Electronică de putere

1. CARACTERISTICILE FUNCŢIONALE ALE REDRESORULUI MONOFAZAT CU NUL LA ALIMENTAREA SARCINILOR REZISTIVE ŞI REZISTIV - INDUCTIVE

1.1. CONSIDERAŢII TEORETICE

a).

Redresorul monofazat cu nul este un convertor cu comutaţie naturală, alcătuit dintr-un transformator monofazat cu priza mediană (în cazul lucrării de laborator un autotransformator), şi din două tiristoare care au anozii conectaţi la capetele înfăşurării secundare a transformatorului de alimentare. Catozii celor două tiristoare, conectaţi în comun, materializează borna de ieşire pozitivă “P” a convertorului, borna de ieşire negativă “N” fiind chiar priza mediană a transformatorului. Schema electrică de principiu a redresorului studiat este prezentată în figura 1.1.

În prezentarea teoretică se neglijează pierderile în înfăşurările transformatorului, iar tiristoarele sunt considerate întrerupătoare ideale. Funcţionarea redresorului este puternic influenţată de tipul sarcinii. Se vor studia trei cazuri posibile.

1.1.1. Cazul sarcinii pur rezistive ( LB=0 ).

În acest caz, tensiunea redresată ud la bornele sarcinii va fi:

unde:

b).

Figura 1.1. Schema electrică de principiu a redresorului monofazat cu nul alimentând o sarcină pasivă R-L, (a); schema echivalentă a circuitului din secundar (b), unde Rd=RB+R, Ld=LB

Esenţa fenomenului constă în faptul că la momentele t=k, kN, tensiunea sinusoidală de alimentare a convertorului se anulează, determinînd ud =0, iar curentul de sarcină id=ud/R fiind în fază cu tensiunea, se va anula şi ea, determinând deci stingerea naturală a tiristoarelor la fiecare trecere prin zero a tensiunii de alimentare.

Figura 1. 2. Forme de undă caracteristice redresorului monofazat cu nul debitând pe o sarcină pur rezistivă, pentru =450

Convertorul funcţionează în regim de conducţie întreruptă, CÎ, pe intervalele tk, k+, pe aceste intervale ambele tiristoare fiind blocate, unul în polarizare directă, celălalt în polarizare inversă. Diagramele de tensiuni şi curenţi sunt reprezentate în figura 1.2. pentru unghiul de comandă =450.

Valoarea medie a tensiunii redresate este:

unde Udo este tensiunea redresată maximă ideală, dedusă în 1.

Valoarea medie a curentului prin sarcină este:

Valoarea medie a curentului de conducţie printr-un tiristor este:

1.1.2. Cazul sarcinii rezistiv-inductive, R0, LB0.

Dacă sarcina conţine şi o inductivitate LB0, atunci curentul fiind defazat în urma tensiunii, la trecerea prin zero a tensiunii de alimentare, curentul rămâne diferit de zero şi pozitiv, tiristoarele menţinându-se în conducţie.

În funcţie de valoarea inductivităţii LB, şi a unghiului  de comandă a tiristoarelor se disting următoarele situaţii:

1.1.2.a. Inductivitatea LB introdusă este de valoare mică şi >.

În acest caz:

Figura 1. 3. Formele de undă ale tensiunii şi curentului redresat la convertorul monofazat cu nul alimentând o sarcină R-L de inductivitate mică pentru =600 şi >.

Ca urmare, în forma de undă a tensiunii redresate apar şi porţiuni de semialternanţă negativă, tiristoarele stingându-se natural la t=k+, kN, unde  este defazajul dintre tensiune şi curent, definit prin tg=Ld/Rd. Convertorul funcţionează în conducţie întreruptă. Variaţia în timp a tensiunii şi curentului pe sarcină sunt reprezentate în figura 1.3.