Studiul invertoarelor monofazate și realizarea unui stand de laborator

Introducere

Lucrarea de față își propune să prezinte principalele aspecte teoretice și practice în legătură cu convertoarele c.c. - c.a. Alegerea acestei teme a fost determinată de interesului deosebit asupra convertoarelor și a modului de funcționare al acestora.

Scopul acestei lucrări este de a realiza un “Invertor monofazat cu comandă PWM”. Se așteaptă de la acest proiect obținerea unui stand experimental de laborator, care să evidențieze funcționarea invertoarelor monofazate cât și pierderile suferite în transformator.

Invertorul este un tip de convertor care are capacitatea de a transforma c.c. - c.a cu posibilitatea de a avea tensiuni diferite la ieșire față de tensiunea de intrare.

Poate avea diverse moduri de operare (electromecanic sau cu dispozitive semiconductoare). De regulă, invertoarele sunt utilizate pentru acționarea motoarelor de curent alternativ cu viteză de rotație reglabilă, dar îsi găsesc aplicabilitate si în alte domenii, de exemplu construcția surselor de alimentare de c.a. neîntreruptibile (UPS).

Lucrarea se structurează pe mai multe capitole în care am încercat sa evidențiez importanța convertoarele, dar cu o focusare asupra invertoarelor. Primul capitol surprinde generalități cu privire la convertoarele statice, importanța, modul de acționare, dar și clasificarea și evoluția în timp a acestora.

În capitolul al 2-lea sunt expuse considerații teoretice cu privire la invertoare, definiții ale termenului, clasificarea acestuia și o descriere a catorva dintre tipurile constructive. Tot în acest capitol este expus și filtrajul activ, acesta reprezintă un dispozitiv care poate fi folosit în diverse aplicații, în functie de modul lor de comanda (în curent sau în tensiune) și în functie de tipul de legare (serie sau paralel).

Capitolul 3 prezintă dispozitive semiconductoare comandate, de putere, care au rolul de a comuta tensiuni sau curenți. Principalale semiconductoare comandate folosite în construcția invertorului sunt cele descrise în acest capitol și anume diodele, tranzistorii si tiristorii.

Stadiul actual în realizarea invertoarelor monofazate este prezentat în capitolul 4 unde este expus invertorul cu undă plină, invertorul paralel, invertorul în punte și invertorul monofazat în punte McMurray.

Capitolul 5 face referire la modul de realizare al proiectului, acesta descrie separarea galvanică și metode constructive ale miezurilor și înfasurărilor. Pentru realizarea proectului practic și studierea comportamentului unui invertor s-a ales o un montaj care este o combinație de generator de clock și un timer.

Capitolul 6 cuprinde proiectul tehnic, realizarea practică a standului, schema bloc și schema electrică desfășurată, simulării și soluțiile constructive ale standului.

În ultimul capitol sunt expuse standul și masurătorile experimentale rezultate în urma testelor, urmate de concluziile proiectului.

Capitolul 1. Generalități

1.1 Convertoarele statice

Dezvoltarea electronicii de putere a fost facută în ultima perioadă în ritm rapid datorită cerințelor din ce în ce mai diverse de transformare și adaptare a parametrilor energiei electrice la nevoile utilizatorilor.

Convertoarele statice de putere sunt echipamente statice complexe intercalate între

sursa de energie și receptor, având rolul de a modifica parametrii energiei furnizate de sursă

(valoare, formă, frecvență a tensiunii) ținând cont de cerințele impuse de receptor.

Convertorul este conectat între două sisteme electrice cu parametri diferiți, așa cum este prezentat în figura de mai jos ( Fig 1.1. Schema generală a convertorului)

Fig 1.1 Schema generală a convertorului

Cele doua sisteme sunt:

- Sursa de energie electrică, sistemul I și consumatorul, sistemul II, dacă sensul transferului de energie se face de la stânga la dreapta.

- Sistemul II este sursa și sistemul I este consumatorul, dacă sensul transferului de energie se face de la dreapta la stânga.

Convertoarele pot fi de asemenea montate între două surse de energie pentru a face

Posibilă și funcționarea simultană a acestora. Convertorul static are rol de receptor din punct de vedere al sursei de energie și rol de sursă de energie din punct de vedere al sarcinii.

Partea de putere a convertorului este realizată, cu dispozitive semiconductoare

de putere comandabile (tiristoare, tranzistoare) și/sau necomandabile (diode). Aceste

dispozitive, funcționând în regim de comutație, au rolul unor întreruptoare, deci rezulta un regim permanent format dintr-o succesiune periodică de regimuri tranzitorii.

Închiderea și deschiderea succesivă a acestor întreruptoare se face după o logică

impusă de principiul de funcționare a convertorului. Aceasta logică este asigurată de schema

electronica de comandă.