Redresoare

DCE - Cap.4. REDRESOARE

Cap.4. REDRESOARE

4.1. REDRESOARE MONOFAZATE4.1.1. Redresorul monofazat monoalternanţă

Avem nevoie de o sursă de curent continuu, care se poate obţine cu un redresor monofazat din curent alternativ. Se numeşte monoalternanţă pentru că se redresează doar o alternanţă.

Fig. 4.1.a Fig. 4.1.bValoarea medie a lui Uin=0

Valoarea efectivă pentru Uin:

Valoarea maximă pentru Uin: Presupunem că dioda este ideală în montaj; în sens direct ea conduce şi rezultă Us>0; în

sens invers al curentului alternativ ea nu conduce şi rezultă Us=0, deci dioda redresează. Calculăm:

Tensiunea alternativă se descompune în componenta continuă, fundamentală şi armonici:

+…Pentru a aprecia cât de apropiată este forma tensiunii redresate faţă de tensiunea alternativă

(cât de bună este redresarea) se introduce factorul de ondulaţie (zgomot):

Pentru alegerea diodei trebuie precizată tensiunea maximă aplicată pe dioda (care este Um).O tensiune cu o formă îmbunătăţită se obţine cu redresorul bialternanţă.

4.1.2. Redresorul dublă alternanţă cu punct median

Fig. 4.2.a Fig. 4.2.b"*" indică în figura 4.2.a începutul înfăşurării.Avem două tensiuni de intrare: Uin1 si Uin2

Umax=

33


Sarcina de intrare pe RS va fi pozitivă, indiferent de alternanţă.

Descompunerea tensiunii Us:

Uinv max este 2Um (este un dezavantaj), deci trebuie folosite diode pentru tensiuni mari (cel puţin 2Um), peste V.

4.1.3. Redresorul dublă alternanţă în punte

În alternanţa pozitivă, când tensiunea are semnul din figura 4.3, conduc D1 si D2 (polarizate direct), iar D3 si D4

sunt blocate şi Us=U1n >0. În alternanţa negativă conduc D4 şi D3, D1 şi D2 fiind blocate şi Us=-Uint >0.

Rezultă Us >0 în ambele alternanţe.Usmed si g sunt la fel ca la redresorul dublă alternanţă cu

Fig. 4.3 punct median, cu diferenţa că Uinv max=Umax(=Um). Usmed=200V pentru Uef=220V. Aparent se pierd 20V, dar nu se pierde nimic (1,2V0), pentru că se măsoară doi parametri diferiţi (o valoare medie şi una efectivă) ai aceleiaşi tensiuni. Dacă Ualim<10V diodele nu mai pot fi considerate ideale pentru că pe ele “cad” 0.6V =UdeschidereÞ scade tensiunea redresată cu aproximativ 2UD=1,2V. La Ualim>10V se poate neglija UD.

4.2. REDRESOARE MONOFAZATE CU SARCINĂ RC

În multe cazuri se impune ca ondulaţiile Us să fie mici, acestea atenuându-se cu un condensator pus în paralel cu sarcina.

Uintrare=Um×sin(wt)

Fig. 4.4.a Fig. 4.4.b

Funcţionare: Condensatorul se încarcă la valoarea maximă a tensiunii de intrare şi se descarcă aproximativ exponenţial pe sarcină în timpul când dioda e blocată.

34


Dioda conduce doar în intervalul Dt (adică în impulsuri). Amplitudinea la vârf a ondulaţiei poate să fie aproximată prin scăderea tensiunii pe grupul RC pe o perioadă.

Dacă Dt<<T : DU

Presupunem că Rs×C>>TÞ DU; aproximăm că:

Aceeaşi formulă rezultă şi energetic: DQ=Im×T=C×DUCurentul de vârf pe diodă trebuie comparat cu curentul mediu repetitiv pe diodă.

Presupunem că IDV este constant şi că Dt<<T Þ IDV×Dt=IS×T. Intervalul de conducţie (pentru diodă) începe când DU<Umax, adică la momentul t1 şi se termină aproximativ când se atinge Um, la momentul t2.

Dacă se dezvoltă cosinusul în serie Þ .

Dacă înlocuiesc în relaţie IDV×Dt=IS×tÞ o relaţie pentru verificarea diodelor în cazul condensatoarelor mari:

IDV = curentul de vârf al diodei; scade cu DU şi creşte cu C.

Pentru redresoare dublă alternanţă: , Þ îmbunătăţirea

condiţiilor de lucru pentru diodă.Obs: Uinv max 2Um (reiese din figură) Þ la redresorul monoalternanţă dioda trebuie să

reziste la V+ o rezervă Þ 1000V.Mai există şi redresoare cu sarcina RLC (au şi o inductanţă L).

4.3. REDRESOARE MONOFAZATE CU DUBLARE DE TENSIUNE

Fig. 4.5

35


Pentru a obţine Usarcină>Umax; C1=C2; primul redresor: C1-D1, al doilea: C2-D2. Cele două redresoare au ca masă punctul M. Dacă au punctul B ca masă Þ 2Um=US. Pe noi ne interesează punctul B ca masă. În alternanţă directă, prin D1 se încarcă C1, iar în alternanţă negativă, prin D2 se încarcă C2. Tensiunea de pe C1 se adună cu cea de pe C2 Þ Us va fi 2Um. În prezenţa sarcinii, C1 şi C2 se descarcă puţin cu câte DU Þ vom avea US=2Um-2×DU=2(Um-DU).

Schema a doua foloseşte pentru alimentarea cu două tensiuni (+) (-) faţă de masă a unui circuit. Schema nu este propriu-zis un dublor de tensiune, totuşi între extremităţi avem tensiune dublă. Schema conţine două redresoare dublă alternanţă cu punct median.D1, D4, C1- reprezintă primul redresor;D2, D3, C2- reprezintă al doilea redresor.

A treia schemă serveşte pentru dublarea lui Um (adică se obţine US=2Um) şi tot de la acelaşi transformator se poate obţine cu alt redresor monoalternanţă încă o tensiune US2=Um, deoarece masa sarcinii este comună cu o ieşire a transformatorului.Funcţionare: - în alternanţa negativă D1 încarcă pe C1;

- în alternanţa pozitivă tensiunea de pe C1 se adună cu Uin Þ C2 se încarcă la 2Um, dar condiţia este ca C2>C1.

4.4. REDRESOARE TRIFAZATE

Instalaţiile mari consumatoare de curent continuu utilizează în special redresoare trifazate, care prezintă o serie de avantaje faţă de cele monofazate: încărcarea reţelei de alimentare este mai uniformă, reducându-se interferenţele la funcţionarea cu alte echipamente conectate la aceeaşi reţea; tensiunea redresată este mai netedă, ceea ce determină eventuala utilizare a unor filtre de netezire mai simple, factorul de utilizare al transformatorului de alimentare este mai mare, obţinându-se pentru o putere redresată dată o reducere a gabaritului şi a preţului de cost.

Schemele de redresare trifazate pot fi realizate cu punct median (scheme cu 3 diode faţă de nul, punctul median) şi în punte (scheme cu 6 diode sau multiplu de 6).

Alimentarea circuitelor de redresare poate fi realizată cu sau fără transformator, direct de la reţea. Utilizarea transformatorului în circuitul energetic al redresorului permite multiplicarea numărului m de faze secundare în scopul realizării unor performanţe superioare faţă de cele corespunzătoare la trei faze (m=3). Primarul transformatorului poate fi conectat atât în stea, cât şi în triunghi. Pentru a reduce dezechilibrele se foloseşte conexiunea în triunghi, evitându-se astfel deformarea tensiunii în secundar.

Conexiunea în punteReprezintă în fapt, înserierea a două scheme de redresare identice, cu punct median

alimentate de la aceeaşi sursă de energie. Fiecare fază din secundar conduce în intervalul unei perioade de două ori şi este parcursă de curent în ambele sensuri.

În figura 4.6 este reprezentată schema de redresare în punte trifazată. Înfăşurările primare nu au fost reprezentate, transformatorul de alimentare putând avea orice conexiune în primar.Unghiul de conducţie al dispozitivelor redresoare este 2/3. Întotdeauna conduc simultan două diode, care au potenţialul cel mai pozitiv al anodului şi respectiv cel mai negativ al catodului, în intervalul considerat. Pentru un redresor trifazat în punte valoarea medie a tensiunii de ieşire este dublul valorii de la un redresor trifazat în stea:

Udpo=2*Udo=2*1,17*U2=2,34*U2

36

i21

i22

i23

Ls

Fig. 4.6

Rs + -


Conexiunile în punte nu au dezechilibru de curent continuu pe partea secundară deoarece există circulaţie alternativă de curent. Din acelaşi motiv factorul de utilizare al transformatorului creşte. Schemele de redresare în punte mai au avantajul că pot fi alimentate direct de la reţea, însă în acest caz circuitul de c.c. nu mai este izolat galvanic.

Redresoarele prezentate în acest capitol sunt realizate numai cu diode (redresoare necomandate) şi asigură la ieşire o tensiune continuă de valoare medie constantă. Pentru o tensiune continuă la ieşire reglabilă se utilizează redresoarele semicomandate (realizate cu diode şi tiristoare) şi redresoarele comandate (realizate numai cu tiristoare).

37

Redresoare

Documents

Transcript of Redresoare