1 / 41

Izmjenični pretvarači – izravni i neizravni

UČINSKA ELEKTRONIKA. Izmjenični pretvarači – izravni i neizravni. Izmjenična pretvorba Jednofazni regulator napona Trofazni regulator napona Ciklopretvarači Matrični pretvarači Neizravni izmjenični pretvarači. Ak. god. 2013/2014. Zagreb, 17. 12. 2013.

mili
Download Presentation

Izmjenični pretvarači – izravni i neizravni

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. UČINSKA ELEKTRONIKA Izmjenični pretvarači – izravni i neizravni Izmjenična pretvorba Jednofazni regulator napona Trofazni regulator napona Ciklopretvarači Matrični pretvarači Neizravni izmjenični pretvarači Ak. god. 2013/2014 Zagreb, 17. 12. 2013.

  2. Izmjenična pretvorba – izravna i neizravna

  3. Izmjenična pretvorba – izravna i neizravna Izmjenična pretvorba može biti izravna i neizravna. Najjednostavniji primjer izravnog izmjeničnog pretvarača je izmjenični regulator napona. Primjena jednofaznog regulatora napona je kod rasvjete, univerzalnih motora itd. Primjena trofaznog regulatora napona je za upuštanje asinkronih motora, naponsko upravljanje asinkronim motorima, jednostavnu promjenu smjera vrtnje. Neizravni izmjenični pretvarači imaju dva stupnja pretvorbe i istosmjerni međukrug. To je najčešća struktura pretvorbe kod suvremenih pretvarača za izmjenične strojeve.

  4. Jednofazni regulator napona Izmjenični regulator napona; principna shema spoja i neki od mogućih valnih oblika izlaznog napona (moguće inačice upravljanja). Potrebno je koristiti odgovarajuće sklopke.

  5. Jednofazni regulator napona Da bi se dobio sljedeći valni oblik izlaznog napona izmjenični regulator napona se ostvaruje ovako: Radi se o faznom upravljanju.

  6. Jednofazni regulator napona – djelatno trošilo Valni oblik struje jednak je valnom obliku napona na trošilu. Izlazni napon je izmjenični napon. Promijenila se efektivna vrijednost izlaznog napona.

  7. Jednofazni regulator napona – djelatno trošilo Izraz za efektivnu vrijednost izlaznog napona je: Upravljačka karakteristika daje ovisnost efektivne vrijednosti izlaznog napona u kutu upravljanja . Upravljačka karakteristika je nelinearna.

  8. Jednofazni regulator napona – djelatno trošilo Slijedi izraz za efektivnu vrijednost struje kroz djelatno trošilo: i izraz za snagu P na djelatnom trošilu R: Kroz svaki od ventila struja teče samo u jednoj poluperiodi, pa se izraz za efektivnu vrijednost struje tiristora razlikuje za faktor √2.

  9. Jednofazni regulator napona – djelatno trošilo Napon i struja trošila bogati su višim harmonicima, što se vidi iz slike. Posljedica je onečišćenje napojne mreže.

  10. Jednofazni regulator napona – djelatno trošilo Faktor snage λ Budući da je trošilo djelatno, pretpostavka je da u sklopu ne postoji jalova snaga, i da je faktor snage jednak 1. Da li je ova pretpostavka ispravna?

  11. Jednofazni regulator napona – djelatno trošilo Postupak računanja faktora snage je izravan:

  12. Jednofazni regulator napona – djelatno trošilo Pretpostavka je bila pogrešna. I sklopovi s djelatnim trošilom mogu imati faktor snage manji od 1. Zašto? Faktor snage  u ovisnosti o kutu upravljanja  za jednofazni regulator napona.

  13. Jednofazni regulator napona – induktivno trošilo Ako je trošilo induktivno, strujno-naponski odnosi i izračunavanje izraza nešto su složeniji. Ne postoji potpuna sloboda u izboru kuta upravljanja. Minimalni kut upravljanja jednak je kutu trošila . Strujno-naponski odnosi kod minimalnog kuta upravljanja jednaki su onima bez tiristora.

  14. Jednofazni regulator napona – induktivno trošilo Kut prestanka vođenja u ovisnosti o kutu upravljanja. Kut trošila je parametar. Od = 0 do  =  ne može se upravljati naponom.

  15. Trofazni regulator napona U slučaju trofaznog trošila i trofaznog regulatora napona, strujno-naponski odnosi su znatno složeniji, što se može vidjeti iz slike.

  16. Trofazni regulator napona

  17. Primjena: Naponsko upravljanje asinkronim motorom Pomoću trofaznog regulatora napona moguće je naponsko upravljanje brzinom vrtnje asinkronog motora (uz ograničene mogućnosti i svojstva). Dodavanjem još dvaju parova tiristora moguća je i promjena smjera vrtnje asinkronog motora. Radi se o promjeni redoslijeda faza napona napajanja.

  18. Izravna pretvorba napona i frekvencije Izmjenični regulatori napona mijenjaju efektivnu vrijednost napona. Frekvencija izlaznog sustava jednaka je frekvenciji ulaznog sustava. Izmjenični regulator napona može se, uz drugačiji sklopni raspored, upotrijebiti za izravnu pretvorbu napona i frekvencije (uz ograničenja).

  19. Izravna pretvorba napona i frekvencije (ciklopretvarači) To je ideja ciklopretvarača. Ciklopretvarači su izravni pretvarači napona i frekvencije (bez istosmjernog međukruga). Ciklopretvarač zasnovan na jednofaznom mosnom spoju.

  20. Izravna pretvorba napona i frekvencije (ciklopretvarači) Načelo upravljanja frekvencijom.

  21. Izravna pretvorba napona i frekvencije (ciklopretvarači) Načelo upravljanja naponom. Ciklopretvarači na ovom načelu rada nazivaju se anvelopni ciklopretvarači (riječ anvelopa nije upotrijebljena u matematičkom smislu). anvelopa krivulja koja u svakoj svojoj točki dodiruje po jednu od beskonačno mnogo istovrsnih crta u ravnini. fr. enveloppe kuverta, omotač, omot, ovoj, oplet

  22. Ciklopretvarači – djelatno trošilo Ako se žele dobiti navedeni valni oblici napona, a trošilo je djelatno, ciklopretvarač se ostvaruje ovako: Svaka sklopka je ostvarena s dva antiparalelna tiristora.

  23. Ciklopretvarači – induktivno trošilo U općem slučaju, ciklopretvarač na svojem izlazu mora dati oba polariteta napona i oba smjera struje. Potrebne su sve kombinacije: pozitivni smjer struje i oba polariteta napona, te negativni smjer struje i oba polariteta napona.

  24. Ciklopretvarači s trofaznim spojevima Ciklopretvarač zasnovan na trofaznom spoju sa srednjom točkom daje sinusoidalni valni oblik izlaznog napona; primjerice ciklopretvarač od dva trofazna tiristorska usmjerivača sa srednjom točkom u antiparalelnom spoju. Ako je trošilo induktivno, valni oblik izlaznog napona ovisi o faznom pomaku struje trošila.

  25. Ciklopretvarači s trofaznim spojevima Fazni pomak između izlaznog napona i struje trošila mijenja valni oblik izlaznog napona. Dakle, energija akumulirana u trošilu mora se moći vraćati u napojnu mrežu. Zato, svaki usmjerivač radi u ispravljačkom i izmjenjivačkom načinu rada.

  26. Ciklopretvarači s trofaznim spojevima

  27. Ciklopretvarači s trofaznim spojevima Sinusoidalniji valni oblik izlaznog napona dobije se upotrebom složenijih pretvaračkih spojeva. Primjerice, umjesto dva antiparalelna spoja sa srednjom točkom mogu se upotrijebiti dva antiparalelna mosna spoja: Zakon upravljanja:

  28. Ciklopretvarači s trofaznim spojevima Šestpulsni, fazno upravljivi, dvokvadrantni (I. i II. kvadrant) tzv. pozitivni pretvarač. Valni oblici izlaznog napona i filtriranog izlaznog napona ako se spojem upravlja tako da je to mrežom komutirani ciklopretvarač.

  29. Ciklopretvarači s trofaznim spojevima Šestpulsni, fazno upravljivi, dvokvadrantni (III. i IV. kvadrant) tzv. negativni pretvarač. Valni oblici izlaznog napona i filtriranog izlaznog napona ako se spojem upravlja tako da je to mrežom komutirani ciklopretvarač.

  30. Ciklopretvarači s trofaznim spojevima Valni oblici izlaznog napona, filtriranog izlaznog napona i struje trošila kod ciklopretvarača bez strujne pauze.

  31. Ciklopretvarači s trofaznim spojevima Valni oblici izlaznog napona, filtriranog izlaznog napona i struje trošila kod ciklopretvarača sa strujnom pauzom.

  32. Ciklopretvarači – rješenje s prigušnicama kružne struje Zakon upravljanja:

  33. Rješenja za trofazna trošila su složena

  34. Matrični pretvarači – izravni pretvarači napona i frekvencije (primjer u IPES+_on-line) Moguća je istovremena izravna pretvorba napona i frekvencije.

  35. Neizravni izmjenični pretvarači Neizravni izmjenični pretvarači su danas najčešće korišteni pretvarači za izmjenične elektromotorne pogone. U ulaznom dijelu nalazi se ispravljač (najčešće diodni), a iza istosmjernog međukruga nalazi se izmjenjivač. UG+ T1 T3 T5 L1 RLade U L2 V UDC CDC L3 Bremschopper W T6 T2 T4 UG- Auswertung Steuerkarte BR1 BR2 Ograničenje struje punjenja Mjerenje izlazne struje Priključak motora RBrems Kapacitet međukruga Prenaponska zaštita Izmjenjivač Kočni krug Mreažni priključak Ispravljač

  36. Neizravni izmjenični pretvarači • ULAZNI DIO: • Diodni ispravljač • Tiristorski usmjerivač • PWM usmjerivač (eng. active front end -AFE)

  37. Neizravni izmjenični pretvarači • IZLAZNI DIO: • VSI izmj. s nap. ulazom • CSI izmj. sa str. ulazom

  38. Neizravni izmjenični pretvarači – rješenja EM kočenja

  39. Ulazni stupanj – PWM usmjerivač (engl. Active Front End)

  40. Ulazni stupanj – PWM usmjerivač (engl. Active Front End)

  41. Ulazni stupanj – PWM usmjerivač (engl. Active Front End) Uzimanje energije iz mreže uz faktor snage = 1 Vraćanje energije u mreže uz faktor snage = -1 Opterećenje mreže uz proizvoljni faktor snage Mogućnost kompenzacije utjecaja ostalih trošila

More Related