Subiectul III: Circuite convertoare de putere1. Redresorul de putere monofazat, monoalternaţă, comandat – schemă; diagramă

de semnal pentru sarcină rezistivă şi sarcină inductivă; utilizarea diodei de recuperare – rol şi forma semnalelor.

Circuitul Sarcina rezistiva –semnale

Sarcina inductiva

2. Redresorul în putere monofazat, bialternaţă, comandat – schemă cu transformator cu priză mediană; schema cu punte de tiristoare; diagramă de semnal pentru sarcină rezistivă şi sarcină inductivă; scheme echivalente.

CircuitulSarcina inductive-semnale

Schema cu punte de tiristoare

Scheme echivalente:

3. Variator de c.a. monofazat cu comanda în fază – schema tipică; forme de undă pentru sarcină rezistivă şi inductivă; variante constructive.

-Nu modifica frecventa.-Modifica valoarea efectiva 0-Umax.-Modifica forma semnalului.Utilizare specifica: comanda motoarelor monofazate si trifazate.

Sarcina rezistiva – semnle

Sarcina inductive –semnale-α unghi comanda-β(R,L) unghi conductieComanda cu trenuri de impulsuri sau impulsuri cu durata >durata cresterii curentului IS peste IH.

Variator de curent alternativ (variante)

a) b)

c)

b) Avantaje: la puteri mari mai ieftin

Dezavantaje: pierdere de tensiune/ reducere eficienta, costuri suplimentare, riscul ca tiristorul sa nu se stingă (pe sarcini inductive) fiind polarizat doar pozitiv – stingere prin IS<IH

c) Avantaje: catozi comuni => circuit de comanda mai simpluDezavantaje: pierdere de tensiune/ reducere eficienta, costuri suplimentare.

4. Variator de c.a. trifazat cu comanda în fază – variante constructive (4); avantaje/ dezavantaje.

Avantaj: cel mai redus continutin armonici pe cea mai mare parte a domeniului de comanda.

Dezavantaj: lucreaza doar in configuartie stea.

Var.1

Secventa de comanda: B1, Y2, R1, Y2, R1, B2, Y1, B2, Y1, R2, B1, R2, B1, Y2 …Var.2

Similar var.2 –Foloseste insa 3 tiristoare si 3 diode.

Var.3

Cel mai simplu, doar 3 tiristori dar foarte solicitati (conduc curentul de sarcina pe durata a 240° la incarcareamaxima.

Var.4

5. Variator de c.a. monofazat cu comanda choppată – schemă de principiu; funcţionare; forme de undă pentru tensiunea şi curentul de la ieşire; schemăm electronică cu tiristoare.

k=tc/(tc+to)Dispozitive utilizabile (stingere forţată):- GTO

- tranzistoare

TH1, TH2 – comutator serie

TH3, TH4 – comutator paralel

6. Variator de putere de c.a. prin comutarea la zero – metoda burst; metoda proporţională; convertor ca-ca pentru reglarea temperaturii.

Reglarea puterii prin comutarea la zero – Metoda proportional

Metoda burst control

Convertor c.a –c.c 1.pentru reglarea temperaturii.

7. Cicloconvertoare anvelopă – schema pentru dublarea frecvenţei; funcţionare; forma semnalelor; schema pentru triplarea frecvenţei; funcţionare; forma semnalelor.

Cicloconvertoare anvelopă- Modifica - Frecventa- Forma nemijlocit (fara circuite intermediare)

Divizor de frecventa (1:2)

Divizor de frecventa monofazat(1:3)

8. Convertor c.c.-c.c. cu funcţionare într-un singur cadran – schemă; funcţionare; forme de semnal în regim de curent neîntrerup; valoarea tensiunii de ieşire.

Regimul de current întrerupt

9. Convertor c.c.-c.c. cu funcţionare în două cadrane – schemă; funcţionare; forme de undă în regim de curent neîntrerup.

Topologia semipunte/ braţ punte (half-bridge)

Pp că tranzistoarele comută instantaneu, semnale PWM fără timpi morţi.

Schimbare cadran prin schimbarea sensului curentului Ie.

10. Buck converter – schemă; funcţionare; forme de undă; valoare tensiune de ieşire la conducţia continuă.

-Doar cadranul I (P>0)-Frecvenţă cât mai ridicată pentru micşorarea filtrului-Cd – rezervor tampon de energie la intrarea T în conducţie – impuls de curent (varianta – filtru de î.f.)-I nu scade sub Imin impus prin proiectarea filtrului L-C-Ue la ieşire dependent de Ud de intrare şi factorul de umplere DRC deoarece

-Iar căderea de tensiune medie (continuă) pe filtrul L-C tip TJ este nulă => Ue=Umed.

Se presupune că:

11. Boost converter - schemă; funcţionare; forme de undă; valoare tensiune de ieşire la conducţia continuă.

L – “vehicul” de transfer energie I-O şi filtrare curent absorbit de la sursăC – filtrare UeCd – rezervor tampon de energie pt.susţinerea curentului cerut de convertor; pentru o nivelare mai bună poate fi utilizată şi o bobină => filtru TJ la intrareElementul de comutatie – MOSFET de putere sau IGBT – frecvenţa semnal comutaţie PWM kHz-sute kHz.

T, D, L, C – idealeRegim stabilizat – DRC=constant C suficient de mare a.î. Ue(t)=Ue=const.În intervalul ton:- T conduce- D blocată

-UL=Ud -Sursa alimentată doar de C

12. Buck-boost converter – schemă; funcţionare; forme undă: tensiune pe bobină, pe diodă şi la ieşire, curent prin elementul de comutaţie, diodă şi bobină; valoarea tensiunii de ieşire în regim continuu.

-Iesirea in opozie fata de intrare-Tensiunea la iesire ajustabila functie de DRCPrincipiu de functionare

Principiu de functionare – regim continuu

Pe durata ton :

Pe durata toff:

13. Invertoare cu tiristoare şi sarcini rezonante – schema cu stingere forţată – comutaţie amortizată; funcţionare; dezavantaje.

Invertoare cu tiristoareCircuite de comutaţie (pt.stingere forţată)Funcţie de structură:- serie cu tiristorul- paralel cu tiristorul- punte- pentru fiecare element un circuit de stingere, sau- un element de stingere pentru toate

Circuite de comutaţie (pt.stingere forţată)Comutaţia amortizată cu elemente serie

Comutaţia amortizată (cu elemente serie) T on prin impuls => regim oscilant amortizat In t1 – T se blocheaza (pol.inv.)Pt. semialt.neg. trebuie inca o grupare (antiparalel)

Dezav. – L si C trebuie sa suporte curentul de sarcina- Momentul blocarii T depinde de val. lui L si C

14. Invertoare cu tiristoare şi sarcini rezonante – schema cu stingere forţată – comutaţie proprie; funcţionare; avantaje/ dezavantaje.

Circuite de comutaţie (pt.stingere forţată) Comutaţia proprie (cu elemente paralel)

Comutaţia proprie (cu elemente paralel)- Initial C incarcat la val aprox.E-T on => C se descarca prin T-In t1 iT=i+iS=0 si T pol.inv. => T off

Avantaj: L si C nu conduc curentul de sarcinaDezav: Momentul blocarii depinde de L si C; pt.timpi de revenire ai T diferiti => modificare L (prize) sau C (selectie din mai multe).

15. Contactor static de c.a. monofazat, trifazat şi cu inversarea a două faze; scheme, funcţionare.