Zvlnění stejnosměrného proudu je důsledek principu fázově řízených usměrňovačů a je třeba ho
umět ovlivňovat. Jedním z možných způsobů je zařazování přídavné indukčnosti do série se zátěží.
Stejnosměrnému motoru zvlněný proud způsobuje řadu těžkostí. Zhoršují se podmínky komutace
proudu ve stroji, zvětšují se ztráty v železe a rostou také ztráty ve vinutí rotoru. Jedna z cest je
zařazení vyhlazovací, přídavné tlumivky Lpř do série se zátěží.
..jakou indukčnost potřebuji zařadit do série se zátěží,
má-li být
při řídicím úhlu 〈 střední hodnota proudu na hranici mezi spojitými a přerušovanými proudy
rovna hodnotě Idh.
střední hodnotu proudu Idh >
23. Vplyv usmerňovačov na napájaciu sieť a okolie. Kompenzácia, filtrácia a odrušovanie:
Jalová složka příkonu usměrňovače
S cílem zmenšit hodnotu stejnosměrného napětí Ud zvětšujeme velikost řídicího úhlu α. Tato
skutečnost přináší problém z hlediska energetické situace v napájecí střídavé síti. Znamená to totiž
vždy zvětšení jalového výkonu, který musí dodat síť usměrňovači.
Činný výkon první harmonické proudu je
Jalový výkon první harmonické proudu je
Zdánlivý výkon první harmonické proudu je
Rovnice umožňují nakreslit závislost činného, jalového a zdánlivého výkonu na střídavé straně
usměrňovače v závislosti na řídicím úhlu α.
- největší jalový výkon je ze sítě odebírán při řídicím úhlu α = 90°
- nulový činný výkon je ze sítě odebírán nebo do sítě dodáván při řídicím úhlu α = 90°.
Zmiňovaný jalový výkon se nazývá řídicí jalový výkon, neboť je způsobený řízením usměrňovače a
je doprovodným jevem podstaty činnosti usměrňovačů s fázovým řízením. Uvažováním skutečných
vlastností střídavého napájecího zdroje probíhá komutace proudu v usměrňovači neideálně.
komutace způsobuje zvětšení posuvu skutečného proudu i1 vzhledem k střídavému napětí u1. Při
řídicím úhlu α = 0 fázový posuv mezi střídavým napětím u1 a první harmonickou proudu již není
nulový. Jalový výkon tohoto původu se nazývá komutační jalový výkon. Jeho velikost ve srovnání s
řídicím jalovým výkonem je podstatně menší. Existence jalového zatížení střídavé napájecí sítě
nedovoluje plně využít proudové zatížitelnosti přenosových cest a zvyšuje také přenosové ztráty.
Vyšší harmonické síťového proudu
Okamžitý průběh proudu, který odebírá primární vinutí napájecího transformátoru
usměrňovače ze střídavé napájecí sítě je důležitý z hlediska dalšího zpětného vlivu celé
soustavy na střídavou energetickou síť.Časový průběh tohoto proudu je závislý na
-typu usměrňovače
-způsobu zapojení trojfázového transformátoru
-velikosti řídicího úhlu α
-charakteru zátěže
Činitel obsahu základní harmonické ν
I
1
(1) je efektivní hodnota první harmonické I1 je efektivní hodnota celkového proudu
Činitel harmonických kh
I
1
(n) je efektivní hodnota n-té harmonické
Činitel zkreslení kz
Zdánlivý výkon na střídavé straně usměrňovače je
m je po
čet fází střídavého napájecího napětí
U1 je efektivní hodnota harmonického fázového napětí
I1 je efektivní hodnota neharmonického fázového proudu
Deformace napájecího napětí a vysokofrekvenční rušení
Důsledkem komutace proudu v usměrňovači jsou neustálé krátkodobé zkraty, kdy vedou dva
střídající se polovodičové prvky současně. Vznikají tak vyšší harmonická napětí, která deformují
napájecí síť a působí tak nepříznivě na další spotřebiče napájené z této sítě. Proto se nedovoluje
připojovat usměrňovač ke střídavé síti přímo. Mezi usměrňovač a síť se vkládá transformátor
Skokové změny vodivosti polovodičových součástek, tvořící strukturu usměrňovače, jsou příčinou
přechodových dějů s kmitočtovým spektrem v oblasti MHz.
Tyto vysokofrekvenční signály se šíří
- elektromagnetickým polem do prostoru
- do napájecí sítě prostřednictvím vnitřní kapacity transformátoru
Zdrojem vysokofrekvenčního rušení je také vlastní řídicí jednotka. Ta vytváří strmé řídicí impulsy.
Zmenšování negativních vlivů usměrňovače
Zmenšování jalového výkonu nazýváme kompenzace, odstraňování vyšších harmonických proudů
do kmitočtu 103 Hz se nazývá filtrace a ovlivňování deformačního výkonu v oblasti nad 103 Hz je
odrušováním.
Kompenzace jalového výkonu
Jednou z možností je použití usměrňovačů s nulovou diodou nebo polořízených. Tento přístup
neumožňuje ovšem invertorový režim činnosti. Za klasický způsob kompenzace lze pokládat
použití rotačního kompenzátoru. Jde o synchronní stroj navržený pro zatěžování jalovým proudem.
Provozuje se v přebuzeném stavu. Jeho výhodou je jednoduchá a plynulá regulace jalového výkonu
změnou budícího proudu synchronního stroje.
Řízené usměrňovače bývají často součástí složitých regulovaných soustav, vyznačující se vysokou
dynamikou změny řídicího úhlu 〈 a tedy i rychlou změnou velikosti jalového výkonu. Ke
kompenzaci jalového výkonu v takových případech se používají kompenzační zařízení s
polovodičovými měniči.
Filtrace vyšších harmonických střídavého proudu
Pasivním filtrem rozumíme sériové zapojení kondenzátoru C a indukčnosti L. Jsou naladěny na
kmitočet harmonické, kterou chceme ze spektra odstranit. Pro tuto harmonickou má filtr nulovou
reaktanci, tvoří pro ni zkrat a tedy cestu pro nežádoucí složku síťového proudu. Každá harmonická
proudu, kterou odstraňujeme, musí mít svůj filtr. Širokopásmový filtr se nepoužívá, je málo účinný.
Při návrhu filtru je třeba přihlížet ke konfiguraci střídavé napájecí sítě. Její impedance tvoří
paralelní obvod připojený k navrhovaným filtrům.
Aktivní filtr umí elektronickou cestou doplnit neharmonický proud na proud harmonický. Je tvořen
pulsně řízeným usměrňovačem bez zátěže. Řízení se provádí mikroprocesorem. Aktivní filtr musí
umět pracovat jak v ustálených tak i v přechodových stavech. Dovede také kompenzovat jalový
výkon, vyvažovat proudy nesymetrické zátěže a kompenzovat proud nulovým vodičem. Jeho
velkou nevýhodou je v současnosti vysoká cena.
Odrušování
Nejznámější metodou odrušování je použití odrušovacího filtru. Jeho základem jsou tlumivky a
kondenzátory s nároky na použití v oblasti vysokofrekvenční a pro oblast s větším výkonem.
24. Impulzné usmerňovače, princíp činnosti, rozdelenie a použitie:
Důležitými hledisky jejich dělení je počet fází střídavého napájecího napětí a typ pulsně řízeného
usměrňovače. Podle počtu fází střídavého napájecího napětí je dělíme na jednofázové a trojfázové.
Podle typu na napěťové a proudové. Výstupní veličinou napěťových měničů je stejnosměrné napětí
a proudových měničů stejnosměrný proud.
Připojíme-li měnič na napájecí síť u dojde k přechodovému ději, kdy přes neřízený usměrňovač
tvořený diodami D1, D2, D3, D4 se nabije na vyznačenou polaritu kondensátor C. Doba
přechodového děje a velikost napětí nabitého kondensátoru Ud závisí pouze na parametrech vstupní
indukčnosti L a výstupního kondensátoru C. Nutnou podmínkou pro správnou činnost měniče je,
aby Ud >= sqrt(2)U , kde U je efektivní hodnota střídavého napájecího napětí. Měnič neumí
nastavit na výstupu napětí menší než je amplituda střídavého napájecího napětí sqrt(2)U . Naopak,
napětí větší než je amplituda střídavého napájecího napětí, nastavit umí. Tato vlastnost je
rozhodující pro použití pulsně řízeného usměrňovače. Pulsně řízený usměrňovač umí přenášet
energii oběma směry - ze střídavé sítě do stejnosměrné zátěže a také obráceně a to bez změny
zapojení měniče.
Pulsně řízený usměrňovač sa neda použít pro napájení regulovaných stejnosměrných pohonů.
Protože pulsně řízený usměrňovač může být dobrým stabilizátorem stejnosměrného napětí a dovede
pracovat s oběma směry toku energie je významné jeho použití jako zdroje napájecího napětí
střídačů.
25. Aktívne filtre. Rozdelenie, princíp funkcie, použitie:
Aktivní filtr umí elektronickou cestou doplnit neharmonický proud na proud harmonický. Je tvořen
pulsně řízeným usměrňovačem bez zátěže. Řízení se provádí mikroprocesorem. Aktivní filtr musí
umět pracovat jak v ustálených tak i v přechodových stavech. Dovede také kompenzovat jalový
výkon, vyvažovat proudy nesymetrické zátěže a kompenzovat proud nulovým vodičem. Jeho
velkou nevýhodou je v současnosti vysoká cena.
26. Princíp činnosti striedavého meniča napätia, rozdelenie a použitie:
St
řídavý měnič napětí umí měnit plynule efektivní hodnotu střídavého napětí se zachováním jeho
kmitočtu. Základní vlastnosti vyjadřuje jeho řídicí charakteristika. Základním modulem jsou
antiparalelně zapojené tyristory nebo triak v případě plně řízených měničů, nebo tyristor s diodou v
případě polořízených střídavých měničů napětí.
Řídit střídavý měnič napětí lze dvěma způsoby :
- řízení fázové, provádí se změnou řídicího úhlu α, který se odměřuje od průchodu střídavého napětí
nulou
- nespojité řízení, kdy se střídá plně sepnutý stav se zcela vypnutým stavem měniče, hovoříme o
dvouhodnotové regulaci
Střídavé měniče napětí se používají tam, kde je potřeba měnit efektivní hodnotu střídavého napětí
průmyslového kmitočtu.
V jednofázovém provedení je to často pro
- řízení svítivosti osvětlovacích těles
- řízení rychlosti pohonů malého výkonu s komutátorovými motory ( ruční vrtačky )
- napájení tepelných spotřebičů
V trojfázovém provedení je to zejména pro softstart a softstop.
V trojfázovém provedení se používají pro měkký rozběh a zastavení pohonů s asynchronními
motory.
- pouzivaju sa pre riadenie otacok AM(1f, 3f)
- delia sa na: priame a nepirame
priame: menia priamo, tj bex pridavnych medzibovodov nap U
nepriame dalej delime na: menice s I a U jednosmernym medziobvodom.
Napatovy menic: ma na vyst svorkach definovane U, tvar I a jeho efekt hodnota je dana typom
zataze
Prudovy menic: na vyst svorkach ma def tvar I, tvar U a efekt hod je dana zatazou.
27. Jednofázový striedavý menič pri práci do záťaže R, L, RL. Riadiace charakteristiky.
Nároky na riadiacu jednotku:
Řídicí jednotka ŘJ vysílá řídicí impulsy se zpožděním α na polovodičové prvky T1 a T2 v době kdy
se nacházejí v blokovací stavu. Prvek T1 je ve stavu blokovacím v úseku kladné půlperiody
střídavého napájecího napětí, prvek T2 v úseku záporné půlperiody napájecího napětí.
Řídicí charakteristikou rozumíme závislost efektivní hodnoty střídavého napětí na zátěži U
Z na
řídicím úhlu α, tedy obecně UZ = f(α).
Řídicí jednotka plní stejnou funkci jako v případě zátěže ohmické. Po přivedení řídicího impulsu
začne obvodem, síť- tyristor- zátěž, procházet proud,
Řídicí charakteristika plyne ze vztahu pro efektivní hodnotu výstupního napětí U
Z.
Zátěž R,L
Řídicí charakteristiky
28. Štruktúra trojfázového striedavého meniča napätia. Softstart, softstop:
Trojfázový střídavý měnič napětí je tvořen třemi jednofázovými měniči zapojenými v každé fázi.
Napájecí síť je tvořena souměrnou trojfázovou soustavou s okamžitými hodnotami napětí u1, u2 a
u3.
Polovodičové prvky T1, T3, T5 jsou řídicí jednotkou spínány se zpožděním α vzhledem k začátku
kladné půlsinusovky fázového napětí a prvky T4, T6, T2 se zpoždění α vzhledem k začátku záporné
půlsinusovky fázového napětí.
Změnou řídicího úhlu α se mění intervaly sepnutí jednotlivých prvků a tím současně také okamžité
hodnoty fázových napětí a jejich efektivní hodnoty. Také charakter zátěže má vliv na průběh
fázových napětí.
Střídavé měniče napětí se používají tam, kde je potřeba měnit efektivní hodnotu střídavého napětí
průmyslového kmitočtu.
V jednofázovém provedení je to často pro
- řízení svítivosti osvětlovacích těles
- řízení rychlosti pohonů malého výkonu s komutátorovými motory ( ruční vrtačky )
- napájení tepelných spotřebičů
V trojfázovém provedení je to zejména pro softstart a softstop.
Jde o zařízení pro měkký rozběh a zastavení trojfázových asynchronních motorů v širokém rozsahu
jejich výkonů. Možností nastavovat různou efektivní hodnotu trojfázového napětí lze odstranit
nevýhody při přímém připojení motorů na síť nebo při jeho zastavení, jako jsou proudové rázy v
napájecí síti a mechanické rázy v připojené technologii.
Mezi síť a asynchronní motor se vkládá trojfázový střídavý měnič napětí. Uživatel zadává vstupní
parametry :
In ... jmenovitý proud motoru
kIn ... velikost rozběhového proudu
trozb ... doba rozběhu pohonu
Nereálná kombinace vstupních hodnot je signalizována chybovým hlášením. Bez opravy vstupních
parametrů se pohon nerozběhne. Reálná kombinace vždy znamená, že časový průběh napětí na
motoru je tvaru:
29. Základne pojmy a rozdelenie striedačov:
Pomocou striedaca vytvarame z jednosmerneho I striedavy I. Samotnu funkciu striedaca si mozeme
predsatavit ako mostikove zapojenie styroch spinacov. Funkciu spinacov mozu vykonavat tyristory,
tranzistory. Pri popise cinnosti budeme predpokladat s R zatazou, pri zatazi L alebo C je potrebne
zapojit k ventilom V paralelne nulove diody, kt zabezpecia aj pri takejto zatazi spravnu cinnost. Pri
spinani ventilov nikdy nesmie dojst k situacii zopnutia ventilov kt su pod sebou – nastal by skrat.
Pri spravnej cinnosti spiname ventily nakrizo, pricom pri zopnuti napr V1 a V4 bude na zatazi nap
v kladnom smere prri zopnuti V2 a V3 bude na zatazi nap v zapornoim smere.
Rozdelenie triedacov:
Podla sustavy vyst napatia: 1f a 3f
Rozdelenie striedacov podla reg. Frek vyst nap: striedac s konst frekv., striedac s premenlivou
frekvenciou
Rozdelenie striedacov podla sposobu komutacie: striedac s individualnou komutaciou tyristorov
a striedac s autotransformatorovou komutaciou.
Vloženo: 23.04.2009
Velikost: 797,87 kB
Komentáře
Tento materiál neobsahuje žádné komentáře.
Copyright 2024 unium.cz