invertoare 1

7/23/2019 invertoare 1

http://slidepdf.com/reader/full/invertoare-1 1/21

E

CHOPPERELE

(VARIATOARELE

DE

TENSIUNE

CONTINUA)

De exemplu,

pentru tensiuni

Ur

t0,

se

poate

mentine

I

inchisin permanenrA

gi

se

face

chopparea prin

pentru

primul

cadran, iar

prin

pentru

cel

de-al doilea.

Pent-u

tensiuni

,

.0,

T,

poate

fi

in

conductie

perrnanent

qi

chopperele

sunt

I

pentru cadranul

al

ueilea

qi

t

pentnr al patrulea.

230

2El

INVERTOARE

CU

COMUTATIE

COMANDATA

Invertoarelesuntconvenoarestalicedeputerecontrnuu.ahemativ.Ele.trarrsforml'o

sursi

de tensiune

lsau

curent) cgnlrnuu i111.osursa de tgnsiune (sau

curent) altemativA'

de

amplitudine

sau/Qi

frecueniii,;1iit

ete sunt

utiliijie

ca surse

de

tensiune

altemativi

de

sigurang

sau

pentru

alimentarea

qi

reglajul

vitezei

ma5irilor

electrice'

lnvefloarele

cu

tiristoare

sunl

numite

"cu

comutatie

fo4ate",deoarece

ele

au

nevole

de circuite

auxiliare

,p"J;;;

blocajul

acesrora-

Aceste

circuite

contin

condensatoare

Ei/sau

inductan[e

Pentru

acumutarea

energiei

necesare

blocrrii'

9.1

Clasificare

lnvertoarele

cu

comutalie

comandattr

se

pot clasifica

dupi

mai

multe

criterii:

a)

dupi

numtrrul

de

faze

ale

semnalului

la iegire:

-

monofazat

+

invertor

monofazat;

-

tifazat

+

invertor

trifazat-

b)

dupa

namra

circuitului

de

alimentare

5i

dupl

mirimea

comutata

in

circuitul

de

iesire:

_invertoaredetensiune:su,,t."l"alirrrenutedelaosursAdetensiunecontinuA,mirimea

comulatA

in

circuitul

de

ieqire

fiind

tensiunea'

iar

forma

curenrului

este

impusA

de

sarcmA;

-

ilvertoare

de

curent:

sunt

cele

alimentate

de

la

o

surstr

de

curent

continuu'

manrnea

comulate

in

circuitul

de

ieEire hind

curenrul,

iar

forma

tensiunii

e$e

imPusa

de

sarcina'

Atar

inverroarele

de

rensiune,

cit

qi

cele

de

cuenr

por

fi

monofazate

5i

rrifazate'

Narura sursei

continue

lmpune

natura

recePtorului

altemativ:

*invertoareledetensiunealimenteazAreceptoaredecurent;



9

INVERTOARE CU

COMUTATIE

COMA\DATA

-

invenoarele de

curent

alimenleaztr

receptoare

de

tensiune, pentru

ca

sursa

qi

receptonrl

(sarcina)

&ebuie

sA

fie

de

naturi diferite-

c)

dupi

forma de undA la

iegire:

-

invertoare

cu

semnal

dreptunghiular;

-

invertoare cu

semnal

dreptunghiular

modulat

in

duratA;

-

invertoare cu

semnal

sinusoidal;

-

invertoare cu

semnal sintetizat care aproximeazA

sinusoida

prin

trepte.

d) dupAmodul

de comandA:

-

invertoare comandate

cu

undl

plini;

-

invertoare comandate pe

principiul

modulirii

in

duratA a

impulsurilor

de comandA (MID;

MLI

-

in

limba

francezl,

PWM

-

in limba

englez{)

lnvertoarele de

tensiune

mai pot fi

clasificate

5i

dupA numirul

de

nivele de tensiune

de la ieqire

in:

-

invertoare cu

doud nivele;

-

invertoare cu

trei

nivele

cu punct

neutru

flotant;

-

invertoare

multinivel

cu celule

de

comutatie imbrjcate;

Majoritatea

invertoarelormonofazate

gi

trifazate

sunt

construite avind

la

bazA bratul

de

semipunte monofazati.

Puntea

monofazatA

contire

douA

brate,

iar

cea

trifazattr

trei.

Fiecare

brat conline

douA comutatore

care

functioneaztr

in

contra-timp:

c6nd

unul

este

inchis.

celAlalt

este deschis

qi

invers.

Comanda comutatoarelor

este fecute. astfel

incal

mtrrimea

altemativd de ieqire

dacA

este

monofazatA are

valoarea

medie nuld

si

dacA este

trifazate are

valoarea

medie

a

mirimii

de

faz:i

nuld.

O

categorie

speciall

de invertoare

sunt

cele cu

circuit

rezonant.

Comulatia

inrreruptoarelor

se face cu

o

frecventd apropiati de

frecvenla

de rezonanti a

sarcinii

gi

sarcila

e$e

aceea care controleazA

comutatia.

de aceea aceste inYenoare mai

sunt

numite

si

cu comutatie

de la

sarcini.

Avfud

modul de comandi ca si de

aplicatie particular. vor

fi

studiate

intr-r-rn

paragraf

separat. Penrru

fiecare

tip

de

invertor.

funclionarea

depinde de

natura

sarcinii.

Diferentele

de functionare

se

vor

exemplifica

pentru

anumite cazuri.

considerdnd

diverse

tipuri

de

sarcini.

Penru

a

uqura

inlelegerea

fenomenelor legate de

func{onare,

in

unele

cazuri se

vor

considera

valabile

3 ipoteze:

9.a Sursa

care fwnizeazA

mtrrimea

de intrare continuA

este

perfecta

(sursi

de tensiune cu

rnpedantA

intema

neglijabilJ-

swse de curent

cu

impedanti

intemi

inlrnitd);

9.b lntreruptoarele

sunt ideale,

(cAdere

de tensiune in direct nulA,

curent

de

scurgere in

invers

nul. comutatii

instantanee);

9.c

Receptorul

altemativ

este

perfecr

(absoarbe

tn

curent

sau

o

tensiune

sinusoidali).

Studiul

invertoarelor

se

va

face

conform clasificlrii

de la

punctul

c).

9.2

Invertoare

de

tensiune

cu tensiune

dreptunghiulari

la

iesire

hvenoarele

cu tensiune

la

ieqire

dreprunghiulartr sunt utilizate in

convertoarele cu

fazi

hrermediarA

de tensiune

continul

(in

combinatie

cu redresoare comandate)

sau

pentru

alimentarea

sarcinilor

care

supona armonici

de rang ridicat-

282

233

Pentru

sarcinile

care

cer

o

alimentare

de

calitate,

obtinerea

tensiunii

sinusoidale

la

ie5ire

se

reahzeaz|

printr-un

filtru

"trece-jos".

9.2.1

Invertorul paralel

Invertorul

paralel

este un

invertor

monofazat

de tensiune.

Schema

este

prezentat5

in

fi9.

9'1'

Numele

siu

provine

de la

aparilia

in paralel

a

condensarorului

care

fitmizeazA

puterea

reactiva

necesarA

comutaliei,

cu tiristorul

care

se btocheazi.

9.2.1.1

Functionarea

cu

sarcintr rezistivi

Privind

schema

din

fig,

9.1,

se

poate

observa u$or

ce aceasta

este asemanatoare

cu

schema

unui

redresor

monofazat

cu punct

median,

la

care se

adaugi

condensatorul

necesat

blocirii

pe

rend

a

dristoarelor.

Fig.9.1

Invenor

de tensiune

paralel

cu tirisoare.

Sarcina

rezistiv{

R

este conectata

in

secundarul transformarorului

Tr,

considerat

fira

pierderi

qi

cu

un

curent

de

magnetizaee

neglijabil.

Primarul

transformatorulur

are

o

prizi

mediani-

asfel

incit"

dacA

se

aplica

o

tensiune

U. intre punctele

A

qi

O. se

obtine la

bomele

condensatorului

u,=u^=2A",

pnn

efect

de autotransformator.

ln acela5i

timp, avem

u,=

ust

=2.

(daci

zr=/l-

numirul

de

spire). Inductanla

L,

de firrare

ne

permire

sd

considerlm

constanr

curenol

fumizat

de

sursi.

ln

acela5i

tknp,

L, limiteazi

curenrul

absorbit

la

valori

acceptabile.

circuitul

de

comutatie

esre format

din

C,

t

5i

t.

Formele

de

undtr

sunr

cele

din fig.

9.2,

(trasate

cu

linie conrinue).

ln

ng.

s.r se

poare

urmAri

comuh{ia

intre

tirisroarele

T,

Si

I,

erapA cu

ebpa.

ir,

-fL-

i''

Tc

T

'

,2



9

INVERTOARE

CU

COMUTATIE

COMANDATA

u

fi

/

j,\

i_.:

I

i

:t

-;

rc

+2U

tTl:t

"

+2U

'

tT2:t

"

-2U

'+:f

/

t*t

1i

Fig-

9.2

Invcronrr

pararer

cu

sarcini

rezistivtr

sau

rezistiv-inductivi:

(linie

continul-sarcinA

rczistiv{

linie

inrenrpti_sarcini

rezistiv-inductivi).

Se presupune

ca,

la

momentul

lo,

r

este

in

conducrie.

Er

este parcurs

de

curentu

'72

-.,.

ln

secundar

se

aplici

uos

=U,

qi

rezulti

de

aici

(vezi

fig.

9.3,a):

uu

=2U,

fi

uc

=-utz

-

-2U,

La

momennrl

t,

se

comandA

amorsarea

lui

\.

se

blocheazi,

deoarece:

(e.l)

(e.2)

1=

tt,

=

234

I

I

I

t

i

tun

{

4/

t

'

'tbl

t

-2U,

(e.5)

9.2

Invertoare

de

tensiune cu

ielire

dreptunghiulard

gi

curentul de

descArcare

al

condensatorului se

adaugtr

la

curentul

inilial

in tiristorul

\,

ajutind astfel la

arnorsarea

acestuia.

/a

1\

",,1

Y

I

I

I

I

tr

UI

I

I

I

Y

-o-

Fig.

9.3

Iavcrtor

paralel

cu sarcintr

rczistivl

sau rezistiv-inductivL

a), b), c),

d) -

partca

activi

a

circuiului

in timpul

fiecirui

intcrval

dc ftmc$onarc

ln

momentul 12,

condensatorul

s-a

descdrcat,

tensiunea

sa

este

nule

Ei

dristorul

T.

5i-

a

recipetat capacitatea

de blocare. I

w

poate

aplica

acum o tensiune

directi"

care

este

intotdeauna

tensiunea

condensatorului care

se

reincarcA

cu o

polaritate inversA:

ilo^=U,

ulg=21J,

u,=uo=/{J"

(9.4)

ln

intervalul

(tr,to)

condensatorul

rimane

incircat

li

u,=29,.

La

momentul

r.,

se

comandA

amorsarea

lui

T,. T

se blocheazi,

deoarece:

tlt

=

-u, =-?u,

285

'E

I

TI

,ug

ili

I <--



9

IIiVERTOARE

CU

COI\IUTATIE

COMANDATA

si

cuentul

de

descarcare

al

condensatorului

determina

cresterea

curentului

inital

in

tirisrorul

T.,

facilitdnd

astfel

amorsarea

acesnria:

(e.6)

Se

poate

considera

ci

intervalul

I

o

-

t, reprezinte

jumibtea

perioadei

de funclionare

a invertorului.

Situalia

circuitului

la

momentul

t?

e$e

aceea{i

cu

cea

la

momentul

l'

5i

fenomenele

se

rePete

Periodic'

Pe

durata

comuu;i.

de exemplu

t

e(r,J)'

penuu

circuitul

din

fig'

9-3'b

se

poate

scrie:

$i:

u,

=

Ri"

si

de

asemenea:

thz

=

u"

=

ktt,

ln frnal,

se

obtine:

cu condilia

inifale:

5i

solutia:

-di

k-

/qR)

p61r:

a:-+i,

=:1,

\2-v)

rot=-i{\f)

rpy=Lt"+Ae-' .(RCr')

^du,

,

-fu,

u:

t-

=

C

---:-

=

KL

-

dt

d/'

\rt

-i

i-ILi-

=n"i.

1

\-.

1

'

nnde:

t

=L;

n.

,.:

(

)o-''' )

u.(r)=1-nt,l

t-;::-.r;'

I

'

I

\

I+c

/

e-tlt

i,(t)=

1,7-:--,1.

lfc

(9.7)

poate

determma

(e

e)

(e.10)

Daci se

noteaza:

RCk2

=

t

5i

se

tine

cont

de

conditia

inilialA'

se

constanta

A:

k

&

-

.

-rt1a

.

kl

,

t',

*

o

= -/,

-

Ae-"''

-

A

=

-';;itt

qi. cu

ajutonrl

acestei

constante,

forma

lurald

a

solutiei:

tt (

'd-ttt

)

. Er.l, :\

; /r\

-

----l-l

|

--

|

.s\,/-

?

['

l+"-rt.,

)

Acum

se

deduce

uqor:

286

(9

11)

9.2

Invertoare

de tensiune

cu

iqire

dreptungbiular{

Timpul

rrR

rezulte

din condilia:

r.

(rr*)

=

g

5i

rrebuie

comParat

cu

to

-timp

de dezamonare

al

tiristorului. care este

o datA de catalog

pentru

acesta:

.2

to^=tlll-----;;=')1,

lftr

(9.1?)

Aceasti

schemA nu

func$oneazA

bine

decit

cu sarcine rezistivd-

ln

gol,

tensiunea la

bomele

condensatorului

creqte repede

la

valori

periculoase, datoritd

energiei

absorbite

de

la

sursa

de

tensiune

continui

qi

care

nu

se

poate

utiliza

in circuitul

de tensiune

altemativa

Aceasti

energie

se

va

acumul4 la

fiecare comuta$e,

in

cimpul

electric

al condensatorului.

De

acest

fapt rebuie

se

se

inA

cont,

iar

condensatorut

s{

se

dimensioneze in

aga

fei

incdr,

pentru

sarcina

minimi,

tensiunea

la

bomele

sale

sA nu fie

prea

mare pentnr intremptoare

(tiristoare).

o

alti

conditie

impusi

condensatorului

este

aceea de a avea

un timp

de

descircare

/r^

superior

timpului

de dezamorsare

al

tiristorului,

t,

{vezi

relatia

9.

l2). Dat

tor

depinde de

valoarea

sarcinii acumulate

(curentului

de sarcinA) inc2t.

pentru

suprasarcini de

scuile

durad, acesta

poate

deveni ati.t

de

mic incdt tiristoarele

si

nu

mai

dispunA de

timpul

necesar pentru

a

se

bloca,

determin2nd

defectarea

invertorului

(conductie

in

"cross").

9-2.1.2

Functionarea

cu

sarcini rezistir-inductivtr

La

firnclionarea

cu

sarcinA rezistiv-inductivA.

energia acumulat|

in

cimpul

magnetic

al

inductantei nu

se

disipi

decd.t

partial

in

rezisten tr.

Restul de energie este

cedat, in timpul

perioadei

de

comutalie,

condensatorului-

Sursa

nu poale primi

aceastd

energie

din cauza

componentelor

semiconductoare

unidheclionale.

ln ipoteza

in care

in circuir nu

existtr

elemente

disipative,

tensiunea

la

bomele

condensatorului

creEte

la

infinit-

ln

realitare.

regimul rinde

si

se

stabilizeze, dar tensiunea

,r. cre$te la fiecare comutatie

qi

poare

atinge

de

i0...20 de

ori

valoarea

tensiunii

de alimentare

U.. O

sarcinA

cu

irductanra

mare are avanrajul

cA

determinA

o

forml

de undd

a tensiunii

secundare r.r, mai

apropiati de

sinusoidtr. Se

va

deduce

din

nou

expresia variabilelor.

ln

acesr

caz,

plecind

de la :

u'=

Ri'+L+

ot

$i

cu

toate

ce.lelalte

relatii neschimbate,

se

obtine:

LCk'+*

p61=

9 *,,

=

r

7.

(e.ti)

d/- dr

.:

Solulia depinde

de

semnul determinanrului

A

al

ecuatiei

caracteristice,

dedus

din

ecuatia

diferentiali:

I

;

L

o=-

sl

2L

287



9

INVERTOARE CU COMUTATIE

COMANDATA

DacA

A

>

0, arunci

i- are

o

variatie

exponentiale;

Daca

A

<0,

adici: 6.''/,., ,uu

A..+,

ceea ce reprezinta de

tapr

cazul

,/K

2L

KJLC

real

al unei sarcini

rezistiv-inductive,

rispunsul este

periodic

amortizat:

r,

1r1

=

r

1.

+e-&(Acosarr+Bsinolr)

(e.

r1)

(

T

Ti-n-

,,

,'l

ocosd)--dsmcd-

ie

-'-

^---

a

I

+2cosarle-:r: e-,'

]

Tinand

cont

de

conditiile

impuse de simetrie:

(r

/\

di,

I

di,

I

(Ui=-it'liI

$t

--.-l

=-

-

i

'/

-

df

l,=o

dt

1,.r.:

se

pot

determina

conslantele

.{

5i

B:

^

kI,

a)

/ T 7-\

6*i 6cosr,.r-

+

crrsinata

le-6t'

I

I

)l

T

-^

+lcosad-e

- -

+e

-'

2

Formele

de

undi

sunl

reprezentate cu linie

punctala in

fig. 9.2. Consideratiile

cu

privire la

rimpul

de descdrcare

al

condensatorului

rAm?n

valabile,

dar de data

aceasta

el esle

mai mare

decit

in

cazul

prececient:

I,L

> t

bR.

9.2.1.3

Functionarea

cu diodtr

de

regim

liber

Dezavantajele

prezentate

mai

inainte pot fi

eliminate

cu ajutorul a

douA

diode

de

regim

liber

D,

5i

D.

(fig.

9.a)-

Ele permit scurgerea

de energie spre sursa de

tensiune

continui. D,

qi

D"

strnt montate

simetric

in

raport

cu

mijlocul

inf\urerii

primare, in

a5a

fel

incdt: n,.

=

(0.

1. . .0,

2)n,

,

. Aceastd

schemA

se

numeite

Mc

Murray

-

Shattuck-

Diodele

Dr,

Ei

Dr.

sunt

diode

de

separare,

care impiedici

descArcarea accidentall

a

condensatorului

daci

sarcina

este

activa

5i

prezinti

o

tensiune

elecuomotoare alternativA.

DacA

sarcina

este pasivd

(rezistiv-inductivd),

nu este

nevoie

de

diode

de

separare.

lnductanta

de comutalie L. separtr tiristoarele

I

Si

I

de

diodele

D,

qi

D,,5i

fonneazi

impreuni

cu

C

un

circuit oscilant.

Inductanta

de filtrare

L,

nu mai

este necesarl

L,

este

mult

mai mici

decdt

L,

ceea ce reprezinti

un avantaj. De

asemenea, ea are rolul

de

a limita

vdrfurile curentului

de intrare

i"

la

intrarea

in

conductie

a

tiristoarelor-

Condensatorul

de comutalie

C

poate

fi

destul de

mic,

chiar

pentru vatori

mari

ale

lui

f. ln

gol,

tensiunea

la bomele

sale

nu depAgeye decdt

cu

putin

valoarea2U,.

Pentru

a inlelege

mai u5or func$onarea

acestei

scheme,

trebuie

sA

se

tini cont

ce:

-

inductanla de sarcini

t

impiedicA

varialia

discontinutr

a cuentului de sarcini

i,

qi

deci

a

solenatiilor

secundare

qi

primare:

-

tensiunea

a.

la

bornele

condensatorului

C

nu poate prezenta discontinuitate.

Potentialele

diverselor

puncte ale

prirnarului

transformatorului

(v^,vr,v^.,r'"),

sau

ale

secundarului

au

aceeaqi

proprietate;

-

inducranlaLr

fiindinseriecu\sauT..sumarr,

+i.,nupoatesuferi discontiruititi-

288

?49

(e.16)

9.2 Invertoare

de

tensiune cu

iqire

dreptunghiulartr

,

UUI

O

rr

sffelt

lLc

I

1"

rt2

/T^

Dsr

irr

Tt

t't,

l

.Y

7

I

7

',,,

-

torf

;

\

tl

{--

u

Dr

'17

rm\

if'-

-

t

C

C

I

I

a

{,

{rt

t(

Fig.

9.{ lnvenor

paralel

cu

diode

de regim

liber.

Succesiunea

fenomenelor

pe

durata comutatiei

este

prezentale

in

fig.

9.5

gi

formele

de undA.in

fig.

9.6.

I-nainte

de

momentul

r.,

considerat

drept

origine a timpilor,

se

presupune

cd

Tl este

cel care

conduce,

curenul

rr.

av6nd

o

varialie

foarte

lenta, dererminatd

de cea

a

lui

i".

in

circuitul

desenat cu

linie

groasd

in

fig. 9.5,a, care

este

cel parcurs

de curenl

in acest

interval,

avem:

Y

U,-uor-rr*=

O (e.15)

sau:

uos

=

u,

-

y'r ,

=

11.,

u

deci

relatii

similare

cu cele

scrise pentru

schema

din

fig.

9.3:

uu

=2U, qi

u,

=

-u^B

-

-2U,

ln momennrl

,, ririsrorul

prime5te

un

semnal pe poana,

se

deblocheaza

qi

permire

aplicarea

tensiunii

a.

la

bomele

lui

Tl, a5a

incit

acesta

se

blocheazA:

hz=il"--Zu,.

curenrul

1"

ese

nul

qi,

deoarece

suma rrr+irz

nu poare

avea

d.iscontinuirati,

6,

ia imediat

valoarea

lui

1.

exact

inainte

de blocare.

Penrru

a compensa

variatia

curenlilor

qi

a evita

o

discontinuitate

a

solenaliilor,

curenrul

i.

ia

brusc vatoarea

2ir,.

lntre

,o

$i

r'

evolutia

circuirului

(vezi

fig.

9.5,b) este

descristr

de:

,-

=?=

T=u,

.

dir,

OT



9 II(VERTOARE

CU COMUTATIE

COI\{ANDAT',{

La lnceputul

intervalului,

u,f2=

-U,

1\:

dir,

-Il,-ui1

-2u,

,o

L,

Curentulrr,creEe,decicondensatorulsedescarcd'apoisereincarcipdnala

valoarea

2U". Dnecuatia

(9.

16) rezultl

*=Ot

aqadar,

rt,

este

ma;iim

cind

u,=2u,'

Apoi

cnrentul

r'

incepe si

scadi.

Curentul

absorbit

este

egal

cu:

i.

=

irr+i,'La

momentul

ts,

lt,

=

azr

=

0.

Tensiunile

la

bomele

diodelor

sunt:

uo:=-tJ,-+#

sau

uD2

=-u,-+#i

cu:

k'=hl\r.

Aceasta

tensiune

trebuie

si rlmdnA

negativi

5i

D.

bloca6

uDt=-ut't-

Lr9i)-,

sau,

tin6nd

cont

de rela$a

(9'16):

n^.

u- u.

(

k'

.,)u. rl

u,,

=-illilT*;-r,

$,

trpr

=l-

r,_"r*,

)T-",

it "l:

-

-

L,

t

Acea$eetaptrincereazAcirrda,'devinepozitivSqiD,conduce'lamomentull,:

1fl

u.

=

'u:,

=

?(k'

-l\U

"

(9.20)

F:-

intrucAt:

vo^

=Lt,=coost',

a" nu

mai

vattazA

9i

rlmdne

Ia

valoarea

constanta

z(t<'+t)u,

ceea ce determina

un curent

i.

=0'

Solenatrile

pierdute

(i. parcurge

jumatatea

oB

a spcundanrlui)

vor

fi

compensate

de

creqterea

lui

iDl

in

momentul

1,,

in a5a

fel incat:

io,r,,

=(q,

*&,)i.

sau:

ir'

={t+t<')t,

cu:

/"-valoarea

curentului de incircare

al

condensatorului

la

momentul

l,

'

Etapa

urmatoare.

intre

r'

qi

t.

este

reprezentata

in

fig'

9'5'c'

Evolulia

variabilelor

se

face

conform

ecuatiilor:

tz\*

t')u,

n1

p;

.*Tdit=

dt

,

di.

tri

I'ar.

= -l'or

L=-k,u,<o

fltt

n'.ir,

+n,,(ir,

-

ior)=

n^i,

290

291

9.2 lavertoare

de

letrsiuDe

cu

(e.

l8)

(9.

le)

(e.2r)

/o

??\

(9.13)

(9.24)

B

D

-st

Tl

+

:u +tll

"or{

1o,

o.

1,1,u-

Fig.

9.5

lnvertorul

paralel

cu

diode

de regim

liber:

a),

b),

c), d),

e),

0

-

parrea

active

a circuirului

in timpul

fiecdrui interval.

Vo"

Yr.

)

'Y

.. it,

Y

"r;

n-

i--I_l,:

j

o,,

|]

,+

uo,A1n, o,

IA'-



9

INVERTOARE

CU

COMUTATIE COMANDATA

Analizind

aceste

ecuatii,

se

constatA

ce:

*

4,

descreEte

9i

tinde

spre

zero;

-

i,

,

ne-eativ din

cauza defazajului

inductiv, vaiaztr

de

asemenea

spre zero, avdnd tendinta

si

devintr.pozitiv;

-

diferenp(4,

-io,)

este de asemenea

negadva

qi

dnde spre zero,

adici io,

este

pozitiv

Ei

tinde spre zero,

simultan

cu

i,

,

dar

mai

lent

decdt

rr,

-

ln momentul

tr,

4,,=0

$i

I

se

blocheazA

sPontan. ln

intervalul

(r",lr),

data

hind

conductia lui

D,,

tensiunea

rlmdne

constantt:

u,=Z(t+*')U,-

Ecuatia

(9.22)

rAmAne incA

valabilA

qi:

Curentii ro,

$

i,

tind

impreuni spre

zero.

ln

momentul

l'

ir,

=

0,

D, se

blocheazi, dar

t

trebuie

sa

Poa16

prelua

conductia

(adici

semnalul

pe poarta

sa trebuie str

fie menlinut) pentru a

asigura

evolulia lui i,

spre

valori

pozitive,

dupA

Eecerea

lui prin

zero.

lncepdnd

cu

/,

evolutia

circuitului

este descrisi

de:

.tL

lDr

=

-1,

rt

'o^:\=u,-t,+

(e.25)

(e"26)

tc

i

'Tl

n.,

-)t;

,\"

^du-

=Lj

dr

=

i"

+i"

-

i,)

=

nri,

.l; ,

pi,

ayolL--b-u,

Tensiunea

t. scade

putin

(cu

?k'U,)

qi

rinde

spre

2{/,,

curentul

i.

fiind mic.

Curentul

i,

creEe,

deoarece tensiunea

z, > 0.

Curenrul

1,

poate

h

aproximat

prin

i. :

ir,

=

i,

='nt

,,. arcre5te

pini

la o

valoare

nr

egalA

cu cea

pe

carc

a

luat-o

dupA

amorsare,la t

=1".

ln momentut

to

=T12.

tiristorul

T,

prime5te

comanda

de

amorsare

qi

fenomenele se

desfAgoari

ir

acelaqi

mod

in cealalti

jumetate

de inf\urare

principale.

Din sntdiul

variatiei

formelor de

undi, rezultA cdteva condirii

care

trebuie

sl

fie

satisfAcute

de

cAtre

componentele

semiconductoare ale

montajului:

-

trebuie str suporte o

tensiune

inversA:

vR

^t

=

(1,5...z)zu,(t+

*')

292

to

)1\

,

tT

(9.33)

9.2

Invertoare

de

tensiune

cu ieqire

dtgqtulgli"l-i

-

trebuie

si

permiti

trecerea

unui

curent

mediu:

notatiile

avind

semnificatiile

care

rezultA

din

fig' 9-6-

Penru

a

Putea

utiliza

aceasttr

formull'

e$e

necesar

sI se

calculeze

I''t'

Si

tt

Expresia

analiticA

a

lui

4'

se

obtine

plecdnd

de

Ia

ecuatia:

., .

I

u.(r)

=

P;,,

-

t,+.

;[(i,

+ i,)x

+u,.

care

are

conditiile

initiale:

Soiutia

este:

U

*

=

-2U

,',

i.

(0)

=

i,;

,t,

(0)

=

t,

6,

(r)

=

Lsin

at

+21

"cosol

-

/,

punind:

X

=aL;

r=ff-t ;

a)=l ,C";

5=R

(2lt)

Comutatia

este

incheiati

cind:

,\,di.

uLk\t,)=

Lr-i-

de

unde,

tinind

conr de

relatia

(9-30)'

se

obtine:

,,=+l+',.+.+)

(e.28)

(9.2e)

_n

(9.30)

(9.3

1)

(9.32)

a

curentului

care

soliciti

Trebuie

sa

se

verifice

cai

to>

0...t.5)t"12'

Din

ecuatia

(9.30)

se

deduce

valoarea

reperitivi

maximi

tiri$orul:

fV rr

r.

=/tr.c)al.,-{i;

1.

- -- :-i,

ffrr

f xrl

293

='F'"74-''



9 INVERTOARE

CU COMUTATIE

COMANDATA

2(nrr+nrr)

u

"=----il--\

2(l+k')u.

)t7

t

=0

-

{t+k')u.

i11

T

t

:0

t

=0

2(r+k)u.

rlI

-k'u.

t":0

i

Fig.

9.6

Formele

de

undtr pentru

invertorul

paralel

cu

diode

de regim

liber'

=Fu.

i

l

:

i

t;\

T

I

t4

Fu

TN

\

\

I

I

291 295

9.2 Invertoare

de tensiune

c-tr

ae{ire

dreptunghiularil

$i:

|

'

=

n"L'l'

'

\ru,

Elemenrele pasive

sunt

calculate

cu retaliile:

(e.34)

C

=

zogl

:I:''

;

L,

=

Lo3u

Jo'

U,'IO

unde:

Functionarea

rtrmine neschimbata

dacl

condensaton-rl

secundare

ale transformatorului.

(e.35)

este

montat

intre

bomele

Acest

gen

de

invertor

se

utilizeazi

anrnci

cind

tensiunea disponibila

pentru

alimentarea

sa

este

mici,

deoarece

el

este

"dublor

de

tensiune": cAnd

ri

=

n",

dar

tensiunea

de

ieqire nu

este

reglabile.

Un alt

avantaj

al

acestor

invertoare

,

cu doui tiristoare,

este ca

sursa de

alimentare

trebuie

si

suporte

doar ciderea

de

tensiune pe un

tiristor, lucru imponant

pentnr

rardamenrul

transformirii,

c6nd

sursa

este de

tensiune

scAzurA.

Daci

se

uilizeazA

doud montaje

"invenor

paralel", care lucreazA

pe

cele doud

primare

ale

aceluiaqi

transformator

(frg.9.7),

se

poate

obline

o buni stabilizare

qi

reglajul

tensiunii

de ieqire, chiar cu

o

surse

constanle

de

tensiune

scezuta

ca alimentare.

Comanda

liri$oarelor celor

douA

montaje este

decalati

cu un unghi

2a,

astfel

incit

amplirudinea

rezultantei

celor doui tensiuni,

deci

Ei

valoarea

sa efectiva,

sA

fie

functie

de

acest

defazaj:

Curentul

secundar

este

filtrar cu douA

filtre:

unul

in

serie

(t,,C,)

qi

unul in

paralel

(,L..q

).

ambele acordate

pentru

obtinerea la ie5ire a fundamentalei

ur,

(fig.

9.7).

"Li"

este

un circuit

care

are

rolul

de

a

dezacord.a

circuitul

(t,.C,

)

in

cazul

unui

scuncircuit"

pentru

a limita

valoarea

curenrului

de

defect.

9.2.2 lnvertorul

monofazat

in

semipunte

lnvertoarele in

semipunte

(fig.

9.8)

numite

qi

invertoare

cu

sursa

de

tensiune

cu

punct

median

sunt

"dubloare

de

curent".

Comutatoarelel

Ki

(i

=

1,2)

,

aici

prezentate

ca

fiind

formate

din cdte

un

rinstor

I

Qi

o

diodd

D,

sunt bidirectionale

in

curent

5i

unidirectionale

in

tensiune.

'b -

o

L



9

INVERTOARE CU COMUTATIE

COMANDATA

-2u.

Fig.9.7

Combinarea a

doui

invertoare paralele:

schema

$i

formele de undi_

Punctul

O

este

punctul

median

al

sursei,

obdnut

prin

inrermediul

condensatoare

C.

Avem:

de unde:

u.r+tt.2=Uc

da.,

_

_

da",

dr

dr

296

9'2

lnvertoare

d"

t"*i1o"

tu

it{itt

dttptt'

$i:

.

^du.,

.

-du,.

-,

.,

=

C?= -t"1

=-L

d,

-'.'

adicA

un

condensator

se

incarce

5i

altul

se

descarcA'

cu

acela$i

curent

tc

'

\

l

+U

/2

, iUn-

Ao,

I

$l:

Fig. 9'E

Invertorin

semrPunte'

Teorema

lui Kirchoff

in

nodul

O

ne

Perrnite

si

scriem:

i,=i,"-i"'

(9.36)

Decicurenfulcareajungelapunctulmedianoestedub|ulcurentuluicarecircula

prin

bragul

divizorului

capacitiv'

Cand

\

sau

D.

conduc,

avem

urmitoarele

relalii

inue

curenlt:

i.

=

i,

+i",

=

ir+

i,

=

-2i,

+i,

=

i"

ti,

cu

relalia

(9.36):

cand

r.

sau

D,

conduc'

avem:

i'=+2i'

(9.37)

,

=

it

+ i",

=

i.

-

i,

=

-i,

-

i,

=2i,-

i,

=

i"

aPor:

i'

=

-2i'

Afadar,comutatoarelesuntmaisolicitateincurent(2i')deci'tintensiune(U')'in

compalaliecuinvenorulparalelalimentattaoaceea5isursi$icuoaceea5isarcini.

-,Y,

s

1

''c2

u I-_ a

.1 t-

v

lr

Yi

7'.

'

"Y

ni

^---z-T

'

Y

Yirz

celor

douA

297



9

INVERTOARECUCOMUTA

Formele de undtr

pentru functionarea

cu

sarcintr

inductivi

qi

capacitivd,cu

luarea'tn

consideralie

a ipolezelor 9.a,

9.b

qi

9,c,sunt

date in fig.

9.9.

Se

observ6

ce

pentru

funclionarca

atit

cu

sarcinA

inductivA,cdt

5i

capacitivA

comutatoarele

trebuie

sA

fie

comandabile atit

la

deschidere

,

cit

5i

la inchidere-

ln ng.

l.tO,a este

prezentat

un

montaj simplu,

cu

elemente

pasive

necesare

comuratiei. ln

ng-

l.tO,U

qi

c sunt

prezentate douA

variante: cu ameliorarea

comutariei b)

qi

a

recuperirii

c). Montajul din

fig.

9-10,c

ese

cel mai

des utilizat.

Existenla

diodelor

de

recuperare

permire inapoierea la surstr

a unei pi4i din

energia

inmagazinatA

in

inductanla

I

la

inceputul

comutaliei.

usl.

tl:

_

tl:

-

I

uKt

A

ult

ll

l:

in

conductie

Tr Dr T"

D.

-*'

I

c

t

;

I

u2

Fig. 9.9

Forme

de

undl

penu-u

invertorul

monofazat

in

semipunte.

uKt

l

in conduaie

298

299

I

L^

t-

t-

L

-uuu-

c

9.2

Invertoare

de

lenciune cr

iegire

dreptunghiularl

b)

Fig.

9.10

Montajele practicc

pentru invenoarcle

in

semipunte.

9.2.3

Invertorul

in

punte

monofazati

Invertorul

este constituit

din 2 brate

de

semi-punre. Pentru generalitate,

in fig.

9.11

comutatoarele

K,

au

fost prezcrfiate

ca

frind

alcdtuite

dinrr-un intreruptor

S,

qi

o

diodi

Di' i=(l+4).

Comutatoarele

K,

pot conduce

atit

curenli

pozitivi,

cdt

5i

curenti

negativi.

Pe durata de

conductie

a diodelor

Q

se restituie

sursei

de curent conrinuu

energia

inmagazinati

in

sarcintr.

Functionarea

invertorului va

fi

snrdiatA

cu

luarea in consideragie

a

ipotezelor

9.a, 9.b

qi

9-c.

Fig.

9.ll

Inverorul

de tensiune monofazal

In

ng.

l.tl

s-au

notar

cu

S,,

i=(1+4)

intreruptoarele unidirectionale

in

cwenl

(conduc

doar

curenli

pozitivi).

Comanda

cu

undi

pline

a

comutatoarelor

K,

se

poate

face:

a)

simetric;

b)

asimerric.

lt'

t:

ll

i"l

I

L

*-'

iU..-

nlArn

))

J

,

Mr"

N

7

D"

---:--z

n

u-

s



9 INVERTOARE CU

COMUTATIE

COMANDATA

I

9-2.3.1 Comanda

simetricil

cu undl

plintr

Indiferent

de natura sarcinii comutatoarele

K,

gi

K.

vor

fi

inchise pentru

un

interval

r T\

(T

\

de timp r e

I

O,;

I.

lar

I(.

qi K, pentru t

el:-,7

|

incdt

tensiunea

la bomele

sarcinii

va

fi:

t)tt, I

\

-/

)

*"*,.[0,1)

pentru

|

.

[I.a]

\2

/

|

*u.

,.=l

l-a

(e.3e)

/

r\

Pe

durata

|

0,-

|

comutatorul

K,

leagi

boma

A

a sursei

de borna

M

a

sarcinii,

el

\

L)

fiind

parcurs atdt de

un curent

pozitiv

c6.t

5i

de unul negativ.

Modul lui

de comandi este

functie d.e semnut curentului

la momenrul

I.

2

Astfel:

T

-

daci

i*,

=

j,

>

0

deschiderea la

i-

trebuie sA fie comandara

prin

comanda

lui

S,.

T

-

dacA

i*,

=

i,

(

0

deschiderea

la

l-

este

spontana

prin

blocarea

lui

D,, intrucdt

apare

rr,

>

0;

rezultA

cd

inchiderea

va

trebui

si

fie

comandad

prin

comanda

lui

S,.

Fiind

vorba

de un invertor

de tensiune,

la iegire

este comuuta

tensiunea,

iar curentul

i,

este

impus

de

sarcinA care, cu

luarea

in consideragie

a

ipotezei 9.c, va

fi un curent

sinusoidal.

a) F

unctionare

a c u

sarcind re

zistiv

-inductiv

d

Formele

de

undi

Pentru

schema

di"

fi9.

9.11

Ar cazul

firnctionarii

cu

o sarciri

Z"

inductivA

sunt

date

in

ftg.

9.12.

Curentul

f,

este

defazat

in

urma

tensiunii z, cu

unghiul g.

Unghiul

q,

deci intervalul

de

timp

(Qro)

depinde

de

sarcinA,

aEa

incit

intreruptoarele

S,

,

Sn uebuie comandare

ta inchidere

pe

tol

intervalul

i't,+l,iar

S.,

S,

pe

'

\

2,l

lT \

|

=,f

l,

chiar daci

ele nu

vor

Ii

tn conduclie

tor

timpul

pe

ace$e

intervale.

t', I

hactic

Pentru

a

evita conductia

"in

cross'

a

intreruptoarelor

din

acela5i

brat, trebuie

lisat

un

interval

de

timp

de

gardA

intre

comanda

la

inchidere

a

lui

S,

(respectiv

Sn)

5i

comanda Ia

deschidere a

lui S.

(respectiv

Sr).

ln realitate,

recePtorul altemativ

nu este perfecr

si

curentul

de

sarcini i,

se

abate de

la

forma sinusoidaltr,

a;a

cum

se

aratd

in

fig.

9. 13.

Se

observA

cA

succesiunea

in

comutatie

a componentelor

a

rtrmas

aceea5i

ca

in

fig.9.12.

300

30r

Invertoare

de

tensiutre

cu

i*r

I

tKa

in

conduclie

u1

D4

s1

sd

Kr;K4

lDzl

s'

Dr

s3

l

K2;K3

Fig.

9.f2 Formc

de

undl

ale

invertonrlui

monofazat

de tensiunc

functionind

cu sarcinl

inductivlq

comandtr

simericl

cu

undtr

plinl



9

NVERTOARE

CU COMUTATTE

COMANDATA

u

+U

0

_tl

intrarea in conduclie

prin comandi

a

lui S,.

c)

Concluzii

Din

snrdiul formelor de undi

prezentate

concluzii:

t

lD

1,

^

2

in

conduclie

o

t'

'so

o,

st

'g

K:

,

Kl

Ku,

Ks

Fig.

9.13 Forme

de undi

penu-u

cazul

sarcinii RL

reale.

b)

F unclionarea

cu

sarcini capacitivd

Formele de

undi

pentnr

schema

din

fig-

9.

1l

in

cazul funclionArii cu

o

sarcind

Z,

capacitivA

sunt date

in fig.

9.14.

Curenrul

i,

este defazar

cu

unghiul

E

inaintea

tensiunii

ar.

La

momentul

r

=

0

,

Sr este

comandat la inchidere

qi

preia curentul

de

la

D".

La t=to curentul

devine

negativ,

deci S, se blocheazd in

mod

natural qi

D,

preia

conductia-

ea

fiind

parcursA

de curent p6ni la

r

=

a

*6"

intervine blocajul

ei

dererminat

de

in

fig.

9.12

fi

9.la

rezultA

urmltoarele

o

comutatia

curentului

de

la

K,

la

K,

se

face:

in

cazul

sarcinii

inductive

prin comanda

de

deschidere

(blocare)

a

lui K,

(ca

urmare

a

comenzii de deschidere

a lui S,

care

este

parcurs

de

un curent

pozitiv);

in

cazul

sarcinii

capacitive

prin

comanda de

inchidere

(amorsare,

intrare

in

conductie) a

lui

K"

(ca

urrnare

a comenzii

de inchidere

a lui

S",

cici K,

era

parcurs

de

un curent

negativ);

curentul i,

are

o

polaritate

la

comutatia

de

la

K,

(respectiv

Ko) la K,

(respectiv

Kr)

qi

polaritatea

iaversA la comutalia

de

la IQ

(respectiv

Kr)

la

K,

(respectiv

K4). Prin

urmare

va

fi

utilizati doar capabilitatea la

blocare sau

la amorsare a intreruptoarelor.

302

Fig.

303

K,

penru:

r

modul

de parcurgere

al

caracteristicii

statice

a

comutatorului

K,

in

cazul

in

care

sarcina

este

inductivA

este

dar

in

fig..9.15.a,

iar

cind

esre capacirivefn

fig.

9.

l5,b;

u.4

I

p

,g

Loaduaicre

*:

'

).

Dt.

Sr.

D,

-il-

K.;Kr

Fig.

9.14

Forme

de

undi

ale invcrtomlui

mon

ofazzt

de tenslune

func$ion6nd

cu

sarcinl

capacitivtr;

comandi

simetricA

cu

unda

pUni.

lt*t

A

ixt

9.15

Caracterisdca

statictr

curent-rensiune

a

comularorului

a)

sarcintr

inductiv{

b)

sarcini

caDacidri_

b)



. dace

sarcina

poate

fi

atit inductivi,

cAt

qi

capacitivA atunci

va

fi

utilizatd

atit

aptirudinea

comutatoarelor

de

a

fi

comandate

Ia

deschidere,

cdt

Ei

Ia inchidere.

Acelaqi

lucru

se

intimplA

qi

dacl

in

locul comenzii

cu undA

plina prezentattr

in

acest paragraf

se utilizeazi

comanda

cu

modulatie

in

durattr

a

impulsurilor

de comandi

(MID,

PWM).

9.2.3.2

Comanda

asimetricii cu

undtr

plinl

Comanda

asimetricA cu

undi

plina

apare

daci

se decaleazl, cu

un unghi

d

comanda

celor

doui

semipunti.

t r I

lndiferent

de

natura

sarcinii,

K,

este

inchis

in

intervalul

lO,;

I,

K.

in

intervalul

lr-l^

-^..^l-r

I [r:-:l

l;.,

l.

rn

tlmp

ce

K4

va

tr

rnctus

rn

ld.-+al

$r

Ki

h

l;*d,'f

+aj;

se

observa

in

L;

J L

)

J

L:

J

ng-

9

I

O cl inueruptoarele

care

apartin aceluiaqi brat

sunt comandare tot

in

contratimp-

0 d

Tn Tn+s

T

T+c

H

t_{

H

|-|

. F--.-{

Fig.9.16

Comanda

asimetrici

cu

undtr plinl

Corespunzitor

logicii de comandi prezentatl

in

fig.

9.16,

rensiunea

a, la bomele

sarcinii

va

fi:

Kl

K?

K3

&

(9.40)

Studiul

funciionarii cu

sarcini inductivi,

respectiv

capacitivi"

va

fi

ficut

ludnd in

considerare

ipo{ezele

9.a,9.b

Si

9.c.

a) Funclionarea ca sarcind

rezistiv-inductivd

Formele

de undi

Penrru

frnctionarea cu

sarcinl rezistiv-inductivi

sunt

date

in

frg.

9.17.

Pentru

fiecare

din comutatoare

sunt specificate componentele

aflate

in conduclie

la

un moment

dat-

Tensiunea

la bomele

sarcinii are

valoarea

efectivA:

fO

pentru

, e

(0,

a)

I..

l*U,

penlru

,

e(q.,7

/2)

,,

=

1

0

pentru

I e(T

/2,T

l2+

a\

fr,

penlru

r

e(T

l2+a,T)

[0

pentru

te(T,T+a)

304

(9.41)

9.2

Invertoare de

tensiune

cu ielire

dreptunghiulartr

iar

fundamentala

ei

are

valoarea efectivtr:

'Kl

i.i

;

..zJt

d

Un

=

U,;"ott

Valoarea efectivi

a armonicii

de rang

(2n +

l)

este:

0i

(9.12)

(e.43)

0l

'K3

i"l

I

Kr: K4

--_^-,

3

Fig. 9,17

lnvertorul

monofazatin

punte firnc$on6nd

cu sarcinl

rezistiv-inductivl

(E>

0);

comanda

asimeu-ici

cu

undtr

PLinL

305



e TNVERTOARE

CU COMUTATIE

COMAI{DATA

b)

Functionarea

cu sarcind

capacitivd

Formele

de

undtr

pentru

funclionarea

cu

sarcina

capacitivi

sunt

date

in hg'

9'18'

0

uKr

r

Tl '

cl

0r

"xs +

u.

I

I

Fig.

e.

1

8

Inveromr

-"::r;'.:

H:#ITLT

;;arcintr

capac

itiv

r

(

e

<

0

)

;

Relaliile

(9.41),

(9.42)

Si

(9-a3)

rtrm6n

valabile-

306

9.2

Invertoare

de tensiune ct

iegire

dreptungbiularl

c)

Concluzii

Relalia

(9-41)

arati

ctr

valoarea

efecdve a tensiunii

la ieqire

se poate

modifica

variind

decalajul

a inte

comenzile

celor douA

semipunli.

Referitor

la

schimbul

de

energie

intre

sursa continuA

li

sarcina

Z"

se

vede

cA apr

trei tipuri

de

intervale:

l.

Intervale

in

care

sarcina

este

alimentati

de

la

sursi

Ei

in aceasi

situalie curenrul

i.

este

pozitiv.

ln

aceste

intervale

sunt

in

conduqie

componentele

semiconductoare comandabile

S,,S.,

sau S",Sr.

2.

lntervale

de recuperare

a energiei,

in

care

sarcina

trimite

energie spre

sursa de tensir.rne

continui

qi

curentul

i.

este

negativ.

ln

aceste

intervale

sunt

in

conduclie

cite

douA

d.iode

D,,Do,

sau Dr,Dr.

3.

lntervale

de

desclrcare

in

care

sarcina

Z,

este

scurtcircuitatA.

Circuir.rl

sursei de tensiune

continui

este deschis qi

curentul i. absorbit

de

ea

este,zero.

ln

conduclie

se

vor

glsi

intotdeauna

o

diodi

qi

o

componenti

semiconductoare

comandabili,

adicA

D,

qi

S'

sau

D"

9i

So

(figura

9-17),

respectiv S,

5i

D' sau

S.

qi

D.

(fig.

9.lS).

ln

intervalele

de

descircare tensiunea

r"

la bornele

sarcinii

este

0;

durata

acestor inter ,ale

este

9.

0)

Fundamentala

tensiunii

la

iesire

se

scrie:

'r=0nsin1al-f,)

iar

curenrul

de

sarcini

presupus

sinusoidal:

^d

r_

=/-sln((r)r---@l

")

Daci

curentul

i,

rf,m6ne

mereu

pozitiv in

inren,alul

\",: =z),

atunci

nu

vor

exista

L

intervale

de recuperare

gi

pentru

acest

caz din

relalia

(9.45)

rezuhi

conditia:

d,a

--

<a<-

)1

(9.46)

(e.17)

coordonate g,

A

sunt

prezentate

regimurile

de

valoarea

defaza.yului

g.

307

(9.44)

(9,45)

DacA

curenrul

i, rlmdne

mereu negativ

in inrervalul

@,+=

z),

atunci nu

va

mai

exista

interval de alimentare

a sarcinii

qi

pentru

acest caz

din

relatia

(9-45)

rezultd conditia:

aa

7t--<Q<-7t+-

'))

Dacl a5a

cum

s-a

prezentat

in fig.

9. 17

qi

9- l8 curentul

i"

trece

prin

0

in

intervalul

T

(d,:=

zr), atunci exista

cele

3

tipuri

de intervale

qi

valorile

defazajului

g

pentru

acea$a

a

srtuatie

trebuie

si

se

afle

in

intervalele:

.d

d.

(-<@<tt--1,

'')

1'

In

fig.

9.19, in sistemul

de

fiurctionare

care

pot

apirea

in

funclie de

.dd-

sau

l-x+;.9.-;)

(9.48)



9

INVERTOARE CU

COMUTATIE

COMANDATA

-180'

-120'

-60'

0

60-

120'

180'

Fig.

9.19 Regimuri de hrnctionare

in

cazul comenzii

asimetricc cu undi

plinl

Apar

urmetoarele siruarii:

dG

-

zona I

cu

0<

g<-

sau

-;.E.0

+

apar succesiv intervale de alimentare

Ei

de

descfucare;

-

zona

2 cu E>0

Ei

recuperare

$1

oescarcare;

-

zona

3 cu

g>0

si o-9.g.n

+

sau

g<0

si

-lt<g<-"*+

+ apai

succesiv

intervale

de

descircare

5i

recuperare;

-

zon

4

cu

g<0

si

-"*:.g.-+

+

apar

recuperare

qi

dascircare.

Segmentele

din hg. 9.19

corespund:

AB la i,

-

0

Pentru

41f

=

a

BC la

i,

=

0

Pentru

or

=

tr

AD la

t,=0

pentru

(N=n

DC Ia

1=0

pentru

cgt=d

Se

observtr

ce

natura

comutaliilor

care

trebuie

realizate

nu

mai depinde

numai

de

natura

sarcinii

(g>0

sau

g<

0)

ca in cazul

comenzii

simetrice,

ci

de unghiul de decatare

a

comenzii a.

Spre

exemplu,

a$a

cum

se

vede

in

fig.

9.17,

K,

conduce

curentul

i,

in inrervalul

(0,n),

interval

in

care acest

curent

se

inverseazA; i,

este

negativ

pentru

of

=0,

deci

in

conducgie

este

D,,

apoi S,

intrlin

conduclie

cdnd

i,

devine

pozitiv;

pentur=t=z,

Sr

a

trebuie

sA

intrenrpA

cuentul

i, pozitiv,

deci deschiderea trebuie

si fie

comandatS.

ad-:

<

g <

x- -- ::+

apar

succesiv

intervale

de

alimentare.

succesiv

intervale

de alimentare

308

309

9.2

Invertoare

de

tensiune

cu

ieqire

dreptunghiulartr

Dactr

curentrrl

i,

>

0

pentru

cdt

=

0

(fiS.

9.lS),

inchiderea

comanrlattr

a

lui S

stabile5te curentul

prin

sarcina

r,,

apoi acesta

cind

devine negativ

va

uece prin

dioda D,

care

se

va

bloca spontan

la

momentul

rol

=

z

e-ind

este

comandat la inchidere S..

Zonele

delimitate in

fig.

9.19

indicA

qi

narura

comutaliilor

care rrebuie

realizate.

Spre

exemplu,

trebuie

si

functioneze

cu

deschidere

cornandatir:

in

zona 1:

S, qi

S.:

in zona

2: S,

qi

S",

ca

Ei

S,

qi

So; in

zona

3: S.

qi

Sr;

in

zona

4:

nici

un

intreruptor.

ln realitate.

sarcina

altemativtr nu este

perfect1,

incat

curentul

i.

nu

va

fi

sinusoidal,

ci practic

va

fi

format

dh

segmene

de exponentiale,

aqa

cum

se aratA in fig.

9.20,

pentru

o

sarcini

RL.

Se

.rbsentr

ctr

succesiulea

in

comulatia comDonentelor

semiconductoere

a

rlmas

aceeaqi

ce

in fig. 9.17.

pentru

un acela5i

g >

0.

KIKlK

h

conductie

D1 Sl Dr S"

q

K1

I(1

Iq

ssqs4qs3

u

Fig.

9.20

Forme

de undl pentru cazul sarcinii

RL reale.

9.2.3.3

Invertoare monofazate in

punte

cu tiristoare

Utilizarea

tiristroarelor in cadrul

invertoarelor

presupune

posibilitatea

blocArii

lor la

momentele

cerute

de

principiul

de comandd.

Blocarea se face

cu circuire

auxiliare

special

concepute

penuu acesl scop

Si

se

nume$te

fonati-

Dupl modul

de stingere al tiristoarelor

invenoarele

pot

fi:

cu

stingere

independenti,

cand

circuitele

awiiliare

de

stingere

sunt

conectate

la

bomele

tiristoarelor

la

momentele

de

timp

dorite

prin

intermediul unor tiristoare

auxiliare, siu

cu

stmgere

autonomA,

cind circuitul auxiliar de

stingere

intrA

in actiune

pentru

blocarea

tiristorului

care a condus

in momentul

cind este amorsat tiristorul

care

va

prelua

conductia.



9

INVERTOARE CU

CO]\fUTATIE

COI\IANDATA

A. Schema

Bedford - Mc

Murral'

Schema esle

prezentatA

in fig.

9.21.

Comutatoarele K,

i

=

(l:4) sunt rePrezentate

de

perechile riristor-diodA antiparalel,

l.

D,. Invertorul

este

cu

stingere

autotromA. intrarea in

conduclie

a ririsrorului

dintr-un

brat

ducind la

blocarea

tiristorului din

acela5i

brat, care a

condus.

Circuitele

de

Singere sunt

formate

din inductanlele

qi

condensatoarele

L,,

C..

Bobinele

sunt

cu prize

mediane,

cele doutr

jumeteil

fiind

deci

cuplate

magnetic.

L,=L=4=L,=Ll2

Condensatoarele sunt de valoare

egali:

Cr=C.=C3-Co-C

Comanda

punrii

se

considerA simetrici. Tiristoarele

I

$i

Tr

(sau

diodele

D,

qi

Do)

sunt

in

conductie simultan,

incit

borna

A

va

avea un potential

pozitiv,

iar

borna

B unul

negatil,

(fie.

9.21).

Fig.

9.2I

Montajul

Bedford

-

lr{c Murral.

Dl;p"

o

semiperioadA

ti

T,

(sau

D" qi D.)

vor

prelua

conduclia

Ei

boma

A

va

avea

potentialul

ne,qativ.

De

aceea,

tensiunea la

bornele sarcinii

esre

dreptunghiularA.

de

amplitudine

U.

(fig.9.22).

S-au

notal

cu

lcrr,o

$i

a"r-, impulsurile

de

comanda pe

Poafla

tiristoarelor.

in

timpul

perioadei

de

conducrie

a

lui

5i f..

avem:

t.=\=Is=14

(9.49)

(e.50)

U,

=

Ri,

Y

I

I

I

I

I

2

L

-

dr.

+L-

dr

l6

I

3

Tl

L/2

L/2

I

2

I

r

J

)r

I

r

I

t

L-.-

I

I

Ir

t-

I

I

I'

lL

I

r/

'I

I

I

^|-_

:l

\n

+l-.'

'

-T-:fc2

I

I

,2

l"

)_

o")

c

Lo€

I

\

I

I

3r0

9.2

Iovertoare

de tensiune

cu

iegire

dreptunghiulari

Cu

condiria

i (0't=

-i"(TlT

(valabila

in

regim

permanenr),

solutia

este:

i,Q)

=

:-

+

Ae-'

'

,L

unoe:

?=

-.

(e.5

1)

(9.s2)

inlocuind

relatia

(9.40)

in condida

d,atl.

rezuhA:

,2U.1

A

=---

B

1'."-r':'

,,trr=31'-t'i;j

ciad

tensiunea

5i

cwentur

de

sarciai

au

aceraqi

semn

(u,i"

>

0),

cele

care

conduc

sunt

tiiistoarele

qi

c6nd

sunt

de

sens

contrar

(rr_i,

<

0). conduc

diodele.

I

i--l

r-l

r,.

de undtr

pentru

montajul

Bedford-lr{c.Murrav;

comanda

simeu_icL

31r



9 INvERTOARE

CU CONIUTATIE

CO}IANDATA

Chiar

dacir tirisrorul

I

incepe

st

conduca

in r.

(fig.

9.21).

semnalul pe poarra

sa

este

apliclr din t,.

c3nd

brarul

I

al

puntii

Eebuie

sA-$i

reia co:rductia.

intimpul

conductiei luilqi 7".u,,=1.,=0$i u,:=u,:=lJ,lT.cupolarirareadin

fig. 9.21-

ln

momentul

in

care

T

5i

I

primesc

semnalul pe poarttr,

curentii

lor

cresc

rapid

din cauza

curentilor

de

descArcare ai condensatoarelor.

.{ce5ti

curenti

uec

5i

prin

L.

Si

L

producind

tensiuni

induse in

inducranrele

cuplate

L,

5i

1...{ceste

tensiuni

au

ca

efec

blocarea

lui

I

qi

t-

Pi

durata

conductiei

lui

T.

qi

Tr. condensatoarele

C,

5i

C"

se

vor

inctrrca penrru

a

fi

gata s11

p.]rticipe

la

blocarea

tiristoarelor

I ll I

Acesre

riristoare

(l

Si

)

nu

permit

treccrea

curenrului

chiar din

momentul r..

deoarece

este

neg3ti\,.

Energia

acumulatt

in inducrantele

L

Si

l,

derermiri

deschiderea

lui D.

5i

D..

Ci,rd

curenrul

se

anuleazli.

in

r.,

diodele se blocheazd

qi

curentul

circull pint

la sfir5itul

semiperioeCei.

prin T.

qi

l.

B.

Schema

\'Ic

llurrar

Schema este

prezenlata

in fig.

9.33. Comutatoarele

K, sunr tormare

din

perechile

tir-istor,

diodA

antiparalel

.D,.

Invertorul

esre

cu

stingere

qdqpgl{-e$3,

blocarea

unui

tirisor

T' iici-ndu-se

pnn

conectarea circuirului

auxiliar de

stingere LC la bomele

Iui.

prin

inuarea

Li

conduciie a liristorului au*iiiat .-or.tpona.nt.

"

Comanaa-s-i considerat

simetricA-

dar s-au

prevrzut

inten,ale de

gardA

(pauzl)

-4r

inre

comenzile

perech.ilor

de

tiristo3re

pentni

a

se evita conductia

"in

cross"

(fi-e.

9.J3r.

in

fig.

9.13

rnei sunr prezenrare:

succesiunea

semnalelor

de

poartd

io

ale

tiristorrelor principale

qi

auxiliare, ca

gi

curenrul i.

prin

sarcini

qi

tensiunea u,

la bomele

acesteia.

Functionarea

ootimi

a schemei

depinde de procesul

de comutatie.

Fig.

9.2a

prezixt,

succesiunea

etapelor

in

timpul

comutaliei.

Se

va

studia doar

comutalia in

semipuntea

I,D,- .D.,

in

cealalti

semipunte ea

fiind

la fel.

Durara comurariei

(150...250ps)

este

mult mai mictr decdt

perioada tensiunii de

ieqire a"(5...20ms)

incit

se

poare

considera

curentul

de

sarcinA

constant

in timpul

comutatiei.

Fig.

9 25

arata

variatia

cdtorva

mArimi

implicare in procesul

de comutatie,

considerind

intervalul

(1,...ru

)

dil"tat-

Se

vor

snrd;a fenomenele din fiecare

interval

de

timp.

Se

presupune

ca

la momenrul

to tiristorul

I

pierde

semnalul de

comandA

gi

tiristorul

auxiliar

l.

este

amorsat,

condensatorul

fiind

inctrcat

cu

polaritatea

indicatl

in

fig.9.24,a.

lnprimulinterval

detimp, te(to,tr) curentul

decomura$eseinchideprincircuirul

T,-

L-

C-I.

(fi9.9.24,b).

Curentul

i'

scade la

zero.

Avem:

i.

+

i-t

=

I,

$i:

ir,,

=

1

,

de

unde:

di.

_

_

dirr

dr d/

ln

cel de-al

doilea

interval,

t

e

(r,,1.)

curentul

de comutatie

se

inchide prin

circuirul

Dt-

L-

C

-

I"

(fiC.

9.14.c).

312

ll

-1

9.2

Invertoare de

tensiune

cu iesire

dreptunghiulsri

Dioda

are

roL

de

diodA

de

conrutalie

gi

conduce

un

iurent care reprezintd

dilerenta

dinue

curentul

de cornurarie

Ii

r:urentui de s:rrci-ni;

.i\'{jm: i-

=

i,',

-

I.

Acesl

inten,al

de rimp asigurA

blocajul

in invcrs

ai

tiristorulur

T.

d.rtoriti

tensrunii

la

bomele diodei.

Chiar daci

aceasrd

tensiune

esre

consta.nte

(1,6...1V),

dtti fiind

inductarta de

scAplri

ce existA

in circuirul

diociei,

tensiunea

la

bomele

tidstorului

va

vrria

dupi.'um

se

aratA in

irg.

9.25.

Tinrpul

r, r,a trebui

sd

lie comparat

cu

timf'ul

de dezamorsare

l. al

tiristorului.

ln

relatia (9.73)

rimpul

t.

trebuie

si

fic

niajorat

de

1.5...1ori.

deoarece in

crl.rltr.{ t,

este indicat

pentru

o

tenslune

mll

m:fe.

ic:.1

te^1.

I

u-

Fig. 9.23 l\tontejui

ir4c

Murral.

1i

c;itera f('rme dc'-ndl

9.2 lnrertoare

de

tensiune

cu

iegire

dreptunghiulari



9

INVERTOARE

CU COMUTATIE

COMANDATA

,'"

u.L

nl

Tn,

1I,

I

,L

ADr

tl

T..

Drr

I

I

r.tr'

I

T-?

I

r)r<ro:@iilDda

b)r

o<r<tl

f) > :si&aEda

f'

Y'{

c)t

r'::'

It

.r.

"t

Io,

Dj

e:i-

LC

fT,

I

.

-:>-

'7-

"

T-I

D.

n.r

t'

d)t

t<r<ia

,i

r lt'.

]L

jr,

o.I

I

u.

Fig.9.21

Succestunea

erapelor

comutatiei

intre

\

5i

T'Tt

pentru

montajul

Mc

lr{urra1"

Ecuatia

ci-rcuirului

de comutatie

evidentiata

in

fig'

9-24'b

sau

c'

considerand

R

re7-istenla

intrinsecd

a

acesfui

circuit'

este:

Ri

-15*'

li..tr+y.

1Q1=U,

'

At aJ

"o

cu umr;itoarele

conditii

initiale:

i.

t0) =

/,:

ir.

(0)

=

-L:-.-

ln

relatia

de

mai

sus u,

este

tensiunea

la

bomele

circuitului

de

comutalie'

t. este

curenrulprirrcondensatorulC,iara.tensiunealabornelelui.S.aluatcaorigirreatimpului

t,..

Aplicind

transfonnata

Laplace'

se

obtine:

/q

iii

:lr

-l

lr'. 'tl

-:l

I

Di

'"

o.rF

t'

ll4

(9.5q

t

5If,

rg

5qi

de

unde

cu

notatia:

r

r.

I

Lt'L,,,

Pl

trr

rl(p*o)r*or

|

(r-6)r+o:

L'' J

: orr

=rol-6r

Rrl

:L

''

LC

(e

55)

(e.56)

Transformata

inrersi este

i,e\

=

L:. J e.-6,sin,or

+

/,9qe-6r

sin(g

- o/)

cotgq

=

6/co

=+

sin

g

=

q/o,,

Deoarece

.R

este foarte

mica.

ecuatia

(9.56)

se

poate pune

sub

forma

i,ttl

=

;6'lr

t

)l-u-.sinolr

*

/,.or,rlrl

L.'LJ

(e.s7)

dat

fiind

cd:

;

I

=

0

=

6

=

0

-

cotg

=

0=

g

=

jil2

-

sin(g-(,.)r)

=

coso:

I

-01

=o.,=afa,,=l

Dacd

se

nole2Ti

cu

g

facrorul

de

calitate

al

bobinei.

e

=

loLl R.

se

poate

scrie:

s=3=iL

2L

2Q

gi

curentul

prin

condensator

va

avea

expresia:

--/.,1

l,,rt,

-i

r,

(r

)

=

e

/

-'-'; 'a

,-

"'

sinor

-

/, cosro/

'

L

(oL

(9._5

8)

Expresia

pentru

a.. se

deduce

u5or:

lf

u.(tl=A+-lidr

aro

9i.

cu

(9.-s8).

fEcdnd

5

=

0, dupd

ce

s-a

rezolvat

integrala

gi

s-a determinar

constanta

A

cu

ajutorul

condiriei

initiale

u..(0)

=

-L,,,,

.

se

obrine:

u,(r\

--

L',1

+

c

/zQft,.i

Lsinli,t

-

1L

a

+

L,,,,

)cosor]



de

unde

(O=

I0

9

INVERTOARE

CLI

COMU'IATIE

CONTA\DATi

D:u in

inrervalul

1ro.rr)

pe

durara comutariei

Ul=0V, circuirll

neavind

o

te;isiu:id

r:\terioare

aplicattr

la

bome-

Cunr

curenrul

inirial

:1

"-oncicnsrrorului

este

nul,

relatiiie r9.58)

qi (9.-59)

pentru

intervalul

(r^.r.)

se

ua,rsformA

ih:

i,(r'1

=

g''

:o

:s-sin

ar

gi,.(r)

=

-6r-^.'',i.o.,r,

AL

se cieduce valoarea

rnaximA a

lui

l.:

i-

=

i

,

- =Lt-r-non

,,-r,..:

r,t

in

mod uzual) avem.

cu

o

precizie

acceptabrlA:

,.

';

'

aL

-"\r

ln

momentul

l

=

r:

dioda

D,

se

blocheazi

<re.arece

cwentur

.are

o

parcurge

se

anuleazi- Tensiu.rea

l.

$i

cure:rtul

i. in

acest

moment

su;jt:

-4t3.

u,

=

U,t

=

-

Li."e

ra

cos

{rrr,

I i

-orl

1.=f

=:.

e

.':osinol.

OL

\lerimul

lui

i"

corespunde

rrecerii

prlr

zero a

lui

rr.:

cosrJt

esie

nesrti\

si

//_

este

pozitir

ireletia

9.52).

Dau

fii;rd

schimbarea

polaritarii Iui

rr

.

D^

irr_rl

in

,:onijucrre.

La momenrul

r,.

curentui prin

dioda

D, devine

nul.

de;i

i,(.r.t=1,

$r

se

rjesclide

D.. ln

inten'alul

r

e

(rr,t.),

curentul

de

comutalie

se scurge pnn

I"

-

L-c, deoarece

nu-qi

poate

schimba

brusc

sensul.

Dioda

D"

joaci

rol

de

ciiorji rie

regirn

iiber

5i

curenrul

prin

ea

este:

to"=1,-i.

'

ln momenrul

/5,

curentul

in

condensator

devine

nul

5i

curenrul

de

sarcinl

ya

rece

Pfu

D:,pinr

la

recerea

sa

nanrale

prin

zero,

moment

ce

depinde

de factorul

de

putere

caracteristic

al

sarcleii.

La sfiriitul

comutaliei, condensatorul

incircat

cu

o

polaritare

opusa.

de

eceeaqi

valoare

[i-

(fig.

9.24.e

gi

f),

ere

gata

penrru

o

nouA comurarie

intre

T,

5i

I.

ln

ilrten'alul

(r'rr)

se

asigurl

o

incircare

suplimentara

\U,=L,,"_t/.,,

penrru

comPensarea

pierderilor

de tensiune

in

circuitul

de

comutatie.

Condensarorul

Drimeste

aceasta

energie direct

la

sursa de tensiune

U..

Se

observi

ctr,

dactr

la

momentul

/j.

curentul

de

sarcinl este

foane

mic

sau nul.

aceasta

incarcare

suplimentare

este

imposibil

de realizar:

dupd

cireva

comurarii

rensiunea

t.

devine

eut

de

mica

in"it

ea ru

mai

poate

determina

un

cureni

de cornutatre

cu

yalnarea

necesari.

Evitarea

acestui

impediment

se

face prin

rsigurarea

unei

telsiuni

de sarcinA

conslantl

i/.,,.

dupl

fiecare comutatie;

in acest

scop

tiristoarele

auxilrrre

prinresc

<jouA

semnrle

dc

;rmorsarc,

seprrate

printr-un

inren:rl

trl

6rg.

r.r.l3).

(9.60)

;i

cum:

r

<<

1Q,

(e.61)

(e.62)

(e

63)

.116

9.2

Invertoare

de

tensiune

cu

ieqire dreptunghiularl

Al

doilea semnal

este

sincron

cu

semnalul

pentru celtrlalt

tiristor principal

al

semipunrii

care trebuie

si

preia

conductia.

Pentru

a nu

impiedice

blocarea

primului

tirisror

principal.

lt

trebuie

sa

indeplineascA

conditia:

I,

-

t.

<

i,

<

/.

-

I",-

Condensatorul

se

incarcir

in

douA etape:

-

prin

traseul

t"

-

l-

C

-sarcine

pdna

la

momentul

,5:

-

prin rra-seul

l.

-L-C-

Tl in intervalul

(I5, t6).

i

uT1

U

cl

+r

Fig. 9.25

Formele

de undd

penru

montajul

Mc

Murral'.

Pentru circuitul T,

-l-C-sarcinA,

ecuatia

diferentiall

este aceea5i relalie

(9.53).

dar cu

oriql.rea

timpului

in I. deci

cu alte

condilii initiale:

i.t0)=i.(rr')=1.;

u.(0)=u

(t)=L,, qi

finale:

r-(rr)=0; u"(r,)=U...

Tensiunea

U.

are

o

valoare

importanti

(hg-

9.1a,d):

L .

=

Lt

317

-U

ttA

amorseazi Ti"

0

lDl

9

INVERTOARE

CU

CO:IIUTATIE

COI\{ANDATA

Inrertoare

de tensiune

cu iesire



Solulia ecuatiei

devine:

-r,,

ftt

-ri

I

i-(t

l

=

e

-/:ol

tt'

-

t

"

"inax

+

/,

cosalr

I

I@L

J

5i

mai

departe:

_@r/

-

u,

(

t)

=

tJ

d'

r-

-

l'=n

U,,

L,in

tor

-

\

IJ

o-

u.,

)

cos cori

Ialocuind

in

aceste

expresii

condi$ile

finale'

penrru

momentul

rt

rezulti:

f

rt -rt

1

-a<t

o

=

|

ua

--ua

,in

olr,

+

/,

cos

a:r.

le

"a

l@L

I

(9.64)

(9.6s)

(9.66)

(9.67)

st-

de

unde:

adicA:

U,r-Ltr=

I,aLcotats

u,,

=

u

o

*

r-''t'i,

fr,L

rsin

rrr4

-

(

LI,

-

L'.,

)

cos orr

]

Aceasttr

ultimA

ecuatie

se

transformtr

mai

departe

cu

(9'66):

t-l

,"

=

L

,

*

,-''t

to

I

,rLLrin

cdr,

+ cottDt.

.o.

cor,

]

u,.

=

('',,

-

I,a

L

cotat,

*

.--''l

to

I,'LL

-

ats,'

ll

-li.

e

':Q-coso)r.

"c.

".1

;r:

I,toL

sln

0if{

Acela5i

rapon

se

poate

deduce

din ecuatiile

(9.62)

Si

(9.63).

n

hnal.

se

obrine:

-@11,/ 'at5,,'

l+e

i'1ecosiotr_

e

/:Q-cos0)t,

(9.68)

e

::Q

sin

(rlr,

sm

ot5

Relatia

obtinutA

mai

sus

ne

permite

sa

tasam

variatia:

at,

=

f,\otr)

318

(9.6e)

7

t

IY I

,i:/,

:

u*

/

I

I

-LL

T

i\,/

)

ej:

r

rr

-';

rn

/

x.

K

I

\

I

I

j

I

I

I

\

\

no

0.8

0,7

0,6

0,5

0.4

0,1

0,2

0,1

0.7

0.i5

0.8

0.65

0.9

0,95

I.O

Fig.

9.26

Curbele

urilizae

penu-u

optrmizarea

functronari.i

invenc,rului

Mc

Murrar,

Din relatia

(9.63),

se poate

deduce

in

acela5i

tr-mp:

#

=.-'",nrir.,

ct:t,=

f-(ut.)

rar

dir

relariite (9.63),

(9.67)

fi

(9.6g):

/,.--

=

i

cosa)rb,

-319

ol-

(e.70)

L

=

"-',"oJ.os

a-lr. +

sin

a)r.cota;r.l

=

fr(utr)

(9.7

l

)

variatia

celorrrei

funcrii

,r,,.f:

$i

.f,

reprezentate

in

fig.

9.26. permire

dererminarea

Posibilitatii de

supraincircare

a

condensatoruiui

in

funcrie de momentul

de

aplicare

al

sernnalului

de

poarta

tiristorului

care

intri

in

conduclie

qi

de

vatoarea

sarcinii

inductive-

Pentru

optimizarea

circuitului

LC, trebuie

sa

se thA

cont

de

valoarea

scazura

a

rezistentei

qi

de

comutatia

care

trebuie

sd

se produca

gi

la

r.aloarea

ma:iima

a

curentului

de

sarcinA

1,

notate

/,--.

Fie

x=

;

ln conformitate

cu

fig.

;.;

,.

poare

scrie:



9 INVERTOARE

CU COMUTATIE

COMANDATA

sau:

I

alr,

=

arccos-

=

g(x)

(9.72)

cu /r

definit pe

fig.

9.27

.

fuadar,

o

conditie necesari

pentru

o funclionare

corecrA

esre:

,,

=

1^.."or1

=,frc*r"or ,

,"

@xx

Energia

maxime acumulati

in

condensator trebuie

sA

I I:

inductanri:

y '-

=LU

'"

=

"t "

.

Cu

relatia

(9.61).

se

deduce

imediat:

22

SC

t{'

Dar:

Fig.9.27

Curba

i.(r).

It

It^

t

th

lLL

-

@ arc cos

l//-r

(9.73)

poatA

transfera

in

-"lTci,u.,.

2

(e.74)

rq

75)

gi

in

frnal: w,

=

---:t

-

xl

,.^uU,o

sau.

in

mirimi

raporr.are:

'

2

arccosl;x

W"lx

_

=h(x)

U,ol

,.-ut,

2

arccosl/

x

Din

diagrama

Prczent|

in fig.

9.28,

rezulti

ci

energia

17.

cheltuiti

in

procesul

de

comutatieesteminimtrpenlruro=l,5,cind

h(x")=g,ggt

g(x.)=0,84

li

U". lUr=3,1.

Pentnl

o

valoare

oarecare

a

lui ir,

se

pot

calcula valorile

corespunzatoare

ale lui

L

qi

C,

utiliz6nd

relaliile

precedenre:

o

din

(9.72)

$i

(9.73).

rezulti:

JTJ1

=

t'

,

8(r)

I

din

(9.61)

qi

definitia

lui

x

rezuhA:

E

='l'*

.

JL

U"^

320

9.2

Invertoare

de

tensiune

cu

iegire

dreptungbiulari

Din acest sistem,

se

deduce:

.I

I

=--l

8(-;r

t

u..

1 r li

L=--

"

rg(x)

/,.-*

(9

76i

(9.77)

ig.e.28 r'""1TnT;lj$1;""#:oprime

are ruir qi

c

I

r

ll

Pentu

x=ro=1,5,

avem:

C=l,8iiara

qi

t=0,87e

cu

(l*lUd-3,1.

Tensiunea

U-

nebuie sa fie suportati

o.

tirirtJr,rt principal

si

ulocauHairect.

ln

comparalie

cu

celalalti

schemi

prezentate,

invertorul

Mc

Murray

are

unele

avantaje.

Prin tiristoarele

principale

circulA doar curentul

de

sarcinA,

curenrul de

comutalie

circulA

prin

tiristoarele

auxiliare

qi

prin

diodele

de

regim

liber,

care

joacl

aici

qi

rolul de

diode

de

comutalie.

Randamenol

montajului

este mai ridicat,

dara

fiind

absenp

unui

curent

de

circulatie

dupA

comutalie care

si

determine

o disipare

de

energie

prin

efect Joule

in

elementele

circuitului.

Acest

fapt

permite lucrul

Ei

la

frecvenle

mai

ridicate

(pine

la

5

kHz).

Capacitatea

de

comuatie

este independentA de

curentul de

sarcine, deoarece condensatorul

de comulatie

se

incarcA

suplimentar.

321

Documents

invertoare 1