Zbigniew Fedyczak, Ryszard Strzelecki

ENERGOELEKTRONICZNE UKŁADY

STEROWANIA MOCĄ PRĄDU

PRZEMIENNEGO

ENERGOELEKTRONICZNE UKŁADY STEROWANIA

MOCĄ PRĄDU PRZEMIENNEGO

Recenzenci

prof dr hab. inż. Henryk Tunia

prof dr hab. inż. Leszek Frąckowiak

Redaktor

Projekt okładki

W monografii przedstawiono energoelektroniczne układy sterowania mocą prądu przemiennego, w

których sterowanie mocą dostarczaną ze źródła do odbiornika energii elektrycznej, odbywa się za pomocą

tzw. sterowników mocy prądu przemiennego. Sterowanie to jest realizowane bez zmiany częstotliwości

harmonicznej podstawowej napięcia odbiornika. Główna część pracy dotyczy układów z impulsowymi

sterownikami mocy prądu przemiennego. Tyrystorowe sterowniki mocy prądu przemiennego, stosowane

w praktyce przemysłowej, przedstawiono w zakresie ich niekorzystnego oddziaływania na źródło

zasilania (przemysłową sieć zasilającą). Szczegółowo opisano właściwości modeli idealnych oraz modeli

fizycznych impulsowych jednobiegunowych sterowników mocy prądu przemiennego z algorytmem

sterowania typu PWM z “czasem martwym”. Przedstawiono rownież wybrane układy z impulsowymi

dwubiegunowymi sterownikami mocy prądu przemiennego. Opisano przykłady zastosowań układów

sterowania mocą prądu przemiennego ze sterownikami tyrystorowymi i impulsowymi.

Praca jest przeznaczona dla kręgu czytelników interesujących się elektrotechniką w tym głównie dla

projektantów energoelektronicznych układów sterowania mocą prądu przemiennego stosowanych w

prostych urządzeniach napędowo-rozruchowych z silnikami indukcyjnymi klatkowymi, urządzeniach

elektrotermicznych, urządzeniach techniki świetlnej, regulatorach (stabilizatorach) napięcia przemiennego

oraz kompensatorach mocy przesunięcia. Może być także pomocna dla słuchaczy wyższych i średnich

szkół technicznych o kierunku elektrotechnika, szczególnie w specjalności energoelektronika.

Wydanie publikacji dofinansowane

przez Ministerstwo Edukacji Narodowej

-3-

SPIS TREŚCI

WYKAZ OZNACZEŃ .................................................................................. 5

WSTĘP ........................................................................................................... 9

1. IMPULSOWO-MODULACYJNE STEROWANIE MOCĄ PRĄDU

PRZEMIENNEGO ........................................................................................ 12

1.1 Charakterystyka ogólna ............................................................................. 12

1.2. Właściwości układu wzorcowego ............................................................. 15

1.3. Parametry i kryteria oceny jakości sterowania ......................................... 18

2. UKŁADY Z TYRYSTOROWYMI STEROWNIKAMI MOCY

PRĄDU PRZEMIENNEGO ......................................................................... 22

2.1. Charakterystyka ogólna ............................................................................ 22

2.2. Oddziaływanie SMPP na źródło zasilania w układzie

czteroprzewodowym ................................................................................ 26

2.2.1. Wprowadzenie ...................................................................................... 26

2.2.2. Sterowanie fazowe ................................................................................ 26

2.2.3. Sterowanie integracyjne ........................................................................ 27

2.3. Oddziaływanie SMPP na źródło zasilania w układzie

trójprzewodowym ..................................................................................... 31

2.3.1. Wprowadzenie ....................................................................................... 31

2.3.2. Sterowanie fazowe ................................................................................. 32

2.3.3. Sterowanie integracyjne ......................................................................... 41

2.4. Filtracja (kompensacja) wyższych harmonicznych prądu źródła .............. 49

2.4.1. Filtracja za pomocą rezonansowego filtru pasywnego LC ..................... 49

2.4.2. Kompensacja harmonicznych za pomocą filtru aktywnego ................... 52

2.5. Jakość sterowania mocą prądu przemiennego ........................................... 55

3. UKŁADY Z IMPULSOWYMI JEDNOBIEGUNOWYMI

STEROWNIKAMI MOCY PRĄDU PRZEMIENNEGO ......................... 58

3.1. Wprowadzenie .......................................................................................... 58

3.2. Właściwości modeli idealnych ................................................................. 60

3.2.1. Napięcia odbiornika ............................................................................... 60

3.2.2. Prądy odbiornika .................................................................................... 65

3.2.3. Prądy źródła ............................................................................................ 69

3.2.4. Moc czynna w stanie ustalonym ............................................................ 73

3.2.5. Zestawienia podstawowych właściwości energetycznych ..................... 77

3.3. Jakość sterowania mocą prądu przemiennego ........................................... 81

4. ROZWIĄZANIA UKŁADÓW Z IMPULSOWYMI

-4-

JEDNOBIEGUNOWYMI STEROWNIKAMI MOCY

PRĄDU PRZEMIENNEGO ......................................................................... 84

4.1. Wprowadzenie .......................................................................................... 84

4.2. Układy trójfazowe ze sterowaniem typu PWM

z “czasem martwym” ............................................................................... 85

4.2.1. Porównanie topologii ............................................................................ 85

4.2.2. Analiza działania wybranych układów ................................................. 90

4.2.3. Układy obciążenia aktywnego ............................................................... 117

4.2.4. Filtracja wyższych harmonicznych prądu źródła .................................. 119

4.2.5. Jakość sterowania mocą prądu przemiennego

w układach eksperymentalnych ............................................................ 124

4.3. Układ trójfazowy ze sterowaniem typu PWM

bez “czasu martwego” ............................................................................. 127

4.4. Układ trójfazowy z dodatkowym źródłem mocy przesunięcia ................. 132

4.5. Układy jednofazowe podwyższające napięcie wyjściowe ........................ 138

5. WYBRANE UKŁADY IMPULSOWYCH DWUBIEGUNOWYCH

STEROWNIKÓW MOCY PRĄDU PRZEMIENNEGO .......................... 144

5.1. Wprowadzenie .......................................................................................... 144

5.2. Układ trójfazowy z transformatorem dodawczym ................................... 145

5.3. Układ trójfazowy z transformatorem wysokoczęstotliwościowym ......... 148

6. PRZYKŁADY ZASTOSOWAŃ UKŁADÓW

STEROWANIA MOCĄ PRĄDU PRZEMIENNEGO .............................. 157

6.1. Wprowadzenie ......................................................................................... 157

6.2. Urządzenia elektrotermiczne ................................................................... 157

6.3. Układy napędowe .................................................................................... 160

6.4. Kompensatory mocy przesunięcia ........................................................... 165

6.5. Ogólne wytyczne wyboru układu sterowania mocą

prądu przemiennego ................................................................................ 168

WYKAZ LITERATURY ............................................................................. 171

Zbigniew Fedyczak, Ryszard Strzelecki - Energoelektroniczne Układy Sterowania.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: