falownik.pdf

Biblioteka Zespołu Szkół Elektryczno-Elektronicznych

im. Marii Skłodowskiej Curie w Bytomiu

1/ZSE-E ,2006

KURS - PUBLIKACJA TECHNICZNA

KURS OBSŁUGI I DOBORU FALOWNIKÓW DO OBCIĄŻENIA, PRZY ZADANYCH

WARUNKACH ZASILANIA, WRAZ Z PODSTAWAMI ENERGOELEKTRONIKI

inż. Stasiów Sławomir

nauczyciel ZSE-E w Bytomiu

Cel i zakres opracowania ; JEST WIELE PYTAŃ O FALOWNIKI. Tym czasem jest to dziedzina częściowo

elektryczna a jednocześnie elektroniczna z niemałym wkładem informatyki. Dlatego uczniowie i nauczyciele nie

docierają do wiedzy aktualnej na ten temat tak prędko.. Opracowanie moje podaje w postaci kursu wiedzę z

każdej dziedziny po to by falownik nie był trudny oraz możliwy do obsługi i zaprogramowania w celach

użytkowych. Przedstawiony materiał może być przydatny uczniom i nauczycielom przedmiotów zawodowych

oraz użytkownikom sprzętu i majsterkowiczom .

1. E NERGOELEKTRONIKA

Wstęp

Energoelektronika zajmuje się regulowaniem i przetwarzaniem energii elektycznej przy pomocy

elementów półprzewodnikowych mocy.

Zakres energii jest bardzo szeroki - od kilku VA/Watów do kilku MVA/MW (M - mega

- 10 6 =1 000 000).

Głównym zadaniem energoelektroniki jest regulacja i przetwarzanie z jednej postaci energii elektrycznej

do drugiej. Istnieją cztery możliwe rodzaje przekształtników (układów zamieniających postacie energii):

§ Prostowniki - zamiana napięcia zmiennego (AC) na stałe (DC) - ang. rectifier

§ Falowniki - odwrotnie tzn. DC -> AC - ang. inverter

§ Przekształtniki prądu zmiennego - AC -> AC (o innych parametrach) - ang. cycloconverter,

cycloinverter

§ Przekształtniki prądu stałego - DC -> DC - ang.chopper

Dodatkowowo można wyróżnić łączniki prądu zmiennego i stałego.

Energoelektronika jest dziedziną łączacą wiedzę z elektroniki, elektrotechniki i automatyki. Jak

wskazywałaby nazwa (ang. power electronics) powinna zajmować się dużymi mocami. Jednak obecnie, jak

wyżej zostało napisane, zajmuje się ogólnie przetwarzaniem mocy - niezależnie od jej wartości.

Urządzenia energoelektroniczne mają dwa zadania. Podstawowym jest przetwarzanie energii elektrycznej

(napięcia, prądu, częstotliwości). Drugim jest łączenie obwodów elektrycznych (łączniki prądu przemiennego,

stałego - elektroniczne styczniki).

Oczywiście chcielibyśmy, aby procesy te wykonywane były bez strat energii (w rzeczywistości przy jak

najmniejszych stratach).

Z tego też względu w energoelektronice elementy mogą być tylko w dwóch stanach: załączonym lub

wyłączonym. Gdy element jest wyłączony występuje na nim duże napięcie natomiast prąd teoretycznie nie

płynie (P=UI=0 - w praktyce prąd jest niewielki). W stanie włączenia przez element przepływa zazwyczaj prąd o

dużej wartości natomiast spadek napięcia w praktyce jest niewielki (teoretycznie zero - i dla dużych napięć rzędu

500V, spadek napięcia rzędu 2V jest pomijalny) - P=UI=~0.

Widać wyraźnie, że wszelkie stany pośrednie, kiedy na elemencie występują niepomijalne wartości napięcia i

prądu łącza się z wydzielaniem dużych mocy (stratami) - które mogą grozić przegrzaniem i uszkodzeniem.

Krótkie porównanie ...

2. STEROWANIE TYRYSTORAMI KONWENCJONALNYMI W PRZEKSZTAŁTNIKACH NA

BAZIE UKŁADÓW AC-DC

Ogólnie przekształtniki podzielić można na :

• Prostowniki (AC-DC)

• Przekształtniki prądu stałego (DC-DC)

• Falowniki (DC-AC)

• Przekształtniki prądu przemiennego (AC-AC)

Sterowanie przekształtnikami tyrystorowymi przedstawię na przykładzie

prostowników (oczywiście sterowanych).

Schemat blokowy przekształtnika

Napięcie wyjściowe w układzie możemy wyrazić

zależnością:

gdzie ‘alfa’ - kąt przesunięcia od punktu naturalnej komutacji.

Prostowniki sterowane

Układ prostownika jednopulsowego wraz z przebiegami

Tyrystor jest polaryzowany w kierunku przewodzenia w czasie dodatniej

półfali napięcia zasilania, jeśli więc doprowadzimy impuls bramkowy w zakresie

0° ÷ 180° to przejdzie on w stan przewodzenia. Prąd odbiornika musi być większy

od prądu wyłączenia (prąd podtrzymania I H ) tyrystora. Kąt załączania może być

regulowany tylko w zakresie 0°, 180° (‘pi’).

Prostownik dwupulsowy : schemat i przebiegi

Dodatnia półfala napięcia E polaryzuje w kierunku przewodzenia parę

tyrystorów T2 i T4. W czasie ujemnej T1 i T3. Tak więc impulsy bramkowe par

tyrystorów powinny być przesunięte o 180°.

Układ trójfazowy i przebiegi

Impulsy bramkowe są przesunięte o

. Kąt załączania tyrystorów

jest

związany z kątem opóźnienia wysterowania a zależnością:

W układach trójfazowych bez dostępnego przewodu zerowego lub w przypadku

kiedy moc zasilanego przez przekształtnik odbiornika przekracza dopuszczalne

obciążenie przewodu neutralnego stosuje się prostowniki sześciopulsowe.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: