Download - invertoare 1
7/23/2019 invertoare 1
http://slidepdf.com/reader/full/invertoare-1 1/21
E
CHOPPERELE
(VARIATOARELE
DE
TENSIUNE
CONTINUA)
De exemplu,
pentru tensiuni
Ur
t0,
se
poate
mentine
I
inchisin permanenrA
gi
se
face
chopparea prin
pentru
primul
cadran, iar
prin
pentru
cel
de-al doilea.
Pent-u
tensiuni
,
.0,
T,
poate
fi
in
conductie
perrnanent
qi
chopperele
sunt
I
pentru cadranul
al
ueilea
qi
t
pentnr al patrulea.
230
2El
INVERTOARE
CU
COMUTATIE
COMANDATA
Invertoarelesuntconvenoarestalicedeputerecontrnuu.ahemativ.Ele.trarrsforml'o
sursi
de tensiune
lsau
curent) cgnlrnuu i111.osursa de tgnsiune (sau
curent) altemativA'
de
amplitudine
sau/Qi
frecueniii,;1iit
ete sunt
utiliijie
ca surse
de
tensiune
altemativi
de
sigurang
sau
pentru
alimentarea
qi
reglajul
vitezei
ma5irilor
electrice'
lnvefloarele
cu
tiristoare
sunl
numite
"cu
comutatie
fo4ate",deoarece
ele
au
nevole
de circuite
auxiliare
,p"J;;;
blocajul
acesrora-
Aceste
circuite
contin
condensatoare
Ei/sau
inductan[e
Pentru
acumutarea
energiei
necesare
blocrrii'
9.1
Clasificare
lnvertoarele
cu
comutalie
comandattr
se
pot clasifica
dupi
mai
multe
criterii:
a)
dupi
numtrrul
de
faze
ale
semnalului
la iegire:
-
monofazat
+
invertor
monofazat;
-
tifazat
+
invertor
trifazat-
b)
dupa
namra
circuitului
de
alimentare
5i
dupl
mirimea
comutata
in
circuitul
de
iesire:
_invertoaredetensiune:su,,t."l"alirrrenutedelaosursAdetensiunecontinuA,mirimea
comulatA
in
circuitul
de
ieqire
fiind
tensiunea'
iar
forma
curenrului
este
impusA
de
sarcmA;
-
ilvertoare
de
curent:
sunt
cele
alimentate
de
la
o
surstr
de
curent
continuu'
manrnea
comulate
in
circuitul
de
ieEire hind
curenrul,
iar
forma
tensiunii
e$e
imPusa
de
sarcina'
Atar
inverroarele
de
rensiune,
cit
qi
cele
de
cuenr
por
fi
monofazate
5i
rrifazate'
Narura sursei
continue
lmpune
natura
recePtorului
altemativ:
*invertoareledetensiunealimenteazAreceptoaredecurent;
7/23/2019 invertoare 1
http://slidepdf.com/reader/full/invertoare-1 2/21
9
INVERTOARE CU
COMUTATIE
COMA\DATA
-
invenoarele de
curent
alimenleaztr
receptoare
de
tensiune, pentru
ca
sursa
qi
receptonrl
(sarcina)
&ebuie
sA
fie
de
naturi diferite-
c)
dupi
forma de undA la
iegire:
-
invertoare
cu
semnal
dreptunghiular;
-
invertoare cu
semnal
dreptunghiular
modulat
in
duratA;
-
invertoare cu
semnal
sinusoidal;
-
invertoare cu
semnal sintetizat care aproximeazA
sinusoida
prin
trepte.
d) dupAmodul
de comandA:
-
invertoare comandate
cu
undl
plini;
-
invertoare comandate pe
principiul
modulirii
in
duratA a
impulsurilor
de comandA (MID;
MLI
-
in
limba
francezl,
PWM
-
in limba
englez{)
lnvertoarele de
tensiune
mai pot fi
clasificate
5i
dupA numirul
de
nivele de tensiune
de la ieqire
in:
-
invertoare cu
doud nivele;
-
invertoare cu
trei
nivele
cu punct
neutru
flotant;
-
invertoare
multinivel
cu celule
de
comutatie imbrjcate;
Majoritatea
invertoarelormonofazate
gi
trifazate
sunt
construite avind
la
bazA bratul
de
semipunte monofazati.
Puntea
monofazatA
contire
douA
brate,
iar
cea
trifazattr
trei.
Fiecare
brat conline
douA comutatore
care
functioneaztr
in
contra-timp:
c6nd
unul
este
inchis.
celAlalt
este deschis
qi
invers.
Comanda comutatoarelor
este fecute. astfel
incal
mtrrimea
altemativd de ieqire
dacA
este
monofazatA are
valoarea
medie nuld
si
dacA este
trifazate are
valoarea
medie
a
mirimii
de
faz:i
nuld.
O
categorie
speciall
de invertoare
sunt
cele cu
circuit
rezonant.
Comulatia
inrreruptoarelor
se face cu
o
frecventd apropiati de
frecvenla
de rezonanti a
sarcinii
gi
sarcila
e$e
aceea care controleazA
comutatia.
de aceea aceste inYenoare mai
sunt
numite
si
cu comutatie
de la
sarcini.
Avfud
modul de comandi ca si de
aplicatie particular. vor
fi
studiate
intr-r-rn
paragraf
separat. Penrru
fiecare
tip
de
invertor.
funclionarea
depinde de
natura
sarcinii.
Diferentele
de functionare
se
vor
exemplifica
pentru
anumite cazuri.
considerdnd
diverse
tipuri
de
sarcini.
Penru
a
uqura
inlelegerea
fenomenelor legate de
func{onare,
in
unele
cazuri se
vor
considera
valabile
3 ipoteze:
9.a Sursa
care fwnizeazA
mtrrimea
de intrare continuA
este
perfecta
(sursi
de tensiune cu
rnpedantA
intema
neglijabilJ-
swse de curent
cu
impedanti
intemi
inlrnitd);
9.b lntreruptoarele
sunt ideale,
(cAdere
de tensiune in direct nulA,
curent
de
scurgere in
invers
nul. comutatii
instantanee);
9.c
Receptorul
altemativ
este
perfecr
(absoarbe
tn
curent
sau
o
tensiune
sinusoidali).
Studiul
invertoarelor
se
va
face
conform clasificlrii
de la
punctul
c).
9.2
Invertoare
de
tensiune
cu tensiune
dreptunghiulari
la
iesire
hvenoarele
cu tensiune
la
ieqire
dreprunghiulartr sunt utilizate in
convertoarele cu
fazi
hrermediarA
de tensiune
continul
(in
combinatie
cu redresoare comandate)
sau
pentru
alimentarea
sarcinilor
care
supona armonici
de rang ridicat-
282
233
Pentru
sarcinile
care
cer
o
alimentare
de
calitate,
obtinerea
tensiunii
sinusoidale
la
ie5ire
se
reahzeaz|
printr-un
filtru
"trece-jos".
9.2.1
Invertorul paralel
Invertorul
paralel
este un
invertor
monofazat
de tensiune.
Schema
este
prezentat5
in
fi9.
9'1'
Numele
siu
provine
de la
aparilia
in paralel
a
condensarorului
care
fitmizeazA
puterea
reactiva
necesarA
comutaliei,
cu tiristorul
care
se btocheazi.
9.2.1.1
Functionarea
cu
sarcintr rezistivi
Privind
schema
din
fig,
9.1,
se
poate
observa u$or
ce aceasta
este asemanatoare
cu
schema
unui
redresor
monofazat
cu punct
median,
la
care se
adaugi
condensatorul
necesat
blocirii
pe
rend
a
dristoarelor.
Fig.9.1
Invenor
de tensiune
paralel
cu tirisoare.
Sarcina
rezistiv{
R
este conectata
in
secundarul transformarorului
Tr,
considerat
fira
pierderi
qi
cu
un
curent
de
magnetizaee
neglijabil.
Primarul
transformatorulur
are
o
prizi
mediani-
asfel
incit"
dacA
se
aplica
o
tensiune
U. intre punctele
A
qi
O. se
obtine la
bomele
condensatorului
u,=u^=2A",
pnn
efect
de autotransformator.
ln acela5i
timp, avem
u,=
ust
=2.
(daci
zr=/l-
numirul
de
spire). Inductanla
L,
de firrare
ne
permire
sd
considerlm
constanr
curenol
fumizat
de
sursi.
ln
acela5i
tknp,
L, limiteazi
curenrul
absorbit
la
valori
acceptabile.
circuitul
de
comutatie
esre format
din
C,
t
5i
t.
Formele
de
undtr
sunr
cele
din fig.
9.2,
(trasate
cu
linie conrinue).
ln
ng.
s.r se
poare
urmAri
comuh{ia
intre
tirisroarele
T,
Si
I,
erapA cu
ebpa.
ir,
-fL-
i''
Tc
T
'
,2
7/23/2019 invertoare 1
http://slidepdf.com/reader/full/invertoare-1 3/21
9
INVERTOARE
CU
COMUTATIE
COMANDATA
u
fi
/
j,\
i_.:
I
i
:t
-;
rc
+2U
tTl:t
"
+2U
'
tT2:t
"
-2U
'+:f
/
t*t
1i
Fig-
9.2
Invcronrr
pararer
cu
sarcini
rezistivtr
sau
rezistiv-inductivi:
(linie
continul-sarcinA
rczistiv{
linie
inrenrpti_sarcini
rezistiv-inductivi).
Se presupune
ca,
la
momentul
lo,
r
este
in
conducrie.
Er
este parcurs
de
curentu
'72
-.,.
ln
secundar
se
aplici
uos
=U,
qi
rezulti
de
aici
(vezi
fig.
9.3,a):
uu
=2U,
fi
uc
=-utz
-
-2U,
La
momennrl
t,
se
comandA
amorsarea
lui
\.
se
blocheazi,
deoarece:
(e.l)
(e.2)
1=
tt,
=
234
I
I
I
t
i
tun
{
4/
t
'
'tbl
t
-2U,
(e.5)
9.2
Invertoare
de
tensiune cu
ielire
dreptunghiulard
gi
curentul de
descArcare
al
condensatorului se
adaugtr
la
curentul
inilial
in tiristorul
\,
ajutind astfel la
arnorsarea
acestuia.
/a
1\
",,1
Y
I
I
I
I
tr
UI
I
I
I
Y
-o-
Fig.
9.3
Iavcrtor
paralel
cu sarcintr
rczistivl
sau rezistiv-inductivL
a), b), c),
d) -
partca
activi
a
circuiului
in timpul
fiecirui
intcrval
dc ftmc$onarc
ln
momentul 12,
condensatorul
s-a
descdrcat,
tensiunea
sa
este
nule
Ei
dristorul
T.
5i-
a
recipetat capacitatea
de blocare. I
w
poate
aplica
acum o tensiune
directi"
care
este
intotdeauna
tensiunea
condensatorului care
se
reincarcA
cu o
polaritate inversA:
ilo^=U,
ulg=21J,
u,=uo=/{J"
(9.4)
ln
intervalul
(tr,to)
condensatorul
rimane
incircat
li
u,=29,.
La
momentul
r.,
se
comandA
amorsarea
lui
T,. T
se blocheazi,
deoarece:
tlt
=
-u, =-?u,
285
'E
I
TI
,ug
ili
I <--
7/23/2019 invertoare 1
http://slidepdf.com/reader/full/invertoare-1 4/21
9
IIiVERTOARE
CU
COI\IUTATIE
COMANDATA
si
cuentul
de
descarcare
al
condensatorului
determina
cresterea
curentului
inital
in
tirisrorul
T.,
facilitdnd
astfel
amorsarea
acesnria:
(e.6)
Se
poate
considera
ci
intervalul
I
o
-
t, reprezinte
jumibtea
perioadei
de funclionare
a invertorului.
Situalia
circuitului
la
momentul
t?
e$e
aceea{i
cu
cea
la
momentul
l'
5i
fenomenele
se
rePete
Periodic'
Pe
durata
comuu;i.
de exemplu
t
e(r,J)'
penuu
circuitul
din
fig'
9-3'b
se
poate
scrie:
$i:
u,
=
Ri"
si
de
asemenea:
thz
=
u"
=
ktt,
ln frnal,
se
obtine:
cu condilia
inifale:
5i
solutia:
-di
k-
/qR)
p61r:
a:-+i,
=:1,
\2-v)
rot=-i{\f)
rpy=Lt"+Ae-' .(RCr')
^du,
,
-fu,
u:
t-
=
C
---:-
=
KL
-
dt
d/'
\rt
-i
i-ILi-
=n"i.
1
\-.
1
'
nnde:
t
=L;
n.
,.:
(
)o-''' )
u.(r)=1-nt,l
t-;::-.r;'
I
'
I
\
I+c
/
e-tlt
i,(t)=
1,7-:--,1.
lfc
(9.7)
poate
determma
(e
e)
(e.10)
Daci se
noteaza:
RCk2
=
t
5i
se
tine
cont
de
conditia
inilialA'
se
constanta
A:
k
&
-
.
-rt1a
.
kl
,
t',
*
o
= -/,
-
Ae-"''
-
A
=
-';;itt
qi. cu
ajutonrl
acestei
constante,
forma
lurald
a
solutiei:
tt (
'd-ttt
)
. Er.l, :\
; /r\
-
----l-l
|
--
|
.s\,/-
?
['
l+"-rt.,
)
Acum
se
deduce
uqor:
286
(9
11)
9.2
Invertoare
de tensiune
cu
iqire
dreptungbiular{
Timpul
rrR
rezulte
din condilia:
r.
(rr*)
=
g
5i
rrebuie
comParat
cu
to
-timp
de dezamonare
al
tiristorului. care este
o datA de catalog
pentru
acesta:
.2
to^=tlll-----;;=')1,
lftr
(9.1?)
Aceasti
schemA nu
func$oneazA
bine
decit
cu sarcine rezistivd-
ln
gol,
tensiunea la
bomele
condensatorului
creqte repede
la
valori
periculoase, datoritd
energiei
absorbite
de
la
sursa
de
tensiune
continui
qi
care
nu
se
poate
utiliza
in circuitul
de tensiune
altemativa
Aceasti
energie
se
va
acumul4 la
fiecare comuta$e,
in
cimpul
electric
al condensatorului.
De
acest
fapt rebuie
se
se
inA
cont,
iar
condensatorut
s{
se
dimensioneze in
aga
fei
incdr,
pentru
sarcina
minimi,
tensiunea
la
bomele
sale
sA nu fie
prea
mare pentnr intremptoare
(tiristoare).
o
alti
conditie
impusi
condensatorului
este
aceea de a avea
un timp
de
descircare
/r^
superior
timpului
de dezamorsare
al
tiristorului,
t,
{vezi
relatia
9.
l2). Dat
tor
depinde de
valoarea
sarcinii acumulate
(curentului
de sarcinA) inc2t.
pentru
suprasarcini de
scuile
durad, acesta
poate
deveni ati.t
de
mic incdt tiristoarele
si
nu
mai
dispunA de
timpul
necesar pentru
a
se
bloca,
determin2nd
defectarea
invertorului
(conductie
in
"cross").
9-2.1.2
Functionarea
cu
sarcini rezistir-inductivtr
La
firnclionarea
cu
sarcinA rezistiv-inductivA.
energia acumulat|
in
cimpul
magnetic
al
inductantei nu
se
disipi
decd.t
partial
in
rezisten tr.
Restul de energie este
cedat, in timpul
perioadei
de
comutalie,
condensatorului-
Sursa
nu poale primi
aceastd
energie
din cauza
componentelor
semiconductoare
unidheclionale.
ln ipoteza
in care
in circuir nu
existtr
elemente
disipative,
tensiunea
la
bomele
condensatorului
creEte
la
infinit-
ln
realitare.
regimul rinde
si
se
stabilizeze, dar tensiunea
,r. cre$te la fiecare comutatie
qi
poare
atinge
de
i0...20 de
ori
valoarea
tensiunii
de alimentare
U.. O
sarcinA
cu
irductanra
mare are avanrajul
cA
determinA
o
forml
de undd
a tensiunii
secundare r.r, mai
apropiati de
sinusoidtr. Se
va
deduce
din
nou
expresia variabilelor.
ln
acesr
caz,
plecind
de la :
u'=
Ri'+L+
ot
$i
cu
toate
ce.lelalte
relatii neschimbate,
se
obtine:
LCk'+*
p61=
9 *,,
=
r
7.
(e.ti)
d/- dr
.:
Solulia depinde
de
semnul determinanrului
A
al
ecuatiei
caracteristice,
dedus
din
ecuatia
diferentiali:
I
;
L
o=-
sl
2L
287
7/23/2019 invertoare 1
http://slidepdf.com/reader/full/invertoare-1 5/21
9
INVERTOARE CU COMUTATIE
COMANDATA
DacA
A
>
0, arunci
i- are
o
variatie
exponentiale;
Daca
A
<0,
adici: 6.''/,., ,uu
A..+,
ceea ce reprezinta de
tapr
cazul
,/K
2L
KJLC
real
al unei sarcini
rezistiv-inductive,
rispunsul este
periodic
amortizat:
r,
1r1
=
r
1.
+e-&(Acosarr+Bsinolr)
(e.
r1)
(
T
Ti-n-
,,
,'l
ocosd)--dsmcd-
ie
-'-
^---
a
I
+2cosarle-:r: e-,'
]
Tinand
cont
de
conditiile
impuse de simetrie:
(r
/\
di,
I
di,
I
(Ui=-it'liI
$t
--.-l
=-
-
i
'/
-
df
l,=o
dt
1,.r.:
se
pot
determina
conslantele
.{
5i
B:
^
kI,
a)
/ T 7-\
6*i 6cosr,.r-
+
crrsinata
le-6t'
I
I
)l
T
-^
+lcosad-e
- -
+e
-'
2
Formele
de
undi
sunl
reprezentate cu linie
punctala in
fig. 9.2. Consideratiile
cu
privire la
rimpul
de descdrcare
al
condensatorului
rAm?n
valabile,
dar de data
aceasta
el esle
mai mare
decit
in
cazul
prececient:
I,L
> t
bR.
9.2.1.3
Functionarea
cu diodtr
de
regim
liber
Dezavantajele
prezentate
mai
inainte pot fi
eliminate
cu ajutorul a
douA
diode
de
regim
liber
D,
5i
D.
(fig.
9.a)-
Ele permit scurgerea
de energie spre sursa de
tensiune
continui. D,
qi
D"
strnt montate
simetric
in
raport
cu
mijlocul
inf\urerii
primare, in
a5a
fel
incdt: n,.
=
(0.
1. . .0,
2)n,
,
. Aceastd
schemA
se
numeite
Mc
Murray
-
Shattuck-
Diodele
Dr,
Ei
Dr.
sunt
diode
de
separare,
care impiedici
descArcarea accidentall
a
condensatorului
daci
sarcina
este
activa
5i
prezinti
o
tensiune
elecuomotoare alternativA.
DacA
sarcina
este pasivd
(rezistiv-inductivd),
nu este
nevoie
de
diode
de
separare.
lnductanta
de comutalie L. separtr tiristoarele
I
Si
I
de
diodele
D,
qi
D,,5i
fonneazi
impreuni
cu
C
un
circuit oscilant.
Inductanta
de filtrare
L,
nu mai
este necesarl
L,
este
mult
mai mici
decdt
L,
ceea ce reprezinti
un avantaj. De
asemenea, ea are rolul
de
a limita
vdrfurile curentului
de intrare
i"
la
intrarea
in
conductie
a
tiristoarelor-
Condensatorul
de comutalie
C
poate
fi
destul de
mic,
chiar
pentru vatori
mari
ale
lui
f. ln
gol,
tensiunea
la bomele
sale
nu depAgeye decdt
cu
putin
valoarea2U,.
Pentru
a inlelege
mai u5or func$onarea
acestei
scheme,
trebuie
sA
se
tini cont
ce:
-
inductanla de sarcini
t
impiedicA
varialia
discontinutr
a cuentului de sarcini
i,
qi
deci
a
solenatiilor
secundare
qi
primare:
-
tensiunea
a.
la
bornele
condensatorului
C
nu poate prezenta discontinuitate.
Potentialele
diverselor
puncte ale
prirnarului
transformatorului
(v^,vr,v^.,r'"),
sau
ale
secundarului
au
aceeaqi
proprietate;
-
inducranlaLr
fiindinseriecu\sauT..sumarr,
+i.,nupoatesuferi discontiruititi-
288
?49
(e.16)
9.2 Invertoare
de
tensiune cu
iqire
dreptunghiulartr
,
UUI
O
rr
sffelt
lLc
I
1"
rt2
/T^
Dsr
irr
Tt
t't,
l
.Y
7
I
7
',,,
-
torf
;
\
tl
{--
u
Dr
'17
rm\
if'-
-
t
C
C
I
I
a
{,
{rt
t(
Fig.
9.{ lnvenor
paralel
cu
diode
de regim
liber.
Succesiunea
fenomenelor
pe
durata comutatiei
este
prezentale
in
fig.
9.5
gi
formele
de undA.in
fig.
9.6.
I-nainte
de
momentul
r.,
considerat
drept
origine a timpilor,
se
presupune
cd
Tl este
cel care
conduce,
curenul
rr.
av6nd
o
varialie
foarte
lenta, dererminatd
de cea
a
lui
i".
in
circuitul
desenat cu
linie
groasd
in
fig. 9.5,a, care
este
cel parcurs
de curenl
in acest
interval,
avem:
Y
U,-uor-rr*=
O (e.15)
sau:
uos
=
u,
-
y'r ,
=
11.,
u
deci
relatii
similare
cu cele
scrise pentru
schema
din
fig.
9.3:
uu
=2U, qi
u,
=
-u^B
-
-2U,
ln momennrl
,, ririsrorul
prime5te
un
semnal pe poana,
se
deblocheaza
qi
permire
aplicarea
tensiunii
a.
la
bomele
lui
Tl, a5a
incit
acesta
se
blocheazA:
hz=il"--Zu,.
curenrul
1"
ese
nul
qi,
deoarece
suma rrr+irz
nu poare
avea
d.iscontinuirati,
6,
ia imediat
valoarea
lui
1.
exact
inainte
de blocare.
Penrru
a compensa
variatia
curenlilor
qi
a evita
o
discontinuitate
a
solenaliilor,
curenrul
i.
ia
brusc vatoarea
2ir,.
lntre
,o
$i
r'
evolutia
circuirului
(vezi
fig.
9.5,b) este
descristr
de:
,-
=?=
T=u,
.
dir,
OT
7/23/2019 invertoare 1
http://slidepdf.com/reader/full/invertoare-1 6/21
9 II(VERTOARE
CU COMUTATIE
COI\{ANDAT',{
La lnceputul
intervalului,
u,f2=
-U,
1\:
dir,
-Il,-ui1
-2u,
,o
L,
Curentulrr,creEe,decicondensatorulsedescarcd'apoisereincarcipdnala
valoarea
2U". Dnecuatia
(9.
16) rezultl
*=Ot
aqadar,
rt,
este
ma;iim
cind
u,=2u,'
Apoi
cnrentul
r'
incepe si
scadi.
Curentul
absorbit
este
egal
cu:
i.
=
irr+i,'La
momentul
ts,
lt,
=
azr
=
0.
Tensiunile
la
bomele
diodelor
sunt:
uo:=-tJ,-+#
sau
uD2
=-u,-+#i
cu:
k'=hl\r.
Aceasta
tensiune
trebuie
si rlmdnA
negativi
5i
D.
bloca6
uDt=-ut't-
Lr9i)-,
sau,
tin6nd
cont
de rela$a
(9'16):
n^.
u- u.
(
k'
.,)u. rl
u,,
=-illilT*;-r,
$,
trpr
=l-
r,_"r*,
)T-",
it "l:
-
-
L,
t
Acea$eetaptrincereazAcirrda,'devinepozitivSqiD,conduce'lamomentull,:
1fl
u.
=
'u:,
=
?(k'
-l\U
"
(9.20)
F:-
intrucAt:
vo^
=Lt,=coost',
a" nu
mai
vattazA
9i
rlmdne
Ia
valoarea
constanta
z(t<'+t)u,
ceea ce determina
un curent
i.
=0'
Solenatrile
pierdute
(i. parcurge
jumatatea
oB
a spcundanrlui)
vor
fi
compensate
de
creqterea
lui
iDl
in
momentul
1,,
in a5a
fel incat:
io,r,,
=(q,
*&,)i.
sau:
ir'
={t+t<')t,
cu:
/"-valoarea
curentului de incircare
al
condensatorului
la
momentul
l,
'
Etapa
urmatoare.
intre
r'
qi
t.
este
reprezentata
in
fig'
9'5'c'
Evolulia
variabilelor
se
face
conform
ecuatiilor:
tz\*
t')u,
n1
p;
.*Tdit=
dt
,
di.
tri
I'ar.
= -l'or
L=-k,u,<o
fltt
n'.ir,
+n,,(ir,
-
ior)=
n^i,
290
291
9.2 lavertoare
de
letrsiuDe
cu
(e.
l8)
(9.
le)
(e.2r)
/o
??\
(9.13)
(9.24)
B
D
-st
Tl
+
:u +tll
"or{
1o,
o.
1,1,u-
Fig.
9.5
lnvertorul
paralel
cu
diode
de regim
liber:
a),
b),
c), d),
e),
0
-
parrea
active
a circuirului
in timpul
fiecdrui interval.
Vo"
Yr.
)
'Y
.. it,
Y
"r;
n-
i--I_l,:
j
o,,
|]
,+
uo,A1n, o,
IA'-
7/23/2019 invertoare 1
http://slidepdf.com/reader/full/invertoare-1 7/21
9
INVERTOARE
CU
COMUTATIE COMANDATA
Analizind
aceste
ecuatii,
se
constatA
ce:
*
4,
descreEte
9i
tinde
spre
zero;
-
i,
,
ne-eativ din
cauza defazajului
inductiv, vaiaztr
de
asemenea
spre zero, avdnd tendinta
si
devintr.pozitiv;
-
diferenp(4,
-io,)
este de asemenea
negadva
qi
dnde spre zero,
adici io,
este
pozitiv
Ei
tinde spre zero,
simultan
cu
i,
,
dar
mai
lent
decdt
rr,
-
ln momentul
tr,
4,,=0
$i
I
se
blocheazA
sPontan. ln
intervalul
(r",lr),
data
hind
conductia lui
D,,
tensiunea
rlmdne
constantt:
u,=Z(t+*')U,-
Ecuatia
(9.22)
rAmAne incA
valabilA
qi:
Curentii ro,
$
i,
tind
impreuni spre
zero.
ln
momentul
l'
ir,
=
0,
D, se
blocheazi, dar
t
trebuie
sa
Poa16
prelua
conductia
(adici
semnalul
pe poarta
sa trebuie str
fie menlinut) pentru a
asigura
evolulia lui i,
spre
valori
pozitive,
dupA
Eecerea
lui prin
zero.
lncepdnd
cu
/,
evolutia
circuitului
este descrisi
de:
.tL
lDr
=
-1,
rt
'o^:\=u,-t,+
(e.25)
(e"26)
tc
i
'Tl
n.,
-)t;
,\"
^du-
=Lj
dr
=
i"
+i"
-
i,)
=
nri,
.l; ,
pi,
ayolL--b-u,
Tensiunea
t. scade
putin
(cu
?k'U,)
qi
rinde
spre
2{/,,
curentul
i.
fiind mic.
Curentul
i,
creEe,
deoarece tensiunea
z, > 0.
Curenrul
1,
poate
h
aproximat
prin
i. :
ir,
=
i,
='nt
,,. arcre5te
pini
la o
valoare
nr
egalA
cu cea
pe
carc
a
luat-o
dupA
amorsare,la t
=1".
ln momentut
to
=T12.
tiristorul
T,
prime5te
comanda
de
amorsare
qi
fenomenele se
desfAgoari
ir
acelaqi
mod
in cealalti
jumetate
de inf\urare
principale.
Din sntdiul
variatiei
formelor de
undi, rezultA cdteva condirii
care
trebuie
sl
fie
satisfAcute
de
cAtre
componentele
semiconductoare ale
montajului:
-
trebuie str suporte o
tensiune
inversA:
vR
^t
=
(1,5...z)zu,(t+
*')
292
to
)1\
,
tT
(9.33)
9.2
Invertoare
de
tensiune
cu ieqire
dtgqtulgli"l-i
-
trebuie
si
permiti
trecerea
unui
curent
mediu:
notatiile
avind
semnificatiile
care
rezultA
din
fig' 9-6-
Penru
a
Putea
utiliza
aceasttr
formull'
e$e
necesar
sI se
calculeze
I''t'
Si
tt
Expresia
analiticA
a
lui
4'
se
obtine
plecdnd
de
Ia
ecuatia:
., .
I
u.(r)
=
P;,,
-
t,+.
;[(i,
+ i,)x
+u,.
care
are
conditiile
initiale:
Soiutia
este:
U
*
=
-2U
,',
i.
(0)
=
i,;
,t,
(0)
=
t,
6,
(r)
=
Lsin
at
+21
"cosol
-
/,
punind:
X
=aL;
r=ff-t ;
a)=l ,C";
5=R
(2lt)
Comutatia
este
incheiati
cind:
,\,di.
uLk\t,)=
Lr-i-
de
unde,
tinind
conr de
relatia
(9-30)'
se
obtine:
,,=+l+',.+.+)
(e.28)
(9.2e)
_n
(9.30)
(9.3
1)
(9.32)
a
curentului
care
soliciti
Trebuie
sa
se
verifice
cai
to>
0...t.5)t"12'
Din
ecuatia
(9.30)
se
deduce
valoarea
reperitivi
maximi
tiri$orul:
fV rr
r.
=/tr.c)al.,-{i;
1.
- -- :-i,
ffrr
f xrl
293
='F'"74-''
7/23/2019 invertoare 1
http://slidepdf.com/reader/full/invertoare-1 8/21
9 INVERTOARE
CU COMUTATIE
COMANDATA
2(nrr+nrr)
u
"=----il--\
2(l+k')u.
)t7
t
=0
-
{t+k')u.
i11
T
t
:0
t
=0
2(r+k)u.
rlI
-k'u.
t":0
i
Fig.
9.6
Formele
de
undtr pentru
invertorul
paralel
cu
diode
de regim
liber'
=Fu.
i
l
:
i
t;\
T
I
t4
Fu
TN
\
\
I
I
291 295
9.2 Invertoare
de tensiune
c-tr
ae{ire
dreptunghiularil
$i:
|
'
=
n"L'l'
'
\ru,
Elemenrele pasive
sunt
calculate
cu retaliile:
(e.34)
C
=
zogl
:I:''
;
L,
=
Lo3u
Jo'
U,'IO
unde:
Functionarea
rtrmine neschimbata
dacl
condensaton-rl
secundare
ale transformatorului.
(e.35)
este
montat
intre
bomele
Acest
gen
de
invertor
se
utilizeazi
anrnci
cind
tensiunea disponibila
pentru
alimentarea
sa
este
mici,
deoarece
el
este
"dublor
de
tensiune": cAnd
ri
=
n",
dar
tensiunea
de
ieqire nu
este
reglabile.
Un alt
avantaj
al
acestor
invertoare
,
cu doui tiristoare,
este ca
sursa de
alimentare
trebuie
si
suporte
doar ciderea
de
tensiune pe un
tiristor, lucru imponant
pentnr
rardamenrul
transformirii,
c6nd
sursa
este de
tensiune
scAzurA.
Daci
se
uilizeazA
doud montaje
"invenor
paralel", care lucreazA
pe
cele doud
primare
ale
aceluiaqi
transformator
(frg.9.7),
se
poate
obline
o buni stabilizare
qi
reglajul
tensiunii
de ieqire, chiar cu
o
surse
constanle
de
tensiune
scezuta
ca alimentare.
Comanda
liri$oarelor celor
douA
montaje este
decalati
cu un unghi
2a,
astfel
incit
amplirudinea
rezultantei
celor doui tensiuni,
deci
Ei
valoarea
sa efectiva,
sA
fie
functie
de
acest
defazaj:
Curentul
secundar
este
filtrar cu douA
filtre:
unul
in
serie
(t,,C,)
qi
unul in
paralel
(,L..q
).
ambele acordate
pentru
obtinerea la ie5ire a fundamentalei
ur,
(fig.
9.7).
"Li"
este
un circuit
care
are
rolul
de
a
dezacord.a
circuitul
(t,.C,
)
in
cazul
unui
scuncircuit"
pentru
a limita
valoarea
curenrului
de
defect.
9.2.2 lnvertorul
monofazat
in
semipunte
lnvertoarele in
semipunte
(fig.
9.8)
numite
qi
invertoare
cu
sursa
de
tensiune
cu
punct
median
sunt
"dubloare
de
curent".
Comutatoarelel
Ki
(i
=
1,2)
,
aici
prezentate
ca
fiind
formate
din cdte
un
rinstor
I
Qi
o
diodd
D,
sunt bidirectionale
in
curent
5i
unidirectionale
in
tensiune.
'b -
o
L
7/23/2019 invertoare 1
http://slidepdf.com/reader/full/invertoare-1 9/21
9
INVERTOARE CU COMUTATIE
COMANDATA
-2u.
Fig.9.7
Combinarea a
doui
invertoare paralele:
schema
$i
formele de undi_
Punctul
O
este
punctul
median
al
sursei,
obdnut
prin
inrermediul
condensatoare
C.
Avem:
de unde:
u.r+tt.2=Uc
da.,
_
_
da",
dr
dr
296
9'2
lnvertoare
d"
t"*i1o"
tu
it{itt
dttptt'
$i:
.
^du.,
.
-du,.
-,
.,
=
C?= -t"1
=-L
d,
-'.'
adicA
un
condensator
se
incarce
5i
altul
se
descarcA'
cu
acela$i
curent
tc
'
\
l
+U
/2
, iUn-
Ao,
I
$l:
Fig. 9'E
Invertorin
semrPunte'
Teorema
lui Kirchoff
in
nodul
O
ne
Perrnite
si
scriem:
i,=i,"-i"'
(9.36)
Decicurenfulcareajungelapunctulmedianoestedub|ulcurentuluicarecircula
prin
bragul
divizorului
capacitiv'
Cand
\
sau
D.
conduc,
avem
urmitoarele
relalii
inue
curenlt:
i.
=
i,
+i",
=
ir+
i,
=
-2i,
+i,
=
i"
ti,
cu
relalia
(9.36):
cand
r.
sau
D,
conduc'
avem:
i'=+2i'
(9.37)
,
=
it
+ i",
=
i.
-
i,
=
-i,
-
i,
=2i,-
i,
=
i"
aPor:
i'
=
-2i'
Afadar,comutatoarelesuntmaisolicitateincurent(2i')deci'tintensiune(U')'in
compalaliecuinvenorulparalelalimentattaoaceea5isursi$icuoaceea5isarcini.
-,Y,
s
1
''c2
u I-_ a
.1 t-
v
lr
Yi
7'.
'
"Y
ni
^---z-T
'
Y
Yirz
celor
douA
297
7/23/2019 invertoare 1
http://slidepdf.com/reader/full/invertoare-1 10/21
9
INVERTOARECUCOMUTA
Formele de undtr
pentru functionarea
cu
sarcintr
inductivi
qi
capacitivd,cu
luarea'tn
consideralie
a ipolezelor 9.a,
9.b
qi
9,c,sunt
date in fig.
9.9.
Se
observ6
ce
pentru
funclionarca
atit
cu
sarcinA
inductivA,cdt
5i
capacitivA
comutatoarele
trebuie
sA
fie
comandabile atit
la
deschidere
,
cit
5i
la inchidere-
ln ng.
l.tO,a este
prezentat
un
montaj simplu,
cu
elemente
pasive
necesare
comuratiei. ln
ng-
l.tO,U
qi
c sunt
prezentate douA
variante: cu ameliorarea
comutariei b)
qi
a
recuperirii
c). Montajul din
fig.
9-10,c
ese
cel mai
des utilizat.
Existenla
diodelor
de
recuperare
permire inapoierea la surstr
a unei pi4i din
energia
inmagazinatA
in
inductanla
I
la
inceputul
comutaliei.
usl.
tl:
_
tl:
-
I
uKt
A
ult
ll
l:
in
conductie
Tr Dr T"
D.
-*'
I
c
t
;
I
u2
Fig. 9.9
Forme
de
undl
penu-u
invertorul
monofazat
in
semipunte.
uKt
l
in conduaie
298
299
I
L^
t-
t-
L
-uuu-
c
9.2
Invertoare
de
lenciune cr
iegire
dreptunghiularl
b)
Fig.
9.10
Montajele practicc
pentru invenoarcle
in
semipunte.
9.2.3
Invertorul
in
punte
monofazati
Invertorul
este constituit
din 2 brate
de
semi-punre. Pentru generalitate,
in fig.
9.11
comutatoarele
K,
au
fost prezcrfiate
ca
frind
alcdtuite
dinrr-un intreruptor
S,
qi
o
diodi
Di' i=(l+4).
Comutatoarele
K,
pot conduce
atit
curenli
pozitivi,
cdt
5i
curenti
negativi.
Pe durata de
conductie
a diodelor
Q
se restituie
sursei
de curent conrinuu
energia
inmagazinati
in
sarcintr.
Functionarea
invertorului va
fi
snrdiatA
cu
luarea in consideragie
a
ipotezelor
9.a, 9.b
qi
9-c.
Fig.
9.ll
Inverorul
de tensiune monofazal
In
ng.
l.tl
s-au
notar
cu
S,,
i=(1+4)
intreruptoarele unidirectionale
in
cwenl
(conduc
doar
curenli
pozitivi).
Comanda
cu
undi
pline
a
comutatoarelor
K,
se
poate
face:
a)
simetric;
b)
asimerric.
lt'
t:
ll
i"l
I
L
*-'
iU..-
nlArn
))
J
,
Mr"
N
7
D"
---:--z
n
u-
s
7/23/2019 invertoare 1
http://slidepdf.com/reader/full/invertoare-1 11/21
9 INVERTOARE CU
COMUTATIE
COMANDATA
I
9-2.3.1 Comanda
simetricil
cu undl
plintr
Indiferent
de natura sarcinii comutatoarele
K,
gi
K.
vor
fi
inchise pentru
un
interval
r T\
(T
\
de timp r e
I
O,;
I.
lar
I(.
qi K, pentru t
el:-,7
|
incdt
tensiunea
la bomele
sarcinii
va
fi:
t)tt, I
\
-/
)
*"*,.[0,1)
pentru
|
.
[I.a]
\2
/
|
*u.
,.=l
l-a
(e.3e)
/
r\
Pe
durata
|
0,-
|
comutatorul
K,
leagi
boma
A
a sursei
de borna
M
a
sarcinii,
el
\
L)
fiind
parcurs atdt de
un curent
pozitiv
c6.t
5i
de unul negativ.
Modul lui
de comandi este
functie d.e semnut curentului
la momenrul
I.
2
Astfel:
T
-
daci
i*,
=
j,
>
0
deschiderea la
i-
trebuie sA fie comandara
prin
comanda
lui
S,.
T
-
dacA
i*,
=
i,
(
0
deschiderea
la
l-
este
spontana
prin
blocarea
lui
D,, intrucdt
apare
rr,
>
0;
rezultA
cd
inchiderea
va
trebui
si
fie
comandad
prin
comanda
lui
S,.
Fiind
vorba
de un invertor
de tensiune,
la iegire
este comuuta
tensiunea,
iar curentul
i,
este
impus
de
sarcinA care, cu
luarea
in consideragie
a
ipotezei 9.c, va
fi un curent
sinusoidal.
a) F
unctionare
a c u
sarcind re
zistiv
-inductiv
d
Formele
de
undi
Pentru
schema
di"
fi9.
9.11
Ar cazul
firnctionarii
cu
o sarciri
Z"
inductivA
sunt
date
in
ftg.
9.12.
Curentul
f,
este
defazat
in
urma
tensiunii z, cu
unghiul g.
Unghiul
q,
deci intervalul
de
timp
(Qro)
depinde
de
sarcinA,
aEa
incit
intreruptoarele
S,
,
Sn uebuie comandare
ta inchidere
pe
tol
intervalul
i't,+l,iar
S.,
S,
pe
'
\
2,l
lT \
|
=,f
l,
chiar daci
ele nu
vor
Ii
tn conduclie
tor
timpul
pe
ace$e
intervale.
t', I
hactic
Pentru
a
evita conductia
"in
cross'
a
intreruptoarelor
din
acela5i
brat, trebuie
lisat
un
interval
de
timp
de
gardA
intre
comanda
la
inchidere
a
lui
S,
(respectiv
Sn)
5i
comanda Ia
deschidere a
lui S.
(respectiv
Sr).
ln realitate,
recePtorul altemativ
nu este perfecr
si
curentul
de
sarcini i,
se
abate de
la
forma sinusoidaltr,
a;a
cum
se
aratd
in
fig.
9. 13.
Se
observA
cA
succesiunea
in
comutatie
a componentelor
a
rtrmas
aceea5i
ca
in
fig.9.12.
300
30r
Invertoare
de
tensiutre
cu
i*r
I
tKa
in
conduclie
u1
D4
s1
sd
Kr;K4
lDzl
s'
Dr
s3
l
K2;K3
Fig.
9.f2 Formc
de
undl
ale
invertonrlui
monofazat
de tensiunc
functionind
cu sarcinl
inductivlq
comandtr
simericl
cu
undtr
plinl
7/23/2019 invertoare 1
http://slidepdf.com/reader/full/invertoare-1 12/21
9
NVERTOARE
CU COMUTATTE
COMANDATA
u
+U
0
_tl
intrarea in conduclie
prin comandi
a
lui S,.
c)
Concluzii
Din
snrdiul formelor de undi
prezentate
concluzii:
t
lD
1,
^
2
in
conduclie
o
t'
'so
o,
st
'g
K:
,
Kl
Ku,
Ks
Fig.
9.13 Forme
de undi
penu-u
cazul
sarcinii RL
reale.
b)
F unclionarea
cu
sarcini capacitivd
Formele de
undi
pentnr
schema
din
fig-
9.
1l
in
cazul funclionArii cu
o
sarcind
Z,
capacitivA
sunt date
in fig.
9.14.
Curenrul
i,
este defazar
cu
unghiul
E
inaintea
tensiunii
ar.
La
momentul
r
=
0
,
Sr este
comandat la inchidere
qi
preia curentul
de
la
D".
La t=to curentul
devine
negativ,
deci S, se blocheazd in
mod
natural qi
D,
preia
conductia-
ea
fiind
parcursA
de curent p6ni la
r
=
a
*6"
intervine blocajul
ei
dererminat
de
in
fig.
9.12
fi
9.la
rezultA
urmltoarele
o
comutatia
curentului
de
la
K,
la
K,
se
face:
in
cazul
sarcinii
inductive
prin comanda
de
deschidere
(blocare)
a
lui K,
(ca
urmare
a
comenzii de deschidere
a lui S,
care
este
parcurs
de
un curent
pozitiv);
in
cazul
sarcinii
capacitive
prin
comanda de
inchidere
(amorsare,
intrare
in
conductie) a
lui
K"
(ca
urrnare
a comenzii
de inchidere
a lui
S",
cici K,
era
parcurs
de
un curent
negativ);
curentul i,
are
o
polaritate
la
comutatia
de
la
K,
(respectiv
Ko) la K,
(respectiv
Kr)
qi
polaritatea
iaversA la comutalia
de
la IQ
(respectiv
Kr)
la
K,
(respectiv
K4). Prin
urmare
va
fi
utilizati doar capabilitatea la
blocare sau
la amorsare a intreruptoarelor.
302
Fig.
303
K,
penru:
r
modul
de parcurgere
al
caracteristicii
statice
a
comutatorului
K,
in
cazul
in
care
sarcina
este
inductivA
este
dar
in
fig..9.15.a,
iar
cind
esre capacirivefn
fig.
9.
l5,b;
u.4
I
p
,g
Loaduaicre
*:
'
).
Dt.
Sr.
D,
-il-
K.;Kr
Fig.
9.14
Forme
de
undi
ale invcrtomlui
mon
ofazzt
de tenslune
func$ion6nd
cu
sarcinl
capacitivtr;
comandi
simetricA
cu
unda
pUni.
lt*t
A
ixt
9.15
Caracterisdca
statictr
curent-rensiune
a
comularorului
a)
sarcintr
inductiv{
b)
sarcini
caDacidri_
b)
7/23/2019 invertoare 1
http://slidepdf.com/reader/full/invertoare-1 13/21
. dace
sarcina
poate
fi
atit inductivi,
cAt
qi
capacitivA atunci
va
fi
utilizatd
atit
aptirudinea
comutatoarelor
de
a
fi
comandate
Ia
deschidere,
cdt
Ei
Ia inchidere.
Acelaqi
lucru
se
intimplA
qi
dacl
in
locul comenzii
cu undA
plina prezentattr
in
acest paragraf
se utilizeazi
comanda
cu
modulatie
in
durattr
a
impulsurilor
de comandi
(MID,
PWM).
9.2.3.2
Comanda
asimetricii cu
undtr
plinl
Comanda
asimetricA cu
undi
plina
apare
daci
se decaleazl, cu
un unghi
d
comanda
celor
doui
semipunti.
t r I
lndiferent
de
natura
sarcinii,
K,
este
inchis
in
intervalul
lO,;
I,
K.
in
intervalul
lr-l^
-^..^l-r
I [r:-:l
l;.,
l.
rn
tlmp
ce
K4
va
tr
rnctus
rn
ld.-+al
$r
Ki
h
l;*d,'f
+aj;
se
observa
in
L;
J L
)
J
L:
J
ng-
9
I
O cl inueruptoarele
care
apartin aceluiaqi brat
sunt comandare tot
in
contratimp-
0 d
Tn Tn+s
T
T+c
H
t_{
H
|-|
. F--.-{
Fig.9.16
Comanda
asimetrici
cu
undtr plinl
Corespunzitor
logicii de comandi prezentatl
in
fig.
9.16,
rensiunea
a, la bomele
sarcinii
va
fi:
Kl
K?
K3
&
(9.40)
Studiul
funciionarii cu
sarcini inductivi,
respectiv
capacitivi"
va
fi
ficut
ludnd in
considerare
ipo{ezele
9.a,9.b
Si
9.c.
a) Funclionarea ca sarcind
rezistiv-inductivd
Formele
de undi
Penrru
frnctionarea cu
sarcinl rezistiv-inductivi
sunt
date
in
frg.
9.17.
Pentru
fiecare
din comutatoare
sunt specificate componentele
aflate
in conduclie
la
un moment
dat-
Tensiunea
la bomele
sarcinii are
valoarea
efectivA:
fO
pentru
, e
(0,
a)
I..
l*U,
penlru
,
e(q.,7
/2)
,,
=
1
0
pentru
I e(T
/2,T
l2+
a\
fr,
penlru
r
e(T
l2+a,T)
[0
pentru
te(T,T+a)
304
(9.41)
9.2
Invertoare de
tensiune
cu ielire
dreptunghiulartr
iar
fundamentala
ei
are
valoarea efectivtr:
'Kl
i.i
;
..zJt
d
Un
=
U,;"ott
Valoarea efectivi
a armonicii
de rang
(2n +
l)
este:
0i
(9.12)
(e.43)
0l
'K3
i"l
I
Kr: K4
--_^-,
3
Fig. 9,17
lnvertorul
monofazatin
punte firnc$on6nd
cu sarcinl
rezistiv-inductivl
(E>
0);
comanda
asimeu-ici
cu
undtr
PLinL
305
7/23/2019 invertoare 1
http://slidepdf.com/reader/full/invertoare-1 14/21
e TNVERTOARE
CU COMUTATIE
COMAI{DATA
b)
Functionarea
cu sarcind
capacitivd
Formele
de
undtr
pentru
funclionarea
cu
sarcina
capacitivi
sunt
date
in hg'
9'18'
0
uKr
r
Tl '
cl
0r
"xs +
u.
I
I
Fig.
e.
1
8
Inveromr
-"::r;'.:
H:#ITLT
;;arcintr
capac
itiv
r
(
e
<
0
)
;
Relaliile
(9.41),
(9.42)
Si
(9-a3)
rtrm6n
valabile-
306
9.2
Invertoare
de tensiune ct
iegire
dreptungbiularl
c)
Concluzii
Relalia
(9-41)
arati
ctr
valoarea
efecdve a tensiunii
la ieqire
se poate
modifica
variind
decalajul
a inte
comenzile
celor douA
semipunli.
Referitor
la
schimbul
de
energie
intre
sursa continuA
li
sarcina
Z"
se
vede
cA apr
trei tipuri
de
intervale:
l.
Intervale
in
care
sarcina
este
alimentati
de
la
sursi
Ei
in aceasi
situalie curenrul
i.
este
pozitiv.
ln
aceste
intervale
sunt
in
conduqie
componentele
semiconductoare comandabile
S,,S.,
sau S",Sr.
2.
lntervale
de recuperare
a energiei,
in
care
sarcina
trimite
energie spre
sursa de tensir.rne
continui
qi
curentul
i.
este
negativ.
ln
aceste
intervale
sunt
in
conduclie
cite
douA
d.iode
D,,Do,
sau Dr,Dr.
3.
lntervale
de
desclrcare
in
care
sarcina
Z,
este
scurtcircuitatA.
Circuir.rl
sursei de tensiune
continui
este deschis qi
curentul i. absorbit
de
ea
este,zero.
ln
conduclie
se
vor
glsi
intotdeauna
o
diodi
qi
o
componenti
semiconductoare
comandabili,
adicA
D,
qi
S'
sau
D"
9i
So
(figura
9-17),
respectiv S,
5i
D' sau
S.
qi
D.
(fig.
9.lS).
ln
intervalele
de
descircare tensiunea
r"
la bornele
sarcinii
este
0;
durata
acestor inter ,ale
este
9.
0)
Fundamentala
tensiunii
la
iesire
se
scrie:
'r=0nsin1al-f,)
iar
curenrul
de
sarcini
presupus
sinusoidal:
^d
r_
=/-sln((r)r---@l
")
Daci
curentul
i,
rf,m6ne
mereu
pozitiv in
inren,alul
\",: =z),
atunci
nu
vor
exista
L
intervale
de recuperare
gi
pentru
acest
caz din
relalia
(9.45)
rezuhi
conditia:
d,a
--
<a<-
)1
(9.46)
(e.17)
coordonate g,
A
sunt
prezentate
regimurile
de
valoarea
defaza.yului
g.
307
(9.44)
(9,45)
DacA
curenrul
i, rlmdne
mereu negativ
in inrervalul
@,+=
z),
atunci nu
va
mai
exista
interval de alimentare
a sarcinii
qi
pentru
acest caz
din
relatia
(9-45)
rezultd conditia:
aa
7t--<Q<-7t+-
'))
Dacl a5a
cum
s-a
prezentat
in fig.
9. 17
qi
9- l8 curentul
i"
trece
prin
0
in
intervalul
T
(d,:=
zr), atunci exista
cele
3
tipuri
de intervale
qi
valorile
defazajului
g
pentru
acea$a
a
srtuatie
trebuie
si
se
afle
in
intervalele:
.d
d.
(-<@<tt--1,
'')
1'
In
fig.
9.19, in sistemul
de
fiurctionare
care
pot
apirea
in
funclie de
.dd-
sau
l-x+;.9.-;)
(9.48)
7/23/2019 invertoare 1
http://slidepdf.com/reader/full/invertoare-1 15/21
9
INVERTOARE CU
COMUTATIE
COMANDATA
-180'
-120'
-60'
0
60-
120'
180'
Fig.
9.19 Regimuri de hrnctionare
in
cazul comenzii
asimetricc cu undi
plinl
Apar
urmetoarele siruarii:
dG
-
zona I
cu
0<
g<-
sau
-;.E.0
+
apar succesiv intervale de alimentare
Ei
de
descfucare;
-
zona
2 cu E>0
Ei
recuperare
$1
oescarcare;
-
zona
3 cu
g>0
si o-9.g.n
+
sau
g<0
si
-lt<g<-"*+
+ apai
succesiv
intervale
de
descircare
5i
recuperare;
-
zon
4
cu
g<0
si
-"*:.g.-+
+
apar
recuperare
qi
dascircare.
Segmentele
din hg. 9.19
corespund:
AB la i,
-
0
Pentru
41f
=
a
BC la
i,
=
0
Pentru
or
=
tr
AD la
t,=0
pentru
(N=n
DC Ia
1=0
pentru
cgt=d
Se
observtr
ce
natura
comutaliilor
care
trebuie
realizate
nu
mai depinde
numai
de
natura
sarcinii
(g>0
sau
g<
0)
ca in cazul
comenzii
simetrice,
ci
de unghiul de decatare
a
comenzii a.
Spre
exemplu,
a$a
cum
se
vede
in
fig.
9.17,
K,
conduce
curentul
i,
in inrervalul
(0,n),
interval
in
care acest
curent
se
inverseazA; i,
este
negativ
pentru
of
=0,
deci
in
conducgie
este
D,,
apoi S,
intrlin
conduclie
cdnd
i,
devine
pozitiv;
pentur=t=z,
Sr
a
trebuie
sA
intrenrpA
cuentul
i, pozitiv,
deci deschiderea trebuie
si fie
comandatS.
ad-:
<
g <
x- -- ::+
apar
succesiv
intervale
de
alimentare.
succesiv
intervale
de alimentare
308
309
9.2
Invertoare
de
tensiune
cu
ieqire
dreptunghiulartr
Dactr
curentrrl
i,
>
0
pentru
cdt
=
0
(fiS.
9.lS),
inchiderea
comanrlattr
a
lui S
stabile5te curentul
prin
sarcina
r,,
apoi acesta
cind
devine negativ
va
uece prin
dioda D,
care
se
va
bloca spontan
la
momentul
rol
=
z
e-ind
este
comandat la inchidere S..
Zonele
delimitate in
fig.
9.19
indicA
qi
narura
comutaliilor
care rrebuie
realizate.
Spre
exemplu,
trebuie
si
functioneze
cu
deschidere
cornandatir:
in
zona 1:
S, qi
S.:
in zona
2: S,
qi
S",
ca
Ei
S,
qi
So; in
zona
3: S.
qi
Sr;
in
zona
4:
nici
un
intreruptor.
ln realitate.
sarcina
altemativtr nu este
perfect1,
incat
curentul
i.
nu
va
fi
sinusoidal,
ci practic
va
fi
format
dh
segmene
de exponentiale,
aqa
cum
se aratA in fig.
9.20,
pentru
o
sarcini
RL.
Se
.rbsentr
ctr
succesiulea
in
comulatia comDonentelor
semiconductoere
a
rlmas
aceeaqi
ce
in fig. 9.17.
pentru
un acela5i
g >
0.
KIKlK
h
conductie
D1 Sl Dr S"
q
K1
I(1
Iq
ssqs4qs3
u
Fig.
9.20
Forme
de undl pentru cazul sarcinii
RL reale.
9.2.3.3
Invertoare monofazate in
punte
cu tiristoare
Utilizarea
tiristroarelor in cadrul
invertoarelor
presupune
posibilitatea
blocArii
lor la
momentele
cerute
de
principiul
de comandd.
Blocarea se face
cu circuire
auxiliare
special
concepute
penuu acesl scop
Si
se
nume$te
fonati-
Dupl modul
de stingere al tiristoarelor
invenoarele
pot
fi:
cu
stingere
independenti,
cand
circuitele
awiiliare
de
stingere
sunt
conectate
la
bomele
tiristoarelor
la
momentele
de
timp
dorite
prin
intermediul unor tiristoare
auxiliare, siu
cu
stmgere
autonomA,
cind circuitul auxiliar de
stingere
intrA
in actiune
pentru
blocarea
tiristorului
care a condus
in momentul
cind este amorsat tiristorul
care
va
prelua
conductia.
7/23/2019 invertoare 1
http://slidepdf.com/reader/full/invertoare-1 16/21
9
INVERTOARE CU
CO]\fUTATIE
COI\IANDATA
A. Schema
Bedford - Mc
Murral'
Schema esle
prezentatA
in fig.
9.21.
Comutatoarele K,
i
=
(l:4) sunt rePrezentate
de
perechile riristor-diodA antiparalel,
l.
D,. Invertorul
este
cu
stingere
autotromA. intrarea in
conduclie
a ririsrorului
dintr-un
brat
ducind la
blocarea
tiristorului din
acela5i
brat, care a
condus.
Circuitele
de
Singere sunt
formate
din inductanlele
qi
condensatoarele
L,,
C..
Bobinele
sunt
cu prize
mediane,
cele doutr
jumeteil
fiind
deci
cuplate
magnetic.
L,=L=4=L,=Ll2
Condensatoarele sunt de valoare
egali:
Cr=C.=C3-Co-C
Comanda
punrii
se
considerA simetrici. Tiristoarele
I
$i
Tr
(sau
diodele
D,
qi
Do)
sunt
in
conductie simultan,
incit
borna
A
va
avea un potential
pozitiv,
iar
borna
B unul
negatil,
(fie.
9.21).
Fig.
9.2I
Montajul
Bedford
-
lr{c Murral.
Dl;p"
o
semiperioadA
ti
T,
(sau
D" qi D.)
vor
prelua
conduclia
Ei
boma
A
va
avea
potentialul
ne,qativ.
De
aceea,
tensiunea la
bornele sarcinii
esre
dreptunghiularA.
de
amplitudine
U.
(fig.9.22).
S-au
notal
cu
lcrr,o
$i
a"r-, impulsurile
de
comanda pe
Poafla
tiristoarelor.
in
timpul
perioadei
de
conducrie
a
lui
5i f..
avem:
t.=\=Is=14
(9.49)
(e.50)
U,
=
Ri,
Y
I
I
I
I
I
2
L
-
dr.
+L-
dr
l6
I
3
Tl
L/2
L/2
I
2
I
r
J
)r
I
r
I
t
L-.-
I
I
Ir
t-
I
I
I'
lL
I
r/
'I
I
I
^|-_
:l
\n
+l-.'
'
-T-:fc2
I
I
,2
l"
)_
o")
c
Lo€
I
\
I
I
3r0
9.2
Iovertoare
de tensiune
cu
iegire
dreptunghiulari
Cu
condiria
i (0't=
-i"(TlT
(valabila
in
regim
permanenr),
solutia
este:
i,Q)
=
:-
+
Ae-'
'
,L
unoe:
?=
-.
(e.5
1)
(9.s2)
inlocuind
relatia
(9.40)
in condida
d,atl.
rezuhA:
,2U.1
A
=---
B
1'."-r':'
,,trr=31'-t'i;j
ciad
tensiunea
5i
cwentur
de
sarciai
au
aceraqi
semn
(u,i"
>
0),
cele
care
conduc
sunt
tiiistoarele
qi
c6nd
sunt
de
sens
contrar
(rr_i,
<
0). conduc
diodele.
I
i--l
r-l
r,.
de undtr
pentru
montajul
Bedford-lr{c.Murrav;
comanda
simeu_icL
31r
7/23/2019 invertoare 1
http://slidepdf.com/reader/full/invertoare-1 17/21
9 INvERTOARE
CU CONIUTATIE
CO}IANDATA
Chiar
dacir tirisrorul
I
incepe
st
conduca
in r.
(fig.
9.21).
semnalul pe poarra
sa
este
apliclr din t,.
c3nd
brarul
I
al
puntii
Eebuie
sA-$i
reia co:rductia.
intimpul
conductiei luilqi 7".u,,=1.,=0$i u,:=u,:=lJ,lT.cupolarirareadin
fig. 9.21-
ln
momentul
in
care
T
5i
I
primesc
semnalul pe poarttr,
curentii
lor
cresc
rapid
din cauza
curentilor
de
descArcare ai condensatoarelor.
.{ce5ti
curenti
uec
5i
prin
L.
Si
L
producind
tensiuni
induse in
inducranrele
cuplate
L,
5i
1...{ceste
tensiuni
au
ca
efec
blocarea
lui
I
qi
t-
Pi
durata
conductiei
lui
T.
qi
Tr. condensatoarele
C,
5i
C"
se
vor
inctrrca penrru
a
fi
gata s11
p.]rticipe
la
blocarea
tiristoarelor
I ll I
Acesre
riristoare
(l
Si
)
nu
permit
treccrea
curenrului
chiar din
momentul r..
deoarece
este
neg3ti\,.
Energia
acumulatt
in inducrantele
L
Si
l,
derermiri
deschiderea
lui D.
5i
D..
Ci,rd
curenrul
se
anuleazli.
in
r.,
diodele se blocheazd
qi
curentul
circull pint
la sfir5itul
semiperioeCei.
prin T.
qi
l.
B.
Schema
\'Ic
llurrar
Schema este
prezenlata
in fig.
9.33. Comutatoarele
K, sunr tormare
din
perechile
tir-istor,
diodA
antiparalel
.D,.
Invertorul
esre
cu
stingere
qdqpgl{-e$3,
blocarea
unui
tirisor
T' iici-ndu-se
pnn
conectarea circuirului
auxiliar de
stingere LC la bomele
Iui.
prin
inuarea
Li
conduciie a liristorului au*iiiat .-or.tpona.nt.
"
Comanaa-s-i considerat
simetricA-
dar s-au
prevrzut
inten,ale de
gardA
(pauzl)
-4r
inre
comenzile
perech.ilor
de
tiristo3re
pentni
a
se evita conductia
"in
cross"
(fi-e.
9.J3r.
in
fig.
9.13
rnei sunr prezenrare:
succesiunea
semnalelor
de
poartd
io
ale
tiristorrelor principale
qi
auxiliare, ca
gi
curenrul i.
prin
sarcini
qi
tensiunea u,
la bomele
acesteia.
Functionarea
ootimi
a schemei
depinde de procesul
de comutatie.
Fig.
9.2a
prezixt,
succesiunea
etapelor
in
timpul
comutaliei.
Se
va
studia doar
comutalia in
semipuntea
I,D,- .D.,
in
cealalti
semipunte ea
fiind
la fel.
Durara comurariei
(150...250ps)
este
mult mai mictr decdt
perioada tensiunii de
ieqire a"(5...20ms)
incit
se
poare
considera
curentul
de
sarcinA
constant
in timpul
comutatiei.
Fig.
9 25
arata
variatia
cdtorva
mArimi
implicare in procesul
de comutatie,
considerind
intervalul
(1,...ru
)
dil"tat-
Se
vor
snrd;a fenomenele din fiecare
interval
de
timp.
Se
presupune
ca
la momenrul
to tiristorul
I
pierde
semnalul de
comandA
gi
tiristorul
auxiliar
l.
este
amorsat,
condensatorul
fiind
inctrcat
cu
polaritatea
indicatl
in
fig.9.24,a.
lnprimulinterval
detimp, te(to,tr) curentul
decomura$eseinchideprincircuirul
T,-
L-
C-I.
(fi9.9.24,b).
Curentul
i'
scade la
zero.
Avem:
i.
+
i-t
=
I,
$i:
ir,,
=
1
,
de
unde:
di.
_
_
dirr
dr d/
ln
cel de-al
doilea
interval,
t
e
(r,,1.)
curentul
de comutatie
se
inchide prin
circuirul
Dt-
L-
C
-
I"
(fiC.
9.14.c).
312
ll
-1
9.2
Invertoare de
tensiune
cu iesire
dreptunghiulsri
Dioda
are
roL
de
diodA
de
conrutalie
gi
conduce
un
iurent care reprezintd
dilerenta
dinue
curentul
de cornurarie
Ii
r:urentui de s:rrci-ni;
.i\'{jm: i-
=
i,',
-
I.
Acesl
inten,al
de rimp asigurA
blocajul
in invcrs
ai
tiristorulur
T.
d.rtoriti
tensrunii
la
bomele diodei.
Chiar daci
aceasrd
tensiune
esre
consta.nte
(1,6...1V),
dtti fiind
inductarta de
scAplri
ce existA
in circuirul
diociei,
tensiunea
la
bomele
tidstorului
va
vrria
dupi.'um
se
aratA in
irg.
9.25.
Tinrpul
r, r,a trebui
sd
lie comparat
cu
timf'ul
de dezamorsare
l. al
tiristorului.
ln
relatia (9.73)
rimpul
t.
trebuie
si
fic
niajorat
de
1.5...1ori.
deoarece in
crl.rltr.{ t,
este indicat
pentru
o
tenslune
mll
m:fe.
ic:.1
te^1.
I
u-
Fig. 9.23 l\tontejui
ir4c
Murral.
1i
c;itera f('rme dc'-ndl
9.2 lnrertoare
de
tensiune
cu
iegire
dreptunghiulari
7/23/2019 invertoare 1
http://slidepdf.com/reader/full/invertoare-1 18/21
9
INVERTOARE
CU COMUTATIE
COMANDATA
,'"
u.L
nl
Tn,
1I,
I
,L
ADr
tl
T..
Drr
I
I
r.tr'
I
T-?
I
r)r<ro:@iilDda
b)r
o<r<tl
f) > :si&aEda
f'
Y'{
c)t
r'::'
It
.r.
"t
Io,
Dj
e:i-
LC
fT,
I
.
-:>-
'7-
"
T-I
D.
n.r
t'
d)t
t<r<ia
,i
r lt'.
]L
jr,
o.I
I
u.
Fig.9.21
Succestunea
erapelor
comutatiei
intre
\
5i
T'Tt
pentru
montajul
Mc
lr{urra1"
Ecuatia
ci-rcuirului
de comutatie
evidentiata
in
fig'
9-24'b
sau
c'
considerand
R
re7-istenla
intrinsecd
a
acesfui
circuit'
este:
Ri
-15*'
li..tr+y.
1Q1=U,
'
At aJ
"o
cu umr;itoarele
conditii
initiale:
i.
t0) =
/,:
ir.
(0)
=
-L:-.-
ln
relatia
de
mai
sus u,
este
tensiunea
la
bomele
circuitului
de
comutalie'
t. este
curenrulprirrcondensatorulC,iara.tensiunealabornelelui.S.aluatcaorigirreatimpului
t,..
Aplicind
transfonnata
Laplace'
se
obtine:
/q
iii
:lr
-l
lr'. 'tl
-:l
I
Di
'"
o.rF
t'
ll4
(9.5q
t
5If,
rg
5qi
de
unde
cu
notatia:
r
r.
I
Lt'L,,,
Pl
trr
rl(p*o)r*or
|
(r-6)r+o:
L'' J
: orr
=rol-6r
Rrl
:L
''
LC
(e
55)
(e.56)
Transformata
inrersi este
i,e\
=
L:. J e.-6,sin,or
+
/,9qe-6r
sin(g
- o/)
cotgq
=
6/co
=+
sin
g
=
q/o,,
Deoarece
.R
este foarte
mica.
ecuatia
(9.56)
se
poate pune
sub
forma
i,ttl
=
;6'lr
t
)l-u-.sinolr
*
/,.or,rlrl
L.'LJ
(e.s7)
dat
fiind
cd:
;
I
=
0
=
6
=
0
-
cotg
=
0=
g
=
jil2
-
sin(g-(,.)r)
=
coso:
I
-01
=o.,=afa,,=l
Dacd
se
nole2Ti
cu
g
facrorul
de
calitate
al
bobinei.
e
=
loLl R.
se
poate
scrie:
s=3=iL
2L
2Q
gi
curentul
prin
condensator
va
avea
expresia:
--/.,1
l,,rt,
-i
r,
(r
)
=
e
/
-'-'; 'a
,-
"'
sinor
-
/, cosro/
'
L
(oL
(9._5
8)
Expresia
pentru
a.. se
deduce
u5or:
lf
u.(tl=A+-lidr
aro
9i.
cu
(9.-s8).
fEcdnd
5
=
0, dupd
ce
s-a
rezolvat
integrala
gi
s-a determinar
constanta
A
cu
ajutorul
condiriei
initiale
u..(0)
=
-L,,,,
.
se
obrine:
u,(r\
--
L',1
+
c
/zQft,.i
Lsinli,t
-
1L
a
+
L,,,,
)cosor]
7/23/2019 invertoare 1
http://slidepdf.com/reader/full/invertoare-1 19/21
de
unde
(O=
I0
9
INVERTOARE
CLI
COMU'IATIE
CONTA\DATi
D:u in
inrervalul
1ro.rr)
pe
durara comutariei
Ul=0V, circuirll
neavind
o
te;isiu:id
r:\terioare
aplicattr
la
bome-
Cunr
curenrul
inirial
:1
"-oncicnsrrorului
este
nul,
relatiiie r9.58)
qi (9.-59)
pentru
intervalul
(r^.r.)
se
ua,rsformA
ih:
i,(r'1
=
g''
:o
:s-sin
ar
gi,.(r)
=
-6r-^.'',i.o.,r,
AL
se cieduce valoarea
rnaximA a
lui
l.:
i-
=
i
,
- =Lt-r-non
,,-r,..:
r,t
in
mod uzual) avem.
cu
o
precizie
acceptabrlA:
,.
';
'
aL
-"\r
ln
momentul
l
=
r:
dioda
D,
se
blocheazi
<re.arece
cwentur
.are
o
parcurge
se
anuleazi- Tensiu.rea
l.
$i
cure:rtul
i. in
acest
moment
su;jt:
-4t3.
u,
=
U,t
=
-
Li."e
ra
cos
{rrr,
I i
-orl
1.=f
=:.
e
.':osinol.
OL
\lerimul
lui
i"
corespunde
rrecerii
prlr
zero a
lui
rr.:
cosrJt
esie
nesrti\
si
//_
este
pozitir
ireletia
9.52).
Dau
fii;rd
schimbarea
polaritarii Iui
rr
.
D^
irr_rl
in
,:onijucrre.
La momenrul
r,.
curentui prin
dioda
D, devine
nul.
de;i
i,(.r.t=1,
$r
se
rjesclide
D.. ln
inten'alul
r
e
(rr,t.),
curentul
de
comutalie
se scurge pnn
I"
-
L-c, deoarece
nu-qi
poate
schimba
brusc
sensul.
Dioda
D"
joaci
rol
de
ciiorji rie
regirn
iiber
5i
curenrul
prin
ea
este:
to"=1,-i.
'
ln momenrul
/5,
curentul
in
condensator
devine
nul
5i
curenrul
de
sarcinl
ya
rece
Pfu
D:,pinr
la
recerea
sa
nanrale
prin
zero,
moment
ce
depinde
de factorul
de
putere
caracteristic
al
sarcleii.
La sfiriitul
comutaliei, condensatorul
incircat
cu
o
polaritare
opusa.
de
eceeaqi
valoare
[i-
(fig.
9.24.e
gi
f),
ere
gata
penrru
o
nouA comurarie
intre
T,
5i
I.
ln
ilrten'alul
(r'rr)
se
asigurl
o
incircare
suplimentara
\U,=L,,"_t/.,,
penrru
comPensarea
pierderilor
de tensiune
in
circuitul
de
comutatie.
Condensarorul
Drimeste
aceasta
energie direct
la
sursa de tensiune
U..
Se
observi
ctr,
dactr
la
momentul
/j.
curentul
de
sarcinl este
foane
mic
sau nul.
aceasta
incarcare
suplimentare
este
imposibil
de realizar:
dupd
cireva
comurarii
rensiunea
t.
devine
eut
de
mica
in"it
ea ru
mai
poate
determina
un
cureni
de cornutatre
cu
yalnarea
necesari.
Evitarea
acestui
impediment
se
face prin
rsigurarea
unei
telsiuni
de sarcinA
conslantl
i/.,,.
dupl
fiecare comutatie;
in acest
scop
tiristoarele
auxilrrre
prinresc
<jouA
semnrle
dc
;rmorsarc,
seprrate
printr-un
inren:rl
trl
6rg.
r.r.l3).
(9.60)
;i
cum:
r
<<
1Q,
(e.61)
(e.62)
(e
63)
.116
9.2
Invertoare
de
tensiune
cu
ieqire dreptunghiularl
Al
doilea semnal
este
sincron
cu
semnalul
pentru celtrlalt
tiristor principal
al
semipunrii
care trebuie
si
preia
conductia.
Pentru
a nu
impiedice
blocarea
primului
tirisror
principal.
lt
trebuie
sa
indeplineascA
conditia:
I,
-
t.
<
i,
<
/.
-
I",-
Condensatorul
se
incarcir
in
douA etape:
-
prin
traseul
t"
-
l-
C
-sarcine
pdna
la
momentul
,5:
-
prin rra-seul
l.
-L-C-
Tl in intervalul
(I5, t6).
i
uT1
U
cl
+r
Fig. 9.25
Formele
de undd
penru
montajul
Mc
Murral'.
Pentru circuitul T,
-l-C-sarcinA,
ecuatia
diferentiall
este aceea5i relalie
(9.53).
dar cu
oriql.rea
timpului
in I. deci
cu alte
condilii initiale:
i.t0)=i.(rr')=1.;
u.(0)=u
(t)=L,, qi
finale:
r-(rr)=0; u"(r,)=U...
Tensiunea
U.
are
o
valoare
importanti
(hg-
9.1a,d):
L .
=
Lt
317
-U
ttA
amorseazi Ti"
0
lDl
9
INVERTOARE
CU
CO:IIUTATIE
COI\{ANDATA
Inrertoare
de tensiune
cu iesire
7/23/2019 invertoare 1
http://slidepdf.com/reader/full/invertoare-1 20/21
Solulia ecuatiei
devine:
-r,,
ftt
-ri
I
i-(t
l
=
e
-/:ol
tt'
-
t
"
"inax
+
/,
cosalr
I
I@L
J
5i
mai
departe:
_@r/
-
u,
(
t)
=
tJ
d'
r-
-
l'=n
U,,
L,in
tor
-
\
IJ
o-
u.,
)
cos cori
Ialocuind
in
aceste
expresii
condi$ile
finale'
penrru
momentul
rt
rezulti:
f
rt -rt
1
-a<t
o
=
|
ua
--ua
,in
olr,
+
/,
cos
a:r.
le
"a
l@L
I
(9.64)
(9.6s)
(9.66)
(9.67)
st-
de
unde:
adicA:
U,r-Ltr=
I,aLcotats
u,,
=
u
o
*
r-''t'i,
fr,L
rsin
rrr4
-
(
LI,
-
L'.,
)
cos orr
]
Aceasttr
ultimA
ecuatie
se
transformtr
mai
departe
cu
(9'66):
t-l
,"
=
L
,
*
,-''t
to
I
,rLLrin
cdr,
+ cottDt.
.o.
cor,
]
u,.
=
('',,
-
I,a
L
cotat,
*
.--''l
to
I,'LL
-
ats,'
ll
-li.
e
':Q-coso)r.
"c.
".1
;r:
I,toL
sln
0if{
Acela5i
rapon
se
poate
deduce
din ecuatiile
(9.62)
Si
(9.63).
n
hnal.
se
obrine:
-@11,/ 'at5,,'
l+e
i'1ecosiotr_
e
/:Q-cos0)t,
(9.68)
e
::Q
sin
(rlr,
sm
ot5
Relatia
obtinutA
mai
sus
ne
permite
sa
tasam
variatia:
at,
=
f,\otr)
318
(9.6e)
7
t
IY I
,i:/,
:
u*
/
I
I
-LL
T
i\,/
)
ej:
r
rr
-';
rn
/
x.
K
I
\
I
I
j
I
I
I
\
\
no
0.8
0,7
0,6
0,5
0.4
0,1
0,2
0,1
0.7
0.i5
0.8
0.65
0.9
0,95
I.O
Fig.
9.26
Curbele
urilizae
penu-u
optrmizarea
functronari.i
invenc,rului
Mc
Murrar,
Din relatia
(9.63),
se poate
deduce
in
acela5i
tr-mp:
#
=.-'",nrir.,
ct:t,=
f-(ut.)
rar
dir
relariite (9.63),
(9.67)
fi
(9.6g):
/,.--
=
i
cosa)rb,
-319
ol-
(e.70)
L
=
"-',"oJ.os
a-lr. +
sin
a)r.cota;r.l
=
fr(utr)
(9.7
l
)
variatia
celorrrei
funcrii
,r,,.f:
$i
.f,
reprezentate
in
fig.
9.26. permire
dererminarea
Posibilitatii de
supraincircare
a
condensatoruiui
in
funcrie de momentul
de
aplicare
al
sernnalului
de
poarta
tiristorului
care
intri
in
conduclie
qi
de
vatoarea
sarcinii
inductive-
Pentru
optimizarea
circuitului
LC, trebuie
sa
se thA
cont
de
valoarea
scazura
a
rezistentei
qi
de
comutatia
care
trebuie
sd
se produca
gi
la
r.aloarea
ma:iima
a
curentului
de
sarcinA
1,
notate
/,--.
Fie
x=
;
ln conformitate
cu
fig.
;.;
,.
poare
scrie:
7/23/2019 invertoare 1
http://slidepdf.com/reader/full/invertoare-1 21/21
9 INVERTOARE
CU COMUTATIE
COMANDATA
sau:
I
alr,
=
arccos-
=
g(x)
(9.72)
cu /r
definit pe
fig.
9.27
.
fuadar,
o
conditie necesari
pentru
o funclionare
corecrA
esre:
,,
=
1^.."or1
=,frc*r"or ,
,"
@xx
Energia
maxime acumulati
in
condensator trebuie
sA
I I:
inductanri:
y '-
=LU
'"
=
"t "
.
Cu
relatia
(9.61).
se
deduce
imediat:
22
SC
t{'
Dar:
Fig.9.27
Curba
i.(r).
It
It^
t
th
lLL
-
@ arc cos
l//-r
(9.73)
poatA
transfera
in
-"lTci,u.,.
2
(e.74)
rq
75)
gi
in
frnal: w,
=
---:t
-
xl
,.^uU,o
sau.
in
mirimi
raporr.are:
'
2
arccosl;x
W"lx
_
=h(x)
U,ol
,.-ut,
2
arccosl/
x
Din
diagrama
Prczent|
in fig.
9.28,
rezulti
ci
energia
17.
cheltuiti
in
procesul
de
comutatieesteminimtrpenlruro=l,5,cind
h(x")=g,ggt
g(x.)=0,84
li
U". lUr=3,1.
Pentnl
o
valoare
oarecare
a
lui ir,
se
pot
calcula valorile
corespunzatoare
ale lui
L
qi
C,
utiliz6nd
relaliile
precedenre:
o
din
(9.72)
$i
(9.73).
rezulti:
JTJ1
=
t'
,
8(r)
I
din
(9.61)
qi
definitia
lui
x
rezuhA:
E
='l'*
.
JL
U"^
320
9.2
Invertoare
de
tensiune
cu
iegire
dreptungbiulari
Din acest sistem,
se
deduce:
.I
I
=--l
8(-;r
t
u..
1 r li
L=--
"
rg(x)
/,.-*
(9
76i
(9.77)
ig.e.28 r'""1TnT;lj$1;""#:oprime
are ruir qi
c
I
r
ll
Pentu
x=ro=1,5,
avem:
C=l,8iiara
qi
t=0,87e
cu
(l*lUd-3,1.
Tensiunea
U-
nebuie sa fie suportati
o.
tirirtJr,rt principal
si
ulocauHairect.
ln
comparalie
cu
celalalti
schemi
prezentate,
invertorul
Mc
Murray
are
unele
avantaje.
Prin tiristoarele
principale
circulA doar curentul
de
sarcinA,
curenrul de
comutalie
circulA
prin
tiristoarele
auxiliare
qi
prin
diodele
de
regim
liber,
care
joacl
aici
qi
rolul de
diode
de
comutalie.
Randamenol
montajului
este mai ridicat,
dara
fiind
absenp
unui
curent
de
circulatie
dupA
comutalie care
si
determine
o disipare
de
energie
prin
efect Joule
in
elementele
circuitului.
Acest
fapt
permite lucrul
Ei
la
frecvenle
mai
ridicate
(pine
la
5
kHz).
Capacitatea
de
comuatie
este independentA de
curentul de
sarcine, deoarece condensatorul
de comulatie
se
incarcA
suplimentar.
321