Curs 17

4.3. Chopper de putere cu stingere forat

Se admite ipoteza simplificatoare c deoarece L este foarte mare, prin sarcin curentul este constant. Aceasta se ntmpl dac constanta de timp a circuitului sarcinii este mult mai mare dect perioada de comand a chopperului.

n prezentarea funcionrii se consider elementele de circuit ideale, iar tiristoarele i diodele au cderi de tensiune n sens direct nule i cureni neglijabili.

n aceste condiii intrrile n conducie ale lui T1 i T2 i a diodei de nul, se fac practic instantaneu.

La t = t0 se consider comandat tirstorul auxiliar i condensatorul se ncarc prin RS, LS cu polaritate fr paranteze.

La t = t1 se comand tiristorul principal t1. Condensatorul se descarc prin T1, L1 i D1, stabilind un curent de form sinusoidal a crei valoare maxim corespunde momentului t = t2 cnd tensiunea pe condensator e nul. Circulaia de curent pe acest traseu continu pe seama energiei nmagazinaten inductana L, fapt ce permite ncrcarea condensatorului cu polaritatea opus. Datorit prezenei diodei D1 pe acest traseu, un nou proces oscilant ntre inductivitate i capacitate nu mai poate avea loc. n intervalul de timp t1 t3 prin tiristorul principal circul 2 cureni:

unul determinat de surs U1 i RS;

curentul oscilant.

Din acest punct de vedere alegerea tiristorului principal trebuie s se fac astfel nct curentul de vrf repetitiv maxim ITRM s fie mai mare dect suma celor doi cureni.

Fie t = t4 momentul n care se reamorseaz T2. tensiunea de la bornele condensatorului va polariza invers tiristorul principal iar dac intervalul de timp t4 t5 e mai mare ca timpul de revenire al tiristorului principal acest se va bloca.

Dup t = t4 condensatorul se descarc (rencarc) cu polaritatea avut iniial prin RS, LS.

La t + t6 consuderm c prin tiristorul T2 curentul scade sub curentul de automeninere i deci T2 se blocheaz.

Dup t = t6 ambele tiristoare fiind blocate, energia nmagazinat n inductana sarcinii (LS = ) determin deschiderea diodei D2, aceasta prelund curentul de sarcin. Prin D2 curentul e constant datorit lui LS foarte mare. De la t = t7 procesul se repet.

Observaii:

1) La t = t4 tensiunea pe condensator este dublul tensiunii de alimentare pentru c n intervalul de comutaie tensiunea pe condensator este dat de relaia:

la t = t4

la t = 0 (t = t4 da fapt) iar U2 = 2U1.

2) Dac perioada de conducie a tiristorului principal TC este mult mai mare dact perioada de conducie TC a tiristorului auxiliar valoarea medie a tensiunii la bornele sarcinii respect relaia de definiie a chopperului;

3) Timpul ede polarizare invers este:

(ti = t5 t4)

Dac U1 scade se poate ca ti s devin mai mic dect timpul de revenire =>

U1 < U1 => ti < ti. Se poate ca ti < trevdeci tiristorul nu se blocheaz. I2 nu poate

fi crescut peste o anumit limit pentru

c determin scderea lui ti.

4) Dac chopperul funcioneaz ntr-un regim n care perioada de tact T rmne constant, timpul de conducie minim pentru tiristorul principal respectiv valoarea minim a tensiunii la ieire nu poate fi sczut sub o anumit limit. Aceast limit corespunde duratei procesului oscilant prin tiristorul principal i duratei de conducie a lui T2.

Tcmin = durata minim de conducie a lui T1.

U2min valoarea minim a tensiunii de ieire.

4.4 Chopper de putere cu sarcin R-L-ESarcina poate fi un motor de curent continuu care furnizeaz i o tensiune electromotoare.

Valoarea medie a curentului de sarcin este :

n funcie de regimul de lucru al motorului curentul absorbit de acesta este cuprins ntre limitele determinate de variaiile cuplului rezistent. Fie I2min i I2max aceste limite. Pentru asigurarea curenilor trebuie modificat durata de conducie respectiv de pauz a tiristorului principal, astfel vom avea:

cu duratele de pauz :

Aceste durate se determin n condiiile n care turaia mainii este meninut constant. Valorile elementelor circuitului de stingere sunt puternic afectate de t.e.m. rotoric i ele trebuie dimensionate n funcie de limitele ntre care este cuprins t.e.m.

tim c :

Prezena t.e.m. diminueaz timpul de polarizare invers i cond. de stingere trebuie s fie ales de valoarea maxim a tensiunii rotorice.

Inductana din circuitul de stingere se dimensioneaz punnd condiia ca suma curenilor prin tiristorul principal T1 s nu depeasc curentul repetitiv maxim adic :

4.5. Chopper de putere cu punte de tiristoare n circuitul de stingere

Avantajul circuitului este c se pot realiza durate de conducie foarte mici. La momentul t = t0 se consider amorsate tiristoarele T2 i T4. condensatorul se ncarc cu polaritatea din figur ( far parantez) prin inductivitatea L a firelor de legtur LS, RS. Prezena inductivitilor conductoarelor determin o tensiune de autoinducie ce ncarc suplimentar condensatorul cu o tensiune U. Cnd curentul de ncrcare a capacitii atinge valoarea curentului de automeninere a lui T2 i T4, acestea se blocheaz.

La momentul t = t1, se comand tiristorul principal T1. curentul prin acesta crete cu o vitez impus de inductivitatea L i dup intrarea complet n conducie prin sarcin se asigur un curent constant, rezultnd c U2 este diferit de 0.

La momentul t = t3 se comand tiristoarele T3 i T5. tensiunea de pe condensator va polariza invers tiristorul principal, condensatorul se descarc i se ncarc cu polaritatea opus pn la momentul t = t4 (cu paranteze).

Cnd curentul de ncrcare al condensatorului devine egal cu cel de automeninere al lui T3 i T5 acestea se vor bloca iar dac considerm inductana sarcinii de valoare foarte mare (curentul dup blocarea tiristoarelor), tensiunea de autoinducie deschide dioda de nul.

n acest caz curentul de descrcare al capacitii nu se mai stabilete prin T1, acesta nemaifiind att de solicitat ca n cazul schemelor discutate anterior.

La momentul t = t5 se comand T1, el prelund curentul de sarcin n locul diodei de nul. La momentul t = t6 dioda de nul iese din conducie. Blocarea tiristorul;ui principal se face prin comanda celeilalte perechi de tiristoare din punte.

EMBED Multisim.Document

t

iD1

t

t

t

iT1

uT1

U1

t

u2

t

t

uC

iT2

iD2

T1

T2

-U1

t4

t5

t6

t1

t3

t2

t7

t8

t9

iD1max

iD1max

iD1max

EMBED Equation.3

I2

U1

U1

tC

uc

I2

ti

U1

U1

-U1

-U1

ti

T1

T2

L

C

RS

D1

D2

L2

E

EMBED Multisim.Document

U1

uT1

t16

t15

t14

t13

t12

t11

t10

t6

t3

t2

t1

t5

t4

t9

t

iT1

t7

t8

t

iT2,4

iT3,5

t

iD2

t

UD2

t

_1115287051.unknown

_1115289929.unknown

_1115290492.unknown

_1115296353.unknown

_1115387460.bin

_1115290757.unknown

_1115291791.bin

_1115290092.unknown

_1115289226.unknown

_1115289512.unknown

_1115289127.unknown

_1115286660.unknown

_1115286917.unknown

_1115286508.unknown