7/30/2019 Filtru activ pt corectia factorului de putere

1/1

53

Lucrarea 9

)LOWUXDFWLYGHWLSVHULHSHQWUXFRUHFLDIDFWRUXOXLGHSXWHUH

1. 6FRSXOOXFUULL

6HVWXGLD]PRGXO QFDUHVHSRDWHUHDOL]DFRUHFLDIDFWRUXOXLGHSXWHUH SHQWUX XQ FRQVXPDWRU DOLPHQWDW GH OD UHHDXD PRQRID]DW decurent alternativ.

2. Consideraii teoretice

Caracterul inductiv sau caracterul neliniar al unor consumatorialimentaLGH OD UHHDXD GH FXUHQW DOWHUQDWLY SULQ LQWHUPHGLXO XQRUconvertoare statice, contribuie la generarea de puteri reactive saudeformante. Factorul de putere ntr-un circuit de alimentare monofazateste definit ca raportul dintre puterea activ P i puterea aparent S laERUQHOHUHFHSWRUXOXLFRQIRUPUHODLHL

1111 cosI

I

UI

cosUI

S

PPF M

M , (9.1)

unde 1cosM este defazajul ntre tensiunea sursei i fundamentala

curentului, I este valoarea efectivDFXUHQWXOGHVDUFLQLDU, 1 reprezintvaloarea efectivDIXQGDPHQWDOHLFXUHQWXOXLGHVDUFLQ

'LQ UHODLD UH]XOW F factorul de putere este subunitardeoarece exist:- receptoare liniare, dar care produc un defazaj ntre curentul absorbit i

WHQVLXQHDUHHOHL

- receptoare neliniare, care produc armonici de curent i QFRQVHFLQraportul I1/I este subunitar.

Din cele prezentate mai sus se observ c SUREOHPDFRUHFLHLfactorului de putere este important ntruct valoarea acestuiadetermin transferul de putere electric. n cazul n care factorul de

putere este unitar pierderile de energie electric sunt nule. Exist maiPXOWHPHWRGHGHFRUHFLHDIDFWRUXOXLGHSXWHUHvQDFHDVWOXFUDUHGH

laborator se prezint o metodGHFRUHFLHFDUHXWLOL]HD]XQILOWUXDFWLY

de tip serie.54

6H FRQVLGHU VFKHPD HOHFWULF SUH]HQWDW vQ ILJXUD D FX

DMXWRUXOFUHLDVHDOLPHQWHD]GHODUHea prin intermediul unei puniredresoare monofazate, un consumator de curent continuX$OWXUDWvQILJXUDEVXQWSUH]HQWDWHIRUPHOHGHXQGDOHWHQVLXQLLGHDOLPHQWDUH

respectiv curentul absorbit de consumator.Valoarea instantanee a curentului indicat n figura 9.1.b, se poate

dezvolta QVHULH)RXULHUFRQIRUPUHODLHL

MZk

kk tksinI2i , (9.2)

unde k reprezint ordinul armonicii iar kM reprezint defazajul

VX

a. b.

Figura 9.1: Circuit pentru alimentarea unui consumator de cc.

Valorile raportate ale armonicilor la componenta fundamental I1sunt date n tabelul urmtor.

Tabel 9.1: Valorile raportate ale armonicilor la componenta

fundamentalI1.

Armonica deordinul k

3 5 7 9 11

Ik / I1 [ % ] 73,2 36,6 8,1 5,7 4,1

55

Rezultatele prezentate n acest tabel indicIDSWXOF UHFHSWRUXOFRQVWLWXLHRVXUVGHSROXDUHDUPRQLF important. n acest caz, factorulde putere este redus.

O metod GH FRUHFLH D IDFWRUXOXLGH SXWHUH SHQWUX H[HPSOXOprezentat mai sus se poate realiza cu ajutorul unui filtru ac tiv de tipserieDFUXLVFKHPEORFHVWHSUH]HQWDW n figura 9.2.

Figura 9.2: Schema bloc a filtrului activ de tip serie.

6HGRUHWH FD IDFWRUXOGH SXWHUHV ILHXQLWDU DGLF FXUHQWXO

absorbit de la reea s fie sinusoidal i QID]FXWHQVLXQHDDFHsteia.Schema electronicDFLUFXLWXOXLGHFRUHFLHDIDFWRUXOXLGHSXWHUH

este prezentat Q ILJXUD )LOWUXO DFWLYHVWH R VXUVGH WHQVLXQHFRQWLQX n comutaie de tip Boost cu comand de tip PWM.7UDQ]LVWRUXO7 OXFUHD] n regim de comutaie, modul de comand alacestuia se va prezenta ulterior.

Figura 9.3: Schema electric a filtrului activ de tip serie.

)UHFYHQDGHFRPXWD ie a tranzistorului este motivul pentru careYDORDUHDLQGXFWDQHL/ HVWHPLF i defazajul introdus de aceasta esteneglijabil. Se observ c QDFHDVWVLWXDLHFXUHQWXODEVRUELWGHODVXUV

56

este QID]FXWHQVLXQHDIXUQL]DWGHVXUV/DLHLUHDSXQ ii redresoareYRPRELQHPRGXOXOWHQVLXQLLGHDOLPHQWDUHLDUFXUHQWXODEVRUELWGHOD

sursa de alimentare va fi tot timpul pozitiv. Se poate presupune cputerea preluatGHVDUFLQHVWHDSUR[LPDWLYHJDO cu puterea activ dela intrare. Puterea activ de la intrare este datGHUHODLD

titutp 222

t2cosIUIUtsinItsinUtp 2222M2M22 ZZZ . (9.3)Dac considerm c tenVLXQHDSH VDUFLQHVWH FRQVWDQW atunci

SXWHUHDGHODLHLUHHVWH

)t(iIUtiUtp CLSSSS # , (9.4)'LQHJDODUHDUHODLLORUi (9.4) se observ c:

S

22L U

IUI

i, (9.5)

t2cosU

IUti

S

22C Z

, (9.6)

Pentru sursa de tensiune contLQX vQFRPXWDLH GHWLS%RRVWUHODLDFDUHH[SULP legtura dintre tensiunea care i se aplic la intrareLWHQVLXQHDSHFDUHDFHVWDRIXUQL]HD]VDUFLQLLHVWH

tsinU1

1U M2S Z

D , (9.7)

unde D reprezintIDFWRUXOGHXPSOHUHDOVHPQDOXOXLGHFRPDQG.'LQUHODLDVHREVHUY c dac dorim sPHQLQHPODLHLUHD

convertorului o tensiune constant, atunci factorul de umplere trebuies ia diferite valori n timp. Astfel, pentru valori mici ale tensiunii deintrare acesta trebuie sDLERYDORDUHUidicat, iar pentru valori mariDOHWHQVLXQLLGHLQWUDUHYDDYHDYDORULVF]XWH

3. 'HVIXUDUHDOXFUULL

6H VWXGLD] PRGXO GH IXQFLRQDUH D FRQYHUWRUXOXL GLQ

ILJXUDFXDMXWRUXOSURJUDPXOXL363,&()UHFYHQDGHFRPXWDie atranzistorului este de 30kHz, R=47 :, C=10PF, L=1mH iar factorul deXPSOHUHVHPHQLQHODRYDORDUHPDLPLF de 0.7.2EVHUYDLH6HPQDOXOSHQWUXFRPDQGDWUDQ]LVWRUXOXLELSRODU7VHRELQH

FX DMXWRUXO XQXL FRPSDUDWRU FDUH FRPSDU XQVHPQDO vQGLQWH GH

IHUVWUXDFUXLIUHFYHQHVWHHJDOFXIUHFYHQDGHFRPXWDLHDVXUVHL