Stații de Redresare și de Încărcare a Acumulatoarelor Electrice

Memoriu justificativ

Electronica de putere, ca parte componenta a electronicii industriale, este un domeniu care a cunoscut in ultima perioada o mare dezvoltare ca urmare a uriaselor progrese facute in descoperirea de noi dispozitive electronice, pe de o parte, iar pe de alta parte, datorita metodelor si solutiilor aparute in sistemele de conversie a energiei electrice. Tehnologiile dezvoltate de electronica de putere au inlocuit treptat metodele si mijioacele clasice de control si conversie a energiei electrice, producand o adevarata revolutie in constructia surselor de alimentare, in actionarea motoarelor electrice de c.a.. si c.c., m tractiunea electrica. Necesitatea introducerii electronicii de putere ca obiect de studiu pentru toti studentii ce urmeaza o facultate cu profil electric este o chestiune unanim acceptata.

Deoarece tehnologia electronica este un domeniu in permanenta dezvoltare si evolutie, este foarte greu de a stabili cu exactitate pana unde se extinde aria de studiu a electronicii de putere. Ca o consecinta, o tematica ce poate fi considerata ca absolut necesara pentru instruirea unui student din profilul electric este greu de alcatuit si depinde, de preocuparile corpului profesoral, de cerintele momentane si de viitor ale unitatilor economice.

Aplicatiile electronicii au fost vreme indelungata limitate la tehnicile de producere si receptie a semnalelor de frecventa radio. Abia dupa anii 1950 electronica si-a facut aparitia si in industrie, mai intai la comanda masinilor unelte, a utilajelor de prelucrare si producere a laminatelor, apoi la sisteme de actionare a motoarelor electrice. Posibilitatile de aplicabilitate a electronicii in industrie au fost limitate datorita fiabilitatii reduse a dispozitivelor electronice, a dimensiunilor incomode si, nu in ultimul rand, a volumului mare al acestora. 0 data cu progresele tehnologice obtinute in domeniul semiconductoarelor, cu aparitia unor dispozitive electronice fiabile, cu tolerante restranse, cu gabarit si dimensiuni mici, un nou domeniu al electronicii s-a nascut: electronica industriala.

Dupa trecerea anilor '60 dispozitivele semiconductoare au patruns tot mai sustinut in electronica industriala permitand realizarea unor instalatii tot mai complexe, destinate automatizarii proceselor industriale. In cadrul aceleiasi evolutii, prin aparitia circuitelor integrate pe scara larga, a microprocesoarelor (1970), s-a produs o adevarata revolutie in conceptia aparaturii de comanda si control.

Capitolul I

1.1 Generalitati

Domeniul electronicii industriale poate fi considerat ca fiind format din doua subdomenii, si anume:

- electronica de putere;

- electronica de comanda ft reglaj.

Echipamentele si instalatiile ce pot fi grupate ca facand parte din electronica de putere au drept scop conversia energii electrice dintr-o forma in alta, cu posibilitati de reglare a parametrilor de tensiune, curent, randament. Aceste instalatii pot produce la bornele unui consumator puteri in gama 100W - 10MW.

In schimb, electronica de comanda si reglaj se ocupa, in principal, cu prelucrarea semnalelor necesare echipamentelor de putere si, in consecinta, puterea creata sau folosita in instalatii este nesemnificativa. Puterea de iesire a acestor dispozitive variaza, in mod uzual, intre 10"micro" si cativa W.

La baza electronicii de putere stau dispozitivele electronice de putere (diode, tranzistoare, tiristoare, IGBT, MCT, GTO). Aceste elemente asociate cu dispozitivele de comanda aferente, radiatoare, circuite de protectie formeaza module standard, care permit realizarea de echipamente de putere cunoscute sub numele de convertoare c.c. - c.c., convertoare c.c. -a.c., convey loare. c.c. - a.c. etc.

In domeniul electronicii de comanda si reglaj producatorii au dezvoltat, de asemenea, module standard, cu scopul de a facilita realizarea de dispozitive, care sa acopere o gama larga de functiuni si stari. Aceste module pot fi clasificate in :

- module analogice, cu functionare continua, in anumite limite de operare;

- module logice, cu functionare discontinua intre doua nivele distincte. Modulele standard permit realizarea de echipamente de comanda si reglaj, fimctionand de o maniera pur analogica (regulatoare analogice),digitala (regulatoare numerice) sau hibrida, adica module combinate (analogice, numerice, optimale, fuzzy).

Prin combinarea echipamentelor de putere cu cele de comanda si de reglaj se obtin instalatii complexe ce au ca elemente de executie motoare electrice, generatoare electrice, masini hidraulice, instalatii de incalzire inductiva, etc. In instalatiile complexe, caracterizate de exigente crescute in ceea ce priveste comanda, controlul si stabilitatea se face apel la calculatoarele de proces, procesoare de semnal, microprocesoare, microcalculatoare.

Domeniul de aplicatii al electronicii industriale se extinde asupra multor ramuri industriale.

Actionarile reglabile constituie domeniul cel mai vast al electronicii industriale. Se constata o mare varietate de masini electrice folosite pentru care sunt necesare diferite tipuri de convertoare de energie. Convertoarele de curent sau de frecventa utilizate in tractiunea electrica au fost realizate numai datorita aparitiei dispozitivelor electronice de mare putere, care se comporta foarte bine la socuri si vibratii. Echipamentele de comanda faciliteaza automatizarea proceselor de demaraj, de modificare a vitezei sau de franare a vehiculului.

In domeniul energetic, electronica de putere permite realizarea instalatiilor de alimentare a generatoarelor electrice de mare putere. In retelele electrice se poate realiza interconectarea elastica cu ajutorul unor convertoare statice de frecventa. Gratie acestor convertoare se poate asigura si transportui de energie de curent continuu la valori mari de tensiune. Cu aceeasi eficienta se pot realiza echipamente electronice, care, pe de o parte, sa permita reglajul continuu al puterii si a frecventei in sistemele electroenergetice; iar pe de alta parte, sa asigure o protectie de mare fiabilitate.