plotËsime nË elektronikËn e fuqisË01 teknika pwm bi polare që përdoret për komutimin e...

ELEKTRONIKA E FUQISË II

KONVERTORËVE STATIKË TË RRYMËS ALTERNATIVE ME KOMUTIM TË DETYRUAR

(FORCUAR) INVERTORËT MONOFAZË

Dr.ing. Thomaq KOBLARA

LEKSIONI VIII

8.1.1 KLASIFIKIMI I KONVERTORËVE TA - TA

Shndërruesit statikë të cilët realizojnë konvertimin e tensionit të alternativ në tension alternativ

Skema e plotë e thjeshtuar e konvertorit statik i cili realizon shndërrimin e tensionit alternativ me parametra konstantë në tension alternativ me parametra variabël

Klasifikimi i pjesëve përbërëse të konvertorit

Konvertori që shndërron tensionin alternativ në tension të vazhduar (radrizatori) Konvertori I

Qarku i ndërmjetëm (filtri i ndërmjetëm)

Konvertori që shndërron tensionin e vazhduar në tension alternativ me parametra variabël

INVERTORI Konvertori II

Qarku i kontrollit (modulet elektronike të kontrollit të konvertorit)


Klasifikimi i konvertorëve statike

Në funksion të konvertorit të parë ( TA – TV)

Shndërrues statik me elementë elektronikë të komanduar (tiristorë, transistorë)

Shndërrues statik me elementë elektronikë të pa komanduar (dioda)

Në funksion të qarkut të ndërmjetëm

Qarku i ndërmjetëm sillet si burim tensioni (VSI – voltage source inverter)

Qarku i ndërmjetëm sillet si burim rryme (CSI – current source inverter)

Qarku i ndërmjetëm konvertor statik (rregullator rryme ose tensioni)

Në funksion të konvertorit të dytë (TV – TA)

Komandimi i elementët elektronikë të konvertorit realizohet nëpërmjet metodës PAM

• KS I – i kontrolluar, QN – burim tensioni, KS II – komandë PWM

• KS I – i pa kontrolluar QN – konvertor statik KS II – komandë PWM

Komandimi i elementët elektronikë të konvertorit realizohet nëpërmjet metodës PWM

• KS I – i pa kontrolluar QN – burim tensioni KS II – komandë PWM


Klasifikimi i konvertorëve statike

Skema elektronike e qarkut të ndërmjetëm kur

sillet si burim tensioni

Skema elektronike e qarkut të ndërmjetëm

kur sillet si burim rryme

Skema elektronike e qarkut të ndërmjetëm me

konvertor statik

Grafiku i formës së valës së tensionit në hyrje dhe në dalje të filtrit në rast se radrizatori është i

ndërtuar nga elementë elektronikë të kontrolluar

Grafiku i formës së valës së tensionit në hyrje dhe në dalje të filtrit në rast se radrizatori është i

ndërtuar nga elementë elektronikë të pa kontrolluar

8.1.3 KLASIFIKIMI I KONVERTORËVE TV – TA (INVERTORËT)

Teknikat e komandimit të konvertorit II

MODULIMI NË AMPLITUDË I IMPULSIT - PAM (Pulse Amplitude Modulation)

Kontrolli i frekuencës në mënyrë të drejt për drejtë.

Kontrolli i frekuencës me ndihmën e qarkut të ndërmjetëm

MODULIMI NË GJËRËSI I IMPULSIT - PWM (Pulse Width Modulation)

Sinjali PWM sinusoidal.

Sinjali PWM sinkron

Sinjali PWM asinkron

SFAFM (SFAFM – stator flow-oriented asynchronous vector modulation)

60 DEGREE AVM (AVM – asynchronous vector modulation)

8.2.1 INVERTORËT MONOFAZË (KONVERTORËT TV - TA)

Regjimi i punës së invertorit monofazë

Skema e konvertorit monofazë transformator dhe pikë mesi i cili shndërron tensionin (rrymën) e

vazhduar në tension (rrymë) alternative Konvertori Wagner i modifikuar

Grafiku i formave të valës së tensionit dhe rrymës në dalje të konvertorit si dhe shtrirja e zonës së punës

Skema e thjeshtuar e konvertorit

1 – kuadrati i parë (inverter) 2 – kuadrati i dytë (radrizator) 3 – kuadrati i tretë (inverter) 4 – kuadrati i katërt (radrizator)

Skema e thjeshtuar e njërës prej degëve të konvertorit monofazë me pikë mesi i cili

shndërron tensionin (rrymën) e vazhduar në tension (rrymë) alternative


Teknika e modulimit në amplitudë dhe në gjerësi e impulsit (PAM dhe PWM)

Modulimi në amplitudë

tre

kontrolla

V

Vm

ˆ

ˆ

Modulimi në frekuencë

1f

fm Sf

Tensioni në dalje të konvertorit

2ˆ0

I

tre

kontrollA

V

V

vV


Principi i teknikës PWM për komutimin e konvertorit TV-TA

Logjika e funksionimit të teknikës PWM


Principi i teknikës PWM për komutimin e konvertorit TV-TA

Grafiku i formës së valës së teknikës PWM sinusoidale

2

11 f

Frekuenca në dalje të konvertorit

Tensioni në dalje të konvertorit

trekon

konkon

VV

tVv

ˆˆ

sinˆ 1

Formula e përcaktimit të formës së valës në dalje të konvertorit

2sin

2sin

ˆ 1010I

aAI

tre

kontrollA

VtmV

Vt

V

vV 0.1am


Principi i teknikës PWM për komutimin e konvertorit TV-TA bazuar në spektrin e harmonikave

Spektri i harmonikave të tensionit në dalje të konvertorit

Formula e llogaritjes së harmonikave në dalje të konvertorit

1fkjmf fh

Formula e llogaritjes së rendit të harmonikave në dalje të konvertorit

kmjh f


Zonat e punës së teknikës PAM

Grafiku i tensionit të raportuar në dalje të konvertorit në funksion të modulimit në

amplitudë

Zona 1 - zona lineare e punës Zona 2 - zona e mbi modulimit Zona 3 - zona e formës së valës katrore


Principi i teknikës PWM në zonën e valës katrore për komutimin e konvertorit TV-TA

Grafiku i tensionit në dalje të konvertorit kur modulimi në amplitudë punon në zonën e valës katrore

Grafiku i spektrit të harmonikave të tensionit në dalje të konvertorit

Llogaritjea së tensionit në dalje të konvertorit Llogaritja e ampitudës së tensionit për harmonikat

2273.1ˆ

2

4ˆ1010

IA

IA

VV

VV

h

VV

A

hA10

0

ˆˆ

8.3.1 KONVERTORËT E TENSIONIT ALTERNATIV (TV - TA)

Konvertorët e tensionit alternativ (TV - TA) monofazë

Skema elektronike e invertorit monofazë gjysmë urë


Konvertorët e tensionit alternativ (TV - TA) monofazë

Skema elektronike e invertorit monofazë me urë të plotë

Tensioni në dalje të invertorit monofazë

)()(

2

2

00

0.

0.

tvtv

VvT

VvT

AB

IBONB

IAONA

Diferenca e potencialit në pikën zero

)(2)()()( 0000 tvtvtvtv ABA


Teknika PWM bipolare

kontrollv trekendorv

Sf

1

01v

Teknika PWM bi polare që përdoret për komutimin e elementëve elektronikë të invertorit monofazë

Tensioni në dalje në funksion të zonës së modulimit

Iao VmV 1ˆ

0.1am

IoI VVV

4ˆ1

0.1am


Roli i filtrave në cilësinë e formës së valës së tensionit në dalje të invertorit

Skema e plotë e invertorit monofazë me filtra në hyrje dhe në dalje

Tensioni në dalje të invertorit Rryma në dalje të invertorit

tvvo 101 sin2 tIi 100 sin2

Fuqia në hyrje të invertorit.

tV

IV

V

IVititviV

II

III 10000*

00

* 2coscos)()(


Roli i filtrave në cilësinë e formës së valës së tensionit në dalje të invertorit Tensioni në dalje të invertorit

(tension i filtruar)

Ii

0i

2IiKëndi i fazës Grafiku i formave të valës së tensionit në dalje, formës së valës së

rrymës në hyrje dhe në dalje si dhe forma e valës së rrymës në filtër

Rryma në hyrje të invertorit Ku Dhe

2

*

III IIi

cos00

I

IV

IVI

tV

IVI

I

I 100

2 2cos

0I


Teknika PWM mono polare

Teknika PWM mono polare për komutimin e elementëve elektronikë të invertorit monofazë

ANv

BNv

0v IV

IV

01v

IV

IV

kontrollv trekendorv

trekontrol

ANA

trekontrol

IANA

vv

vONT

vv

VvONT

0

trekontrol

BNB

trekontrol

IBNB

vv

vONT

vv

VvONT

0

Logjika e komutimit të elementëve të këmbës së parë

Logjika e komutimit të elementëve të këmbës së dytë


Teknika PWM mono polare

0,0,0,

0,,,

,,0,

,0,,

0

0

0

0

vvvTT

vVvVvTT

VvVvvTT

VvvVvTT

BNANONBA

IBNIANONBA

IIBNANONBA

IBNIANONBA

Tabela e komutimit të elementeve elektronikë e përftuar nga tensionet e dy degëve të konvertorit


Teknika PWM në zonën e valës katrore

Grafiku i formës së valës së tensionit në çdo këmbë të konvertorit si dhe forma e valës së

tensionit në dalje të konvertorit

Përcaktimi i këndit beta

2

1900

Formula e llogaritjes së harmonikës kryesore

dhvVh

2

2

00 cos2ˆ

Duke zëvendësuar rezulton:

hh

V

dhvV

h

h

sin4ˆ

cos2ˆ

0

00

8.3.5 INVERTORËT MONOFAZË (KONVERTORËT TV - TA))

Teknika PWM në zonën e valës katrore

Grafiku i nivelit të harmonikave në funksion të këndit të ndërtimit të valës katrore (këndi alfa)

Grafiku i formës së valës së rrymës në qarkun e ndërmjetëm në funksion të rrymës së daljes së

konvertorit


Oshilimet e tensionit në dalje të invertorit monofazë

Skema e thjeshtuar e qarkut të invertorit monofazë si dhe ngarkesës (makinë asinkrone monofazë)

Skema ekuivalente e llogaritjes së tensionit fundamental

Skema ekuivalente e llogaritjes së tensionit të oshilimit

Formula e llogaritjes së tensioni në dalje të invertorit

oshilvvv 010

Formula e llogaritjes së rrymës në dalje të invertorit

oshiliii 010

Tensioni elektromotor

tEte 100 sin2)(


Oshilimet e tensionit në dalje të invertorit monofazë

Diagrami fazoriale e tensionit dhe rrymës në dalje të invertorit

Tensioni fundamental në dalje të invertorit

1001 LVEV

Formula e llogaritjes së oshilimeve të tensionit

010)( vvtvoshil

Formula e llogaritjes së oshilimeve të rrymës

kdvL

tv

t

oshiloshil 0

)(1

)(

Formula e llogaritjes së përdorimit të elementëve të komanduar

TT IqV

IVPEL

max,001


Skemat elektronike të prodhimit të sinjali PWM - Modulatori Delta – Sigma

Skema elektronike e modulatorit Delta - Sigma

Tensioni në dalje të integratorit

tt

dttxtxdttty00

)(')(1

)(1

)(


Grafiku i formës së valës së tensionit në dalje të modulatorit si dhe forma e valës së tensionit në dalje të

konvertorit


0

0)('

)(

Vtx

Vtxtt

I

Në kushtet fillestare rezulton:

Në momentin e kohës t2 rezulton:

22

)(

)(

012

2

22

hI

h VVVttV

ty

tytt

Koha e komutimit për T1

mV

V

VV

Vt

ttt

h

I

hON

ON

1

1

00

12

Faktori i modulimit

0V

Vm I



Në momentin e kohës t3 rezulton: Atëherë rezulton se koha e bllokimit të transistorit T1 është

22

)(

,

023

3

32

hI

h VVVttV

ty

ttt

Perioda e komutimit të transistorit T1 Frekuenca e punës e modulatorit

mV

V

VV

Vt

ttt

h

I

hON

OFF

1

1

00

23

2

0 1

12

mV

VttT hOFFON

21 11

mfT

f hV

Vf

20

1

Kohët e komutimit të transistorit janë:

m

TtON

1

1

2

1

m

TtOFF

1

1

2

1


Skemat elektronike të prodhimit të sinjali PWM

Gjenerator PWM me rregullator linear për kontrollin e rrymës

Gjenerator PWM me rregullator jolinear (rregullatori me histerezi)

Gjenerator PWM me rregullator linear për kontrollin e rrymës dhe qark diskret bistabël


Invertorët monofazë me qark rezonant (kondensatori në paralel me ngarkesën)

Skema elektronike e invertorit qark rezonant

Grafikët e formave të valëve të rrymës dhe tensionit në dalje të konvertorit si dhe në elementët elektronikë

Tensioni tek elementët elektronikë

121

121

,

,2

tvvv

tvV

vv

CTT

CITT


Invertorët monofazë me qark rezonant (kondensatori në seri me ngarkesën)

Skema elektronike e invertorit me qark rezonant

Skema elektronike ekuivalente kur komuton transistori T1

Grafikët e formave të valëve të rrymës dhe tensionit në dalje të konvertorit si dhe në

elementët elektronikë Kur: 0


Invertorët monofazë me qark rezonant

Skema elektronike e invertorit monofazë me urë të plotë dhe qark rezonant paralel

Këndi i komutimit të elementëve elektronikë në regjimin me rrymë të ndërprerë 22

010

2

2

TDT

Ku:

22 SS

LL

R

22

010 CLL S

2

101


Invertorët monofazë me qark rezonant

Skema elektronike e invertorit rezonant Klasa E

Grafikët e formave të valëve të rrymës dhe tensionit në dalje të konvertorit si dhe në

elementët elektronikë


Invertorët monofazë me qark pseudo – rezonant

Skema elektronike e invertorit monofazë gjysmë urë me qark pseudo - rezonant


Invertorët monofazë me qark pseudo – rezonant

Grafikët e formave të valëve të rrymës dhe tensionit në dalje të konvertorit si dhe intervalet e kohës së komutimit të elementëve elektronikë . PWM në zonën e valës katrore


Invertorët monofazë me qark rezonant me komutim në tension zero (ZVS - converter)

Skema elektronike e invertorit rezonant me komutim në tension zero

Grafikët e formave të valëve të rrymës dhe tensionit në dalje të konvertorit

plotËsime nË elektronikËn e fuqisË01 teknika pwm bi polare që përdoret për komutimin e...

Documents