Argument Prin redresor se intelege intelege un circuit circuit electronic electronic capabil capabil sa transforme energia electrica de curent alternativ in energie electrica de curent continuu.Alimentarea redresoarelor se face de obicei de la reteaua de energie electrica. Redresoarele de puteri mici (pana la 1Kw)se alimenteaza in curent alternativ monofazat,iar cele de puteri mari se alimenteaza in curent alternativ trifazat. Dintre elementele componente ale redresorului, cele electronice trebuie sa aiba proprietatea de a conduce unilateral, respectiv sa prezinte o caracteristica pronuntat neliniara si sa functioneze in regim neliniar. Se pot folosi diode cu vid (kenotroane),diode semiconductoare,tiratroane, tiristoare etc. Schema bloc a unui redresor (fig.1) contine urmatoarele elemente (pornind de la sursa de energie alternativa-de obicei reteaua electrica): • transformatorul de retea, retea , cu ajutorul caruia se obtine in secundar valoarea tensiunii alternative ce trebuie redresata; • elementul redresor ,cu ,cu proprietati de conductie unilaterala,la iesirea caruia se obtine o tensiune (de un singur sens) pulsatorie; • filtrul de netezire,cu netezire ,cu rolul de a micsora pulsatiile tensiunii redresate redand o tensiune de forma cat mai apropiata de cea continua. • rezistenta de sarcina, pe sarcina, pe care se obtine tensiunea tensiunea continua. In anum anumit itee cazu cazuri, ri,ac acea east staa sche schema ma bloc bloc poat poatee fi comp comple leta tata ta cu un etaj etaj suplimentar de stabilizare si de reglare a tensiunii continue obtinute. Sunt, de asemenea, cazuri in care unele elemente ale schemei pot lipsi; de exemplu poate lips lipsii tran transf sform ormat ator orul ul de rete reteaa sau, sau, in cazu cazull unor unor inst instal alat atii ii indu indust stri rial ale, e,ca care re functioneaza cu tensiune pulsatorie,poate lipsi filtrul de netezire. ● Clasificarea redresoarelor Redresoarele se pot clasifica dupa urmatoarele criterii: •dupa tipul tensiunii alternative redresate (numarul de faze): -redresoare monofazate; -redresoare polifazate (de obicei trifazate); •dupa numarul de alternante ale curentului alternativ pe care le redreseaza: -redresoare monoalternanta; -redresoare bialternanta; •dupa posibilitatea controlului asupra tensiunii redresate: -redresoare necomandate; -redresoare comandate sau reglabile; •dupa natura sarcinii: -redresoare cu sarcina rezistiva (R);
-redresoare cu sarcina inductiva (RL); -redresoare cu sarcina capacitiva (RC).
1
●Tipuri de redresoare Redreso Redresoare are monofa monofazat zate-ac e-acest estee redres redresoar oaree se foloses folosescc pentru pentru puteri puteri medii (sute de wati).Ele pot fi atat monoalternanta cat si bialternanta.
Fig. 1. Schema bloc a unui redresor: a-sursa de curent alternativ (reteaua); b-transformatorul; c-elementul redresor; d-filtrul; e-sarcina pe care se obtine tensiunea continua.
2
●Capitolul 1 1. Redresorul monofazat monoalternanta Schema electrica a acestui tip de redresor este data in fig.2a.Functionarea are loc astfel: la aplicarea unei tensiuni alternative in primar, ia nastere in secundar tot o tensiune alternativa, ce se aplica pe anodul diodei redresoare.Pe durata alternantelor pozitive, dioda conduce in circuit un curent proportional cu tensiunea aplicata,deci avand aceeasi forma cu ea. Pe durata alternantelor negative,dioda este blocata si curentul prin circuit este nul. Curentul prin sarcina circula deci intr-un singur sens, sub forma unor alternante (curent pulsatoriu).
Fig.2 Redresor monofazat monoalternanta cu sarcina rezistiva: a-schema electrica; b-forma de unda a tensiunii redresate.
Tensiunea la bornele sarcinii (u s), reprezentata in fig.2b, are expresia matematica: u s=U smsinωt, (1) T
in intervale in care dioda conduce (0
u s=0,
(1bis) T
in intervalele in care dioda este blocata (
Orice tensiune periodica se poate descompune intr-o suma de tensiuni de forma: u s =Uo+U1msin(ωt+φ1)+U2msin(2ωt+φ2)+… (2) In cazul redresoarelor monoalternanta se obtine: 1
1
2
π
2
3π
u s=U sm[ + sinωt+
π
sin(2ωt- )+… 2
3
(3)
Comparand relatiile (2) si (3) se observa ca valoarea componentei continue la bornele sarcinii este: U 0s=
Usn
,
π
(4)
iar valoarea maxima a componentei alternative sinusoidale fundamentale: U1m=
Usn
π
.
(4bis)
Pentru a aprecia cat de apropiata este forma tensiunii redresate de aceea a unei tensiuni continue, se introduce un coeficient numit factor de ondulatie γ,care este definit astfel: γ=
amplitudinea ⋅ componentei ⋅ fundamentale amplitudinea ⋅ componentei ⋅ continue
=
U 1 U 0
(5)
In cazul acestui tip de redresor valoarea factorului de ondulatie este: Usn
π
U
1 2 γ= U = Usn = 2 = 1,57 0
(6)
π
In cazul unui redresor ideal factorul de ondulatie trebuie sa fie zero. In cazul anterior descris se observa ca γ>1, deci forma tensiunii redresate nu este multumitoare. Pentru a o imbunatati se folosesc scheme de redresare dubla alternanta. Un alt criteriu de apreciere a redresorului il constituie randamentul sau (η ), definit ca raportul dintre puterea utila de c.c. furnizata in sarcina si puterea consumata,absorbita de la retea: η=
Pu
(7)
Pa
In acest caz,valoarea puterii utile va fi: P u=IoUo=
U 02
2 1 U SN
= ⋅
R
R
(8)
π 2
iar puterea absorbita de la retea, in timpul alternantei pozitive in care dioda functioneaza, va fi: 2 1 U REF
P a= ⋅ 2
R
=
2 1 U IN
⋅
2 2 R
=
2 1 U SN
2
⋅
2 R
avand: Ui~Us, pentru r d
(9) (10)
Valoarea randamentului devine: 1 Usn 2 2 η= R1 π
4 R
⋅ U
2 SN
=
4
π 2
≅ 0,4
(11)
un randament de 0,4 este foarte scazut, iar ca sa fie cat de cat acceptabil trebuie sa fie de 0,65-0,70. Tensiunea inversa maxima este: Uinv max=Uim (12)
1.1 Redresorul monofazat cu sarcina RL Schema redresorului monofazat monoalternanta cu sarcina RL este aratata in fig.3. Inductanta L poate apartine consumatorului (motoare de curent continuu, electromagneti, relee etc.) sau poate fi introdusa ca element separat in serie cu rezistenta de sarcina, pentru “netezirea” undei curentului redresat. Curba curentului este diferita de curba tensiunii de alimentare, curentul circuland si in cursul unei fractiuni din alternanta negativa.
Fig.3 Redresorul monofazat monoalternanta cu sarcina RL.
5
In timpul conductiei elementului redresor, este valabila ecuatia: e =L
di dt
+iR=Umsinωt,
(13)
a carei solutie este de forma: i=
R − t L sin ( ω t − ϕ ) + sin ϕ 2 + (ω L)
Un R
2
(14)
in care: φ=arctg
ω L R
.
(15)
Se observa ca actiunea de netezire a curentului redresat de catre inductanta este mai importanta la valori mici ale rezistentei de sarcina. In cazul redresorului monoalternanta,inductanta mareste durata impulsurilor de curent prin elementul redresor,dar nu poate asigura in permanenta o tensiune la bornele rezistentei de sarcina. Efectul de netezire exercitat de inductanta este mai puternic daca se foloseste o redresare dubla-alternanta. Din formele de unda, se observa ca acest curent redresat nu scade la zero la sfarsitul unei alternante.Curbele curentului redresat pentru diferite valori ale raportului ωL/R=tgφ arata ca odata cu cresterea inductantei, pulsatiile curentului redresat, scad foarte mult.Aceasta se explica prin impedanta mare, opusa de inductanta la trecerea armonicilor curentului redresat, care are ca efect reducerea amplitudinilor acestora fata de componenta medie.Din aceste motive inductanta este folosita ca filtru de netezire a curentului redresat. Modificare formei undei curentului redresat in urma actiunii inductantei atrage dupa sine modificarea formei curentului primar si o micsorare a factorului de putere ale instalatiei.Trecerea de la o sarcina rezistiva la sarcina inductiva cu L=∞ in schema de redresare dublaalternanta micsoreaza puterile de calcul ale transformatorului. Factorul de deformare se micsoreaza, de asemenea,devenind θ=0,9.Toate aceste modificari se explica prin cresterea numarului de armonice de ordin superior in curba curentului primar. O netezire eficace a curentului redresat se poate obtine si cu un redresor monoalternanta cu sarcina RL suntata de o a doua dioda montata ca in fig.4.
6
Avantajul principal al acestei scheme consta in puterea de calcul mult redusa a transformatorului de retea. Ea este utilizata pentru alimentarea bobinelor de curent continuu ale releelor, contactoarelor sau ale altor dispozitive din schemele de automatizare.
Fig.4 Redresorul monofazat cu sarcina RL suntata de o dioda de descarcare (dioda de nul) a-schema de principiu; b-formele de unda.
1.2 Redresorul monofazat cu sarcina RC Schema redresorului monoalternanta cu sarcina RC este aratata in fig.5. Functionarea sa este ilustrata (in mod simplificat) cu ajutorul diagramei din figura 6. Condensatorul C se incarca in perioada de timp care trece curentul prin elementul redresor si se descarca prin rezistenta de sarcina R in perioada de timp in care elementul redresor este blocat (din cauza ca potentialul catodului sau este mai pozitiv decat potentialul anodului).
Fig.5 Redresorul monofazat monoalrernanta cu sarcina RC
Fig.6 Formele de unda pentru circuitul din figura 5.
Tensiunea la bornele diodei redresoare este egala cu : 7
ua= u2-uc, (16) si de aceea dioda nu este strabatuta de curent in tot timpul alternantei pozitive, ci numai in timpul in care u2>uc.In perioada de timp in care u2
Um R
sinωt,
(19)
iar ic=C
du dt
=ωCUmcosωt
(20)
In momentul incetarii procesului de incarcare a condensatorului, incepe descarcarea condensatorului pe rezistenta de sarcina. Daca circuitul are o constanta de timp RC suficient de mare descarcarea are loc destul de lent si curentul prin sarcina isi pastreaza o valoare diferita de zero pana la inceperea unei noi perioade de conductie a elementului redresor. Datorita efectului de netezire a undei curentului si tensiunii redresate, condensatoarele sunt utilizate frecvent ca elemente de filtraj in redresoarele monofazate cu sarcina rezistiva.
● Capitolul 2 2. Redresorul monofazat dubla alternanta cu transformator cu priza mediana In figura 7a este redata schema electrica a unui redresor dublu alternanta, la care tensiunea de alimentare se aplica printr-un transformator avand un secundar cu priza mediana legata la masa.Se observa ca schema contine doua redresoare monoalternanta, formate din : -infasurarea L′2,D1,R 8; -infasurarea L″2,D2,R 8. Datorita modului in care sunt conectate infasurarile secundare, tensiunile la bornele celor sectiuni variaza in antifaza.La aparitia alternantei pozitive la infasurarea L′2, dioda D1 este polarizata direct, conduce si determina aparitia curentului i′A, care strabate rezistenta de sarcina R s in sensul indicat pe figura.In acest interval, in infasurarea L″ 2 fiind aplicata alternanta negativa, dioda D2, este polarizata invers si curentul in circiut este nul. 8
Fig.7 Redresorul monofazat dubla alternanta folosind transformator cu priza mediana si sarcina rezistiva: a-schema electrica; b-forma de unda a tensiunii redresate.
Cand se aplica alternanta negativa pe L′2, dioda D1 se blocheaza si, respectiv, aparand alternanta pozitiva pe L″ 2 dioda D2 conduce.In circuitul ei apare curentul i″A.In felul acesta, la bornele sarcinii apare o tensiune de forma indicata in fig.8b, avand expresia matematica:
us=
2Usn 2 2 π π 1 sin( 2 ) sin( 4 ) + ........... + − + − t t ω ω 2 15 2 π 3
(21)
Se deduce,pe baza celor prezentate anterior,ca,in acest caz componenta continua are valoarea: U o=
2Usn
π
,
(22)
iar componenta fundamentala: U1=
4Usn 3π
.
(23)
In acest caz valoarea factorului de ondulatie γ devine: 4
Usn 2 3 π = = 0,67 γ= U = 2 3 0 Usn U 1
(24)
π
deci este subunitara, ceea ce constituie o serioasa amelioarare. O alta imbunatatire o constituie valoare randamentului redresorului, care in acest caz devine:
9
4 Usn 2 Pu
2 R π η= Pa = Usn 2
=
8
π 2
≅ 0,8
(25)
2 R
deci dubla fata de cazul redresorului monoalternanta.Tensiunea inversa maxima rezulta,pentru dioda blocata,din insumarea intre valoarea tensiunii negative aplicate pe anodul sau de catre transformator si tensiunea pozitiva aflata la bornele rezistentei de sarcina, deci pe catodul diodei blocate.Deci, in acest caz: Uinvmax=2Uim (26) Se observa avantajele redresorului dubla alternanta, constand intr-o forma de unda mai apropiata de cea continua si un randament de valoare dubla, dar si dezavantajele sale, costand intr-o schema mai complicata si mai costisitoare (secundar cu priza mediana, doua diode redresoare), ca si in conditiile mai severe impuse diodelor redresoare in privinta tensiunii inverse maxim admise. 2.1 Redresorul monofazat dubla alternanta, in montaj de tip punte Schema ce ofera avantaje redresorului anterior, evitand dezavantajele lui, este cea a unui redresor monofazat dubla alternanta in punte(fig.8). Cele patru diode redresoare folosite formeaza bratele unei punti, la care alimentarea in curent alternativ se face printr-o diagonala, de la secundarul unui transformator, iar tensiunea redresata se culege la bornele unei rezistente plasate in cea de a doua diagonala. Functionarea redresorului este urmatoarea:in timpul aplicarii alternantei pozitive la o extremitate a secundarului transformatorului, conduc diodele D1 si D3, care sunt polarizate direct, determinand un curent i′A in rezistenta R s, iar diodele D2 si D4 fiind invers polarizate,sunt blocate. La aparitia celei de a doua alternante, D 1 si D3 sunt blocate, pe cand D2 si D 4 conduc,determinand aparitia curentului i″ A ce strabate in acelasi sens rezistenta de sarcina R s.Se observa ca forma tensiunii redresate este aceeasi ca si in cazul redresorului folosind un transformator cu priza mediana, tensiunea inversa maxima pentru fiecare dioda fiind insa Uim, ca si in cazul redresorului monoalternanta.
10
Dezavantajele acestui montaj constau in numarul marit de diode folosite (patru) si necesitatea unei bune izolari fata de restul elementelor a capatului nelegat la masa al rezistentei de sarcina R s.
Fig.8 Redresor monofazat dubla alternanta, in punte-avand sarcina rezistiva:a-schema electrica; b-forma de unda a tensiunii redresate.
2.2 Redresorul monofazat cu multiplicarea tensiunii redresate A-cu dublarea tensiunii redresate In anumite aplicatii practice, este necesara obtinerea unei tensiuni redresate mai mari decat tensiunea alternativa aplicata. In acest caz se folosesc scheme cu multiplicarea tensiunii redresate. In schema din figura 9 se reprezinta redresoare cu dublare de tensiune in doua variante: in montaj punte (a) si folosind un punct comun intre sursa de curent alternativ si sarcina(b). In primul caz (fig. 9a), schema este alcatuita din doua redresoare monofazate, monoalternanta, independente: D 1, C1 si respective D2,C2. Presupunand sarcina deconectata, in alternantele poxitive dioda D 1 conduce, iar C1 se incarca la valoarea de varf U m cu polaritatea din figura. Diferenta de potential a punctelor unde se conecteaza sarcina este UAB=+2Um. S-a obtinut astfel o tensiune redresata de doua ori mai mare decat amplitudinea tensiunii alternative. In prezenta sarcinii, condensatoarele se descarca partial, dar se reîncarca de la retea in alternanta convenabila.
11
Fig.9 Redresoare monofazate cu dublarea tensiunii: a-varianta in punte; b-varianta cu punct comun intre sursa de curent si sarcina.
B-multiplicarea tensiunii
Fig10.Redresor monofazat cu multiplicarea tensiunii redresate
O schema mai generala, pentru “multiplicarea tensiunii”, este data in figura 10. Se va presupune, la fel ca in cazul schemei precedente, ca descarcarea condensatoarelor, in intervalele de blocare a diodelor, este neglijabila. In semialternanta pozitiva, condensatorul C 1 se incarca prin dioda D1, cu polaritatea din figura, la o tensiune apropiata de U 2m. In urmatoarea semialternanta, negative, conduce dioda D 2 si
12
condensatorul C2 se incarca pana aproape de valoarea maxima a tensiunii aplicate: u 2 plus tensiunea 2U2m de la bornele lui C 2, minus tensiunea U2m de la bornele lui C 1, adica 2U2m. In mod similar, se poate arata ca si celelalte condensatoare se incarca cu tensiuni apropiate de 2U2m. In consecinta, pe ramura superioara grupajul condensatoarelor furnizeaza tensiunea U 01=( k-1)U2m, iar pe ramura inferioara:U02=kU2m unde k este numarul diodelor din schema. Schema unui redresor monofazat dubla alternanta,de tipul comandat este aratata in figura 11. Elementul de reglaj este montat in diagonala unei punti de diode, legate in serie cu infasurarea primara a transformatorului.
Fig.11 Redresor monofazat cu reglajul tensiunii in primar.
In schema de redresare a ambelor alternante cu sarcina RC capacitatea joaca acelasi rol, insa timpul in care condensatorul alimenteaza singur rezistenta de sarcina se reduce, gradul de netezire a curbei tensiunii redresate (pentru aceeasi valoare a constantei de timp Z=RC) fiind mai mare. Pentru o analiza mai exacta a schemelor de redresare cu capacitate este necesar sa se ia in considerare si rezistenta de pierderi pe faza R p, constituita din rezistenta infasurarii secundare si rezistenta interna a fiecarui element redresor.
13
Se constata ca la rezistente de pierderi R p mici, unghiul de conductie al elementului redresor se micsoreaza, impulsurile curentului redresat devin foarte scurte, iar amplitudinea lor creste. Aceasta conduce la o crestere importanta a valorilor efective ale curentilor in infasurarile transformatorului si la cresterea puterii sale de calcul. Unghiul de conductie creste odata cu micsorarea rezistentei de sarcina R, in timp ce valoarea medie a tensiunii redresate scade. Caracteristica externa a redresorului cu sarcina RC este o curba continuu cazatoare, micsorarea tensiunii redresate in functie de curentul de sarcina fiind cu atat mai puternica ,cu cat capacitatea C este mai mica . Caracterul capacitiv al sarcinii modifica si regimul de functionare al redresorului in timpul tensiunii inverse. Folosindu-ne de figura 7, constatam ca tensiunea inversa aplicata diodei in momentul cand tensiunea alternativea trece prin maxim este data de relatia: Uimax=Un+uc (27) Daca luam in considerare regimul de mers in gol al redresorului, cand uc=Un, rezulta ca tensiunea inversa maxima este egala cu 2U m. Se constata ca pentru a obtine o tensiune redresata cat mai apropiata de Um, este necesar sa se lucreze cu valori RC cat mai mari. Aceasta insa conduce la aparitia unor impulsuri de curent importante, care pot micsora durata de viata a elementelor redresoare. Intr-adevar, in momentul conectarii redresorului la retea, condensatorul C este descarcat si se comporta practic ca un scurtcircuit la bornele rezistentei de sarcina. Astfel, in timpul primei alternante, elementului redresor i se aplica un impuls de tensiune maxima U 2 2 dioda fiind strabatuta de un curent: Iimp=
U 2 2
(28)
Rp
14
2.3Functionarea redresorului cu filtru capacitiv Schema unui redresor monofazat monoalternanta, cu filtru capacitiv este data in figura 12. Functionarea ei se poate urmari de la fig. 12b.
Fig.12 Redresor monoalternanta cu filtru capacitiv: a-schema; b-diagrama tensiunilor si curentilor.
Aplicand teorema a II-a a lui Kirchoff pe circuitul din secundarul transformatorului rezulta u2=ua+uc (29 ) in care tensiunea la bornele condensatorului u c,este, in acelasi timp, tensiunea la bornele rezistentei de sarcina, u s, si tensiunea dupa elementul redresor, ur . Tensiunea pe dioda este u a=u2-uc
15
Presupunem ca in momentul aplicarii tensiunii de alimentare, condensatorul C este descarcat. In intervalul 0 ……ωt, se obtine u 2>uc si deci ua>0. Dioda conduce si condensatorul se incarca prin secundarul transformatorului si dioda. Rezistenta de incarcare, R i, este foarte mica, incluzand rezistenta echivalenta serie a diodei, r d:R 1=r Tr +r d. Constanta de timp de incarcare a condensatorului ,T i=R ic, rezulta foarte mica, deci condensatorul se incarca rapid. In momentul ωt 1 se obtine egalitatea uc=u2, deci ua=0. In continuare u2 scade si ua<0. Dioda se blocheaza si condensatorul se descarca prin rezistenta de sarcina R s. Constanta de timp de descarcare a condensatorului este Td=R sC si ,fiind relativ mare, tensiunea scade lent, pana in momentul ωt2. In continuare dioda conduce in intervalul ωt 2-ωt3. Tensiunea condensatorului are mici oscilatii in jurul valorii U 0, care reprezinta componenta continua a tensiunii la bornele sarcinii. Valoarea tensiunii continue U0, precum si amplitudinea componentei alternative ,depend mult de valoarea rezistentei de sarcina. Cu micsorarea lui R s scade U0, iar componenta alternative creste. In figura 12b, s-au notat cu α unghiul de la care incepe incarcarea condensatorului, adica unghiul cand incepe intervalul de conductie. Cu β s-a notat intervalul cat dureaza incarcarea, numit si unghi de conductie. Unghiul la care inceteaza descarcarea condensatorului s-a notat cu ψ=α+β si se numeste unghi de blocare. La functionarea fara filtru capacitiv, dioda conduce pe intreaga semiperioada a tensiunii aplicate, adica β=π. Filtrul capacitiv micsoreaza perioada de conductie a diodei in intervalul 0<β<π. Parametrii redresorului depind de unghiurile de conductie si de blocare, care-la randul lor- sunt determinate de marimile C si R s. Calculul analitic al tensiunii U 0, pentru valori R s si C date, se face determunand mai intai unghiul ωt 3, apoi calculand succesiv pe α si U 0, unde ωt3-ωt2=ωt3-α. Pentru usurarea calculului, dependentele ωt2=f 1(ωR sC) si ωt3=f 2(ωR sC) sunt date sub forma grafica . La redresorul dubla alternanta, calculul unghiurilor α si γ se face similar. Se obtine expresia tensiunii continue
16
U0=
U 2
π
2
− β + 2 sin β ω R C sin + sin(α + β )ω R s C (1 − e 2 sin (30) 2 2 π − β S
Se constata ca coeficientii de redresare K r =U0/U2 depind, in ultima instanta, de factorul cunoscut ωR sC. Pentru proiectarea redresoarelor cu filtru capacitiv se utilizeaza dependentele grafice ale coeficientilor de redresare, K r , de parametrul ωR sC. De asemenea, sunt date dependentele cu parametrul ωR sC ale factorilor de ondulatie, γ, si ale rapoartelor dintre curentul anodic maxim si curentul mediu I 0 (fig.13 si fig.14).
Fig.13 Diagrama factorului de ondulatie la redresorul monoalternanta (p=1) si la redresorul dubla alternanta (p=2).
Fig.14 Diagrama iamax/I0=f(ωR sC) la redresorul monoalternanta (p=1) si la redresorul dubla alternanta (p=2).
2.4 Proiectarea redresoarelor cu filtru capacitiv Fiind date marimile R s, U0, U1 si impunand un factor de ondulatie γ, stabilirea elementelor redresorului se face parcurgand urmatoarele etape: -din diagrama γ=f 2(ωR sC), data in fig.13, se determina capacitatea C*, corespunzatoare factorului de ondulatie impus; se alege un condensator (de obicei electrolitic), avand capacitatea la o valoare tipizata C0≥C*; -din diagrama K r =f 1(ωR sC) se determina coeficientul de redresare K r , corespunzator produsului ωR sC0; din relatia K r =U0/U2 se deuce U2=U0/K r si, intrucat tensiunea U 1 este cunoscuta, se obtine raportul de transformare al transformatorului: n=U1/U2; -cunoscand tensiunea U0 si curentul I0=U0/R s se determina puterea P0=U0I0 si apoi puterea aparenta de calcul a transformatorului S t, in functie de schema utilizata; puterea aparenta S t si raportul de
17
transformare n sunt principalele date initiale la proiectarea transformatorului; -in functie de schema utilizata se determina tensiunea inversa maxima pe dioda; se alege o dioda care sa admita curentul mediu redresat Ia0 si sa aiba tensiunea inversa maxima in regim repetitiv,U RRM, mai mare decat tensiunea inversa din schema; -in functie de parametrul ωR sC0 se determina, cu relatia (40) sau cu relatia data in graficul din fig.14, curentul maxim al diodei i amax; se verifica daca valoarea rezultata este mai mica decat curentul direct maxim de varf, in regim repetitiv, al diodei
●Capitolul 3 3. Redresoare comandate- reglarea tensiunii redresate In principiu valoarea tensiunii (curentului) redresate poate fi modificata (reglata) prin mai multe metode: -reglarea pe partea de curent continuu, prin legarea in serie cu sarcina a unei rezistente reglabile (reostat), metoda ce se aplica numai la puteri mici; -reglarea pe partea de curent alternativ, prin utilizarea autotransformatoarelor reglabile, a transformatoarelor cu prize pe primar sau secundar, etc. -reglarea prin folosirea doidelor comandate, care sunt de tip semiconductor (tiristoare, triacuri, etc.) Ultima metoda este in prezent frecvent folosita in automatizari, in special datorita utilizarii tiristoarelor care pot fi comandate continuu in limite largi, practic intre zero-cand tiristorul este blocat-si o valoare maxima. Toate schemele de redresare necomandata prezentate anterior pot deveni comandate cu urmatoarele conditii: -inlocuirea diodelor cu tiristoare; -prevederea unor elemente electronice suplimentare, numite dispozitive de comanda pe grila care asigura impulsuri de deschidere a tiristorului nu in punctul de comutatie naturala (cand tensiunea aplicata este pozitiva) ci la un unghi α (fig.15b) modificabil ca faza dupa necesitati.
18
Din figura 15 se constata urmatoarele: -cand α=0 (fig.15a) tiristorul functioneaza ca o dioda obisnuita in comutatie naturala; valoarea curentului redresat proportional cu suprafata hasurata (fig.15a) are valoarea maxima; π
-cand, de exemplu, α= 2 cuerntul redresat se reduce la jumatate (fig.15c); -cand α=π curentul devine zero.
Fig.15 Curentul obtinut printr-un redreor comandat: a-α=0; b-α=a0; c-α=
19
π 3
.
3.1 Redresorul comandat monofazat dubla alternanta In figura 16a este prezentata schema de principiu a unui redresor comandat monofazat, dubla alternanta, folosind tiristoare.
20
Fig.16 Redresor comandat monofazat dubla alternanta: a-schema de principiu; b-forma de unda pentru Zs=R s; c-forma de unda pentru Zs=Ls
In afara transformatorului de adaptare TA se foloseste un transformator de sincronizare Ts care are rolul de a furniza tensiunea alternativa ua de alimentare a tiristoarelor T1 si T2 si care prin comparatie cu tensiunea de referinta u a aplicata pe dispozitivele de comanda pe grila DCG1 si DCG2 determina unghiurile α de deschidere a tiristoarelor. Transformatoarele de impulsuri TI1 si TI2 asigura formarea impulsurilor de comanda, iar diodele D1si D2 polaritatea necesara a impulsurilor respective. Daca sarcina Z 2 este pur ohmica (R s) impulsurile de curent redresat I au forma indicata in figura 16b, iar daca este inductiva (L s), de exemplu un motor electric, impulsurile de curent respective se prezinta ca in figura 16c. Aceasta ultima varianta se poate aplica in cazul comenzii automate a actionarii electrice a unor motoare (Zs=ωLs) cand, este posibila varierea vitezei si modificarea sensului se rotatie (I0…0…-I0) a motoarelor.
Fig.17 Scheme de redresoare comandate monofazate: a-monoalternanta cu sarcina R s; b-dubla alternanta cu sarcina R s; c-dubla alternanta cu sarcina LC
21
Bibliografie
-Dispozitive si circuite electronice (Th. Danila, N. Reus, V. Boiciu) -Aparate, echipamente si instalatii de electronica industrialaautomatizari-manual pentru clasele a XI-a si a XII-a (licee industriale, Editura Didactica si Pedagogica) -Circuite electronice (D. Dascalu, L.Turic, I. Hoffman) -Componente si circuite electronice-manual pentru clasa a XII-a, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti (ing Theodor Danila, ing Monica Ionescu) -Electronica industriala (Thomas L. Floyd) Editura Teora,Bucuresti 2003
22
