Трофазни систем - фазни и линијски напони

Transcript

1 Трофазни систем - фазни и линијски напони Таласни облици ФАЗНИ напони U a U b U c U c n U a ω a, b, c a, b, c n max n max u u u U sin t k, u 0 симетричан систем f, f Hz,, k 0,1,2,... BrojFaza T BrFaza U 2 U, U 220 / 230V, f 50Hz, T 10ms, eff ,, eff U b Фазори (иста f) 1

2 Трофазни систем - фазни и линијски напони U a U b U c -U b U c -U b n U a ω U b u u u ab a b 2

3 Трофазни систем - фазни и линијски напони U ab 30 U a U b U c -U b U ab -U b U c n 30 U a ω U b u u u ab a b 3

4 Трофазни систем - фазни и линијски напони U ab 30 U bc U ca ЛИНИЈСКИ напони U a U b U c -U a U ab U ca U c -U b n 30 U a ω U b -U c U bc 7 uab 3 2 U f. eff sin t, ubc 3 2 U f. eff sin t, uca 3 2 U f. eff sin t U 3 U, U 380 / 400V, f 50Hz, T 10ms, 314. l. eff f. eff l. eff 4

5 Трофазни систем - фазни и линијски напони U cb u u u a b c 0 U ca -U a U c -U b U ab -U b u u u ab a b u u u bc b c n 30 ω -U a 120 U a u u u u ca c a ab u ba U ba U b -U c U ac u bc u cb u ca u ac -U c U bc u u u ab bc ca 0 5

6 Трофазни симетрични систем u U, z Z, i I, f ul 3 U Ul, 6 6 Z R X X, tan, R U I, Z P 3UI cos 3 U I cos, PF cos. l l Вриједности струја потрошача зависе од споја (звијезда/троугао, Y/Δ) 6

7 [20] Комутација (commutation) КОМУТАЦИЈА - Процес којим се прекида струја у прекидачу или којим се врши прелазак тока струје на други круг. Природна/мрежна комутација - Дешава се због промјене мрежног AC напона. Струја природно пада на 0 или прелази на прекидач (диода/тиристор) који је на већем потенцијалу (класични исправљачи). У идеалном случају преузимање струје је тренутно. Реално постоји коначно вријеме (t k, µ) преласка струје са прекидача на прекидач - одређено комутационим напоном и струјом, те укупном индуктивношћу у кругу комутације струје. 7

8 [23] Комутација - идеалан случај U a R k1 L k1 T 1 i 1 n U b R k2 L k2 T 2 U p I p R p L p U i 1 p I U p a α U a U b U c I p i 1, i 2 8

9 [23] Комутација - идеалан случај U a R k1 L k1 T 1 n U b R k2 L k2 T 2 i 2 U p I p R p L p U i 2 p U I p b α α U a U b U c I p i 1, i 2 9

10 [23, 24] Комутација - реалан случај *(T 1 на T 2 ) U a R k1 L k1 T 1 i 1 n U b R k2 L k2 T 2 U p I p R p L p U i 1 p I U p a U a U b U c I p i 1, i 2 10

11 [23, 24] Комутација - реалан случај *(T 1 на T 2 ) U a R k1 L k1 T 1 i 1 n I p U b R k2 L k2 T 2 i 2 R p U p L p α U a U b U c -U c /2 µ I p i 1, i 2 11

12 [23, 24] Комутација - реалан случај *(T 1 на T 2 ) U a R k1 L k1 T 1 n U b R k2 L k2 T 2 i 2 U p I p R p L p U i 2 p U I p b α U a U b U c -U c /2 µ I p i 1, i 2 12

13 [23, 24] Комутација - реалан случај *(T 1 на T 2 ) Прорачун угла комутације и умањења излазног напона Полазна претпоставка: L L L, R R R 0 k1 k 2 k k1 k 2 k Када воде оба тиристора важи: di u L u dt di u L u dt i i I 1 a k p 2 b k p Сређивањем се добије излазни напон за вријеме комутације: 1 2 di di u u L 2u dt dt 1 2 a b k p d i1 i2 I p const. u u L 2u dt ua ub uc u p 2 2 a b k p p 13

14 [23, 24] Комутација - реалан случај *(T 1 на T 2 ) Прорачун угла комутације и умањења излазног напона Помјерањем координатног почетка у тренутак почетка U комутације (t=0, i=0) и уз i=i 2 =-i 1 : ba α U a U b U c -U c /2 µ I p i 1, i 2 14

15 [23, 24] Комутација - реалан случај *(T 1 на T 2 ) Прорачун угла комутације и умањења излазног напона Помјерањем координатног почетка у тренутак почетка комутације (t=0, i=0) и уз i=i 2 =-i 1 : di ub ua 2 3 U sin t 2 Lk, dt 2 3 di U sin t dt, 2L k 2 3 cos t i U C из i t 0 0 2Lk 2 3 i U cos cost 2 L k 2 3 i t I p U 2 L cos cos k 15

16 [23, 24] Комутација - реалан случај *(T 1 на T 2 ) Прорачун угла комутације и умањења излазног напона Смањење средње вриједности излазног напона == шрафираној површини: 3 ua ub 3 uba U dx ub dt dt U 3 cos cost I pl k Не зависи од α, али зависи од врсте претварача (броја комутација) 16

17 Комутација - реалан случај (3f мост) i 1 + i o T 1 T 1 T 2 T 3 T 2 + a a R k1 L k1 R k1 L k1 T 3 n b Z o n b Z o R k2 L k2 R k2 L k2 T 6 c c R k2 L k2 R k2 L k2 T 5 - T 4 T 5 T 6 i 4 - T 4 3f мосни исправљач као 2 3f исправљача са средњом тачком на трансформатору. Сваки од тих исправљача има независну комутацију. 17

18 Комутација - реалан случај (3f мост) V m v s α U ab U ac U bc U ba U ca U cb µ U a U b U c -U c / 2 I p i 1, i 2,..., i 5, i 6 18

19 Комутација - реалан случај (3f мост) Vm vs α Uab Uac Ubc Uba Uca Ucb i1 + io T1 µ vo Ua Ub Uc T1 T2 T3 T2 + vo a a -Uc / 2 Rk1 Lk1 Rk1 Lk1 T3 n b Zo n b Zo Rk2 Lk2 Rk2 Lk2 T6 c c Rk2 Lk2 Rk2 Lk2 T5 - T4 T5 T6 i4 - T4 Ip i1, i2,..., i5, i6 Излазни напон == разлици напона 2 3f исправљача са средњом тачком на трансформатору. Пошто сваки од тих исправљача има независну комутацију то је укупно смањење излазног напона 2 пута веће него код појединачних исправљача: 3 6 U 2 I L I L 2 2 dx p k p k Не зависи од α, али зависи од врсте претварача (броја комутација) 19

20 Комутација - реалан случај (1f мост) i 1 + i o T 1 T 2 a R k1 L k1 Z o b T 3 T 4 i 3-20

21 Комутација - реалан случај (1f мост) Прорачун угла комутације и умањења излазног напона i 1 + i o T 1 T 2 a R k1 L k1 Z o b T 3 T 4 U a -U a i 3 - α µ I p i 1, i 2 21

22 Комутација - реалан случај (1f мост) Прорачун угла комутације и умањења излазног напона a b Излазни напон за вријеме комутације: u 0, ( u u ) u u 2 p b a Помјерањем координатног почетка у тренутак почетка комутације (t=0, i=0) и уз i=i 2 =-i 1 : di ua 2 U sin t Lk, dt 2 U di sin t, L k 2 U cos t i C из i t 0 0 Lk 2 U i cos cost L k 2 U L cos cos i t I p k 22

23 Комутација - реалан случај (1f мост) Прорачун угла комутације и умањења излазног напона Смањење средње вриједности излазног напона == шрафираној површини: U 2 u dt 2 2 U cos cos t 2 I L dx a p k Не зависи од α, али зависи од врсте претварача (броја комутација) 23

24 Природна комутација - закључак Због промјене мрежног AC напона, струја природно пада на 0, и прелази на прекидач који је на већем потенцијалу. Прелазак струје са прекидача на прекидач траје коначно вријеме (t k, µ) због индуктивности у кругу комутације струје. Последице комутације - Промјена таласних облика напона и струје, и управљачке карактеристике (смањење средње вриједности излазног напона); виши хармоници. Смањење средње вриједности излазног напона не зависи од α, али зависи од врсте претварача (броја комутација). Код 1f исправљача и у случају постојања повратне диоде излазни напон за вријеме комутације пада на 0. 24

25 Генерализовано DC оптерећење (RLE) Индуктивитет намотаја L L Филтерска пригушница Отпор намотаја R R Унутрашњи отпор аку. батерије Контра ЕМС EMS U bat Аку. батерија DC мотор Акумулаторска батерија 25

26 Исправљачи (АС/DC претварачи) - подјела Једнофазни, трофазни, вишефазни Неуправљиви (диоде,...), полууправљиви (диоде+тиристори), управљиви (тиристори,...) Полуталасни, пуноталасни Мосни, са средњом тачком на трансформатору Са фазним, ШИМ управљањем Једноквадрантни, вишеквадрантни... 26

27 [10] Основни параметри Средња (dc, ave), ефективна (rms) излазна снага P V I dc o. dc o. dc P V I ac o. rms o. rms Улазна струја Ефикасност Ефективна вриједност ас компоненте излазног напона P P dc ac V V V 2 2 o. ac o. rms o. dc Фактор рипла (таласности) (Ripple factor) RF V Улазни напон Фактор облика (Form factor) V V 2 Основна компонента o. ac o. rms 2 1 FF 1 V o. dc o. dc FF V V o. rms o. dc 27

28 [10] Основни параметри Улазна струја Фактор искоришћености трансформатора (Transformer utilization factor); V s, I s - rms секундара трансформатора TUF Pdc VI Фактор помјераја (Displacement power factor), φ - угао између основних компоненти напона и струје s s Улазни фактор снаге (Input power factor) DF DPF cos Улазни напон V I I PF cos V I I Основна компонента s S1 S1 s S S Крест фактор (Crest factor) CF cos I S ( peak ) I S Хармонијски фактор, фактор изобличења, укупна хармонијска дисторзија (Harmonic factor); I s, I s1 - rms вриједности HF 2 2 Is I s1 I s THD 1 2 Is 1 Is1 2 28

29 [10] Основни параметри идеалног исправљача 100% 0 V ac FF 1 RF 0 TUF 1 HF THD 0 PF DPF 1 29

30 [10] Основни параметри идеалног исправљача Eфикасан, једноставан, јефтин, поуздан Излазни напон константан DC, без ~ компоненте, за све промјене улазног напона и оптерећења Улазни фактор снаге PF=1 (улазна струја у фази са напоном и истог таласног облика) Могућност враћања енергије у мрежу (улазна струја има таласни облик напона, фазно помјерена за 180 ) Погодан за физичку реализацију 30

31 [10] Диода у АC кругу са R оптерећењем 1 Vm 2V Vo. ave V sin m t dt V I o. ave o. rms o. rms V V 2 V R R R o. ave m 1 V 2V V V sin t d t 0.71V I 2 2 m 2 0 m 2 2 V V 2 V R 2R 2R o. rms m 31

32 [10] Диода у АC кругу са RL оптерећењем v v v s R L di t 2 V sin t i t R L dt i t i t i t f n β 2 V sin, 2 2 L i, tan 1 f t t Z R L Z R t din t 0 i t Ae, in t R L dt 2 V it sint Ae Z n t L R [21] 0 2 V 2 V 2 V i0 0 sin 0 Ae, A sin sin Z Z Z 32

33 [10] Диода у АC кругу са RL оптерећењем 2 V i t sin t sin e Z 2 V i t sin t sin e Z t t β i 2 V sin sin e 0 Z sin sin e 0! УСЛОВ РАЧУНАЊА β (угао гашења) t 2 V sin t sin e, за 0 t it Z 0 [21]!!! СТРУЈА ПРЕКИДНА 33

34 [10] Диода у АC кругу са RL оптерећењем 1 1 I i t dt I i t dt 2, o. ave o. rms P I R S Vs. rmsi o 2 o. rms P P PF S V I s. rms rms rms [21] ФАКТОР СНАГЕ β 1 Vo. ave V sin 2 0 m t dt I o. ave Vm 2V cos 1 cos Vm 2V 2R 2R 1 cos 1 cos 34

35 [1, 22] Диода у АC кругу са RL оптерећењем v v v s R L 2 sin V t i t R i t L 35

36 [10] Диода у АC кругу са RL оптерећењем β Код диоде у АС кругу, са RL оптерећењем струја ПРЕКИДНА Додавањем повратне диоде струја може постати НЕПРЕКИДНА, зависно од односа R и L Диоде D 1 и D m не могу водити истовремено (КОМУТАЦИЈА) 36

37 [10] Диода у АС кругу са RL оптерећењем β У позитивној полупериоди v s : - D 1 ON, D m OFF - Напон на са RL оптерећењу == улазном напону У негативној полупериоди v s : - D 1 OFF, D m ON - Напон на RL оптерећењу == 0 - Енергија накупљена на L у + ½ периода, струја тече кроз RL - Не постоји негативни дио напона на излазу 37

38 [10] Диода у АС кругу са RL оптерећењем!!! ВАЖИ ЗА ПРЕКИДНУ СТРУЈУ β i t t 2 V sin t sin e, за 0 t Z t 2 V sin 1 e e, за t Z До ωt=π=β струја оптерећења == као без D m Излазни напон као код R оптерећења НЕПРЕКИДНА СТРУЈА 38

39 [18] Диода у АС кругу са L оптерећењем Средња вриједност напона на пригушници мора бити == 0 Диода води све док је i D >0 Струја пригушнице касни за напоном за π/2 39

40 o. dc o. rms o. rms [10] Пуноталасни 1f диодни исправљач са средњом тачком на трансформатору 2 2V m 2 2V Vo. dc V sin m d V I 2V m 2 2V 0.9V R R R 2 V V V d V I 2 2 m sin 2 0 m 2 V m 2R V R 40

41 [10] Пуноталасни 1f диодни исправљач са средњом тачком на трансформатору P 0.9V 2 dc 2 P ac V 0.81 V V 1.11 o. rms FF V o. dc 0.9 V RF V V V 2 o. ac o. rms 2 1 FF % V o. dc o. dc 0.9V 2 Pdc TUF % VI 2V 0.5 2V s s 2 Pac V PF VA 2V 0.5 2V

42 [10] Пуноталасни 1f диодни мосни исправљач 2 2V m 2 2 V Vo. dc V sin m d V 2V m 0.9V Io. dc R R 2 V V V d V I o. rms o. rms V 2 2 m sin 2 0 m 2 m 2R V R 42

43 [10] 1f диодни мосни исправљач - оптерећење мотор 4Ia sint sin 3t sin 5t is ( t) Ia Is Ia 2 Bridge Rectifier (motor load) 43

44 [10] 1f диодни мосни исправљач - RLЕ оптерећење Непрекидна струја Прекидна струја 44

45 [10] 1f диодни мосни исправљач - RLЕ оптерећење dio L Rio E 2V s sint зa io 0 dt 2V io sin t A e Z ( R/ L) t Z R L, tan ( L / R) E R 1: Непрекидна струја, I o >0 2: Прекидна струја, I o =0 45

46 [10] 1f диодни мосни исправљач - RLЕ оптерећење 1: Непрекидна струја, I o >0 2V 2 ( R/ L) t E io sin t e ( RL / )( / ) Z 1 e R за 0 t и i 0 0 2: Прекидна струја, I o =0 2V E 2V ( R/ L)( / t) E io sin t sin e Z R Z R зa i 0 0 E 1 sin за t, io ( t ) 0 Vm x cos R L E cos, tan, x Z R 2 V x cos tan sin sin e 0; 46

47 [10] 1f диодни мосни исправљач са RLЕ оптерећењем - границе режима непрекидне и прекидне струје x E 2 V Угао импедансе оптерећења 47

48 [10] 1f диодни мосни исправљач са С филтром V V o. dc V rms. ripple RF V m rms. ripple V Vm 4 frc o. dc e Vr. pp Vm frc 1 2(4 frc 1) e e 48

49 [23] 1f диодни мосни исправљач са С филтром ГЕНЕРАТОР ВИШИХ СТРУЈНИХ ХАРМОНИКА 49

50 [23] Диодни удвостручивач напона v s D 1 C 1 R o D 2 C 2 V o V m V C1 V C2 50

51 [23] Диодни удвостручивач напона v s D 1 C 1 R o D 2 C 2 V o V m V C1 V C2 51

52 [23] Диодни удвостручивач напона Излазни напон приближно 2х већи v s D 1 D 2 C 1 C 2 R o V o V m V C1 V C2 52

53 [23] Диодни удвостручивач напона D 1 D 3 C 1 v s 220 V 110 V R o D 4 D 2 C 2 Обични мосни исправљач 53

54 [23] Диодни удвостручивач напона D 1 D 3 C 1 v s 220 V 110 V R o D 4 D 2 C 2 Обични мосни исправљач 54

55 [23] Диодни удвостручивач напона D 1 D 3 C 1 v s 220 V 110 V R o D 4 D 2 C 2 Обични мосни исправљач 55

56 [23] Диодни удвостручивач напона D 1 D 3 C 1 v s 220 V 110 V R o D 4 D 2 C 2 Удвостручивач напона 56

57 [23] Диодни удвостручивач напона D 1 D 3 C 1 v s 220 V 110 V R o D 4 D 2 C 2 Удвостручивач напона 57

58 [23] Диодни удвостручивач напона D 1 D 3 C 1 v s 220 V 110 V R o D 4 D 2 C 2 Удвостручивач напона 58

59 [10] Вишефазни диодни исправљачи 2 / q Vo. dc V cos 2 / 0 m d q q q Vm sin 2 V sin q q Средња тачка 2 / q 2 2 Vo. rms V cos 2 / 0 m d q q 1 2 q 1 2 Vm sin V sin 2 q 2 q q 2 q Vo. dc V Период 2 q 59

60 [10] Трофазни мосни диодни исправљач 2 /6 Vo. dc 3 V cos 2 / 6 0 m d 3 3 Vm 1.654Vm 2.34V 1.17 V 1.17V i i i a D1 D4 2 / q 2 2 Vo. rms 3V cos 2 / 0 m d q Vm V 2 4 m 60

61 Трофазни мосни диодни исправљач Мосни исправљач се може посматрати као два исправљача са средњом тачком Диоде раде на линијским напонима, водећи у пару, по једна из горње и једна из доње групе истовремено Воде оне двије диоде чији је напон тренутно највећи (од пресјека линијских напона) Једна диода из горње групе води са двије диоде из доње, и обрнуто, према редоследу вођења који се види из ознака линијских напона Све диоде воде по једну трећину периода Струје секундара трансформатора једнаке разлици струја диода из исте гране Напон на диоди која не води једнак је разлици напона на њеној аноди и излазног напона (тренутно највећег линијског напона) 61

62 [10] 3f диодни мосни исправљач са RLЕ оптерећењем 2 vab 2V ab sint за t 3 3 dio L Rio E 2V ab sint за io 0 dt 62

63 [10] 3f диодни мосни исправљач са RLЕ оптерећењем dio L Rio E 2V ab sint за io 0 dt 2V io t A e Z ab ( R/ L) t sin Z R L, tan ( L / R) E R 1: Непрекидна струја, I o >0 2: Прекидна струја, I o =0 63

64 [10] 3f диодни мосни исправљач са RLЕ оптерећењем 1: Непрекидна струја, I o >0 ( R/ L)( /3 t) 2V sin 2 / 3 sin / 3 E io sin t e за / 3 t 2 / 3 и i 0 I o 0 ab ( RL / )( /3 ) Z 1 e R 2: Прекидна струја, I o =0 sin 2 / 3 sin / 3 ( RL / )( /3 ) Vab E ( RL / )( /3 ) Z 1 e R 2 ( ) 2tan E sin 2 / 3 sin / 3 e x( ) cos 2V ( ) ab 2tan 1 e 0 e 0 64

65 [10] 3f диодни мосни исправљач са RLЕ оптерећењем - границе непрекидне и прекидне струје x E 2 Vab Угао импедансе оптерећења 65

66 [10] DC филтри Пропуштање DC, елиминисање АС компоненте Нископропусни филтер Принцип: Велика серијска и мала паралелна импеданса за АС 66

67 [10] Утицај улазних индуктивитета - комутација 67

68 [23] Реални излазни напон исправљача Средња вриједност излазног напона реалног исправљача мања је од идеалне за падове напона на диодама (k - број диода које истовремено воде), пад напона на еквивалентној отпорности кола ( R e - чине је отпорности извора, проводника и сл.) и за пад напона због комутације: q Vo. dc 2 V sin ku D0 Re I p q qx I k 2 p 68

69 [6] 3f мосни диодни исправљач са LC филтром Мрежна струја за случај да L 69

70 [6] 3f мосни диодни исправљач са LC филтром - CCM Фуријеов ред: 4I n n ia t n t n1,5,7,11,... n 2 3 L sin sin sin Слично као правоугаони сигнал, али без трећих хармоника THD = 31% Фактор дисторзије = 3/p = 95.5% Поређење са 1f случајем: Изостанак 60 струје побољшава фактор дисторзије са 90% на 95%, због елиминације трећих хармоника 70

71 [6] 3f мосни диодни исправљач са LC филтром - CCM Струја индуктивитета садржи рипл који је последица шестих хармоника (300 Hz за 50 Hz АС напајање). Овај рипл је суперпониран на таласни облик струје АС мреже и утиче на садржај 5-ог и 7-ог хармоника у i a (t). 71

72 [6] 3f мосни диодни исправљач са LC филтром - DCM Фазне струје садрже позитивне и негативне импулсе. THD је знатно повећана. 72

73 [10] Диодни исправљачи - закључак Претварају АС напон у DC напон (U izl = max(abs(u ul )) - напојне јединице електронских уређаја, ЕМ погони Излазни напон садржи и наизмјеничну компоненту на чију величину се може утицати филтрирањем Струја може бити прекидна или непрекидна, зависно од временске константе оптерећења Излазни DC напон реалног исправљача мањи је од идеалног због индуктивности у кругу комутације, али и других узрока Значајни генератори виших хармоника и проблема везаних са хармоницима 73

74 [10] Тиристорски полуталасни исправљач α угао укључења β угао гашења γ=β-α угао провођења 1 2V Vo. ave 2 V sin t d t 1 cos 2 2 Vo. ave Io. ave R 1 2 Vo. rms 2 V sin t dt 2 2 V 2 V sin 2 1 cos2t dt β 74

75 [21] Тиристорски круг са RL оптерећењем β 2 V it i f t int sin t Ae Z i 2 V Z 0 sin Ae, A sin t 2 V e Z t 2 V sin t sin e, за t it Z 0, за остале t 75

76 [21] Тиристорски круг са RL оптерећењем β i 2 V e Z 0 sin sin sin sin e! УСЛОВ РАЧУНАЊА β (угао гашења) 1 2V Vo. ave 2 V sin t d t cos cos 2 2 P I R o 2 rms 1 Io. ave i t d t 2 1 Io. rms i t dt

77 [21] Тиристорски круг са RL оптерећењем (FWD) i o T L v s v s D R ωt v T ωt i o ωt Карактеристични напони и струје 77

78 [21] Тиристорски круг са RL оптерећењем (FWD) i o T L v s v s D R ωt v T α ωt i o ωt Карактеристични напони и струје 78

79 [21] Тиристорски круг са RL оптерећењем (FWD) i o T L v s v s D R π ωt v T α ωt i o ωt Карактеристични напони и струје 79

80 [21] Тиристорски круг са RL оптерећењем (FWD) i o T L v s v s D R π ωt v T α ωt i o ωt Карактеристични напони и струје 80

81 [21] Тиристорски круг са RL оптерећењем (FWD) i o T L v s v s D R π 2π ωt v T α ωt i o ωt Карактеристични напони и струје 81

82 [21] Тиристорски круг са RL оптерећењем (FWD) i o T L v s v s D R π 2π ωt v T α α ωt i o ωt Карактеристични напони и струје 82

83 [21] Тиристорски круг са RL оптерећењем (FWD) i o T L v s v s D R π 2π 3π ωt v T α α ωt i o ωt Карактеристични напони и струје 83

84 [21] Тиристорски круг са RL оптерећењем (FWD) v s T D i o L R!!! ВАЖИ ЗА ПРЕКИДНУ СТРУЈУ? УСЛОВ НЕПРЕКИДНОСТИ (L/R) i o t t 2 V sin t sin e, за t Z t 2 V sin sin e e, за t Z 1 2V Vo. ave 2 V sin t d t 1 cos 2 2 До ωt=π=β струја оптерећења == као без D Излазни напон као код R оптерећења 84

85 [23] Тиристорски 1f исправљачи - принцип рада i s i 1 i o 1f са средњом V T 1 R o тачком v s V T 2 i 2 V m v T1, i 1 1f мост i o T 1 T 3 i s v s R o T 4 T 2 i 4 85

86 [23] Тиристорски 1f исправљачи - принцип рада i s i 1 i o 1f са средњом V T 1 R o тачком v s V T 2 i 2 V m v T1, α i 1 1f мост i o T 1 T 3 i s v s R o T 4 T 2 i 4 86

87 [23] Тиристорски 1f исправљачи - принцип рада i s i 1 i o 1f са средњом V T 1 R o тачком v s V T 2 i 2 V m v T1, α i 1 1f мост i o T 1 T 3 i s v s R o T 4 T 2 i 4 87

88 [23] Тиристорски 1f исправљачи - принцип рада i s i 1 i o 1f са средњом V T 1 R o тачком v s V T 2 i 2 V m v T1, α α 1f мост i 1 i o T 1 T 3 i s v s R o T 4 T 2-2V m i 4 88

89 [23] Тиристорски 1f исправљачи - принцип рада i s i 1 i o 1f са средњом V T 1 R o тачком v s V T 2 i 2 V m v T1, α α 1f мост i 1 i o T 1 T 3 i s v s R o T 4 T 2-2V m i 4 89

90 [23] Тиристорски 1f исправљачи - принцип рада i s i 1 i o 1f са средњом V T 1 R o тачком v s V T 2 i 2 V m v T1, α α α 1f мост i 1 i o T 1 T 3 i s v s R o T 4 T 2-2V m i 4 90

91 [23] Тиристорски 1f исправљачи - принцип рада!!! НАЦРТАТИ СВЕ СТРУЈЕ У КОЛУ 2 Vo. dc Vm sind 2 Vm 2 V Vo. dc Io. dc R Io. dc IT1,2. ave 2 i1 i2 is. ST, is. MOST i1 i4 PO 1 cos 1 cos 91

92 [23] Тиристорски 1f исправљачи - принцип рада Претварају АС напон у регулисани DC напон (управљиви исправљачи) Тиристор се укључује када је на њему позитиван напон и када добије управљачки импулс у гејт, а искључује природном комутацијом Излазни напон исјецкан - фазно управљање (угао укључења, угао гашења, угао вођења) 92

93 [23] Тиристорски 1f исправљачи са идентичним излазним напоном 0 (L ) i s V T 1 i 1 D 0 i o Z o i s V T 1 i 1 D 0 i o Z o v s V T 2 i 2 Са средњом тачком и повратном диодом v s V T 2 i 2 i s i 1 i o i s i 1 i o V T 1 D 0 Z o V T 1 D 0 Z o v s v s V T 2 V T 2 i 2 i 2 V m 1Q I o i T,D D T 1 D T 2 D T 1 α π α 2π α 3π 93

94 [23] Тиристорски 1f исправљачи са идентичним излазним напоном 0 (L ) T 1 i 1 T 3 i Do i o Пуноуправљиви мост са повратном диодом T 1 i 1 T 3 i Do i o i s i s v s D o Z o v s D o Z o T 4 T 2 T 4 T 2 i 4 i 4 i 1 i o i 1 i o T 1 T 3 i Do T 1 T 3 i Do i s i s v s D o Z o v s D o Z o T 4 T 2 T 4 T 2 V m i 4 i 4 1Q i T,D I o D T 1, T 2 D T 3, T 4 D T 1, T 2 α π α 2π α 3π 94

95 [23] Тиристорски 1f исправљачи са идентичним излазним напоном 0 (L )!!! НАЦРТАТИ СВЕ СТРУЈЕ У КОЛУ 2 Vo. dc Vm sind 2 I o. dc Vm 2 V I o 1 cos 1 cos IT1,2. ave Io 2 ID. ave Io i i i, i i i PO 1 2 s. ST s. MOST

96 [23] Тиристорски 1f исправљачи са идентичним излазним напоном 0 (L ) T 1 i 1 T 3 i o Полууправљиви симетрични мост T 1 i 1 T 3 i o i s i s v s Z o v s Z o D 4 D 2 D 4 D 2 i 4 i 4 i 1 i o i 1 i o T 1 T 3 T 1 T 3 i s i s v s Z o v s Z o D 4 D 2 D 4 D 2 V m i 4 i 4 1Q i T,D I o T 3, D 2 T 1, D 2 T 1, D 4 T 3, D 4 T 3, D 2 T 1, D 2 α π α 2π α 3π 96

97 [23] Тиристорски 1f исправљачи са идентичним излазним напоном 0 (L )!!! НАЦРТАТИ СВЕ СТРУЈЕ У КОЛУ 2 Vo. dc Vm sind 2 I I o. dc Vm 2 V I o T1,3. ave T 2,4. ave i i i s 1 4 I 1 cos 1 cos I o 2 97

98 [23] Тиристорски 1f исправљачи са идентичним излазним напоном 0 (L ) T 1 i 1 D 3 i o Полууправљиви несиметрични мост T 1 i 1 D 3 i o i s i s v s Z o v s Z o T 4 D 2 T 4 D 2 i 4 i 4 i 1 i o i 1 i o T 1 D 3 T 1 D 3 i s i s v s Z o v s Z o T 4 D 2 T 4 D 2 V m vi 4 o i 4 1Q i T,D I o D 3, D 2 T 1, D 2 D 3, D 2 T 4, D 3 D 3, D 2 T 1, D 2 α π α 2π α 3π 98

99 [23] Тиристорски 1f исправљачи са идентичним излазним напоном 0 (L )!!! НАЦРТАТИ СВЕ СТРУЈЕ У КОЛУ 2 Vo. dc Vm sind 2 I I I o. dc Vm 2 V I o T1,4. ave o s D2,3. ave o i i i 1 4 I 1 cos 1 cos I

100 [23] Тиристорски 1f исправљачи са идентичним излазним напоном 0 (L ) Претходни исправљачи имају идентичан излазни напон, али га формирају на различит начин. Заједно са тиристорима у приказаним круговима постоје и диоде (повратне или на мјесту основног прекидача), које у извјесним условима формирају излазни напон ==0. Не могу да раде у инверторском режиму рада. Затварањем струје оптерећења кроз диоде (тиристоре) при излазном напону ==0 растерећује трансформатор. Полууправљиви, симетрични и несиметрични исправљачи. 100

101 [23] Тиристорски 1f исправљачи са идентичним излазним напоном <=>0 (L ) i s i 1 i o i s i 1 i o V T 1 Z o V T 1 Z o v s v s V T 2 i 2 i 1 i o V T 2 i 2 T 1 T 3 i 1 i o i s v s Z o T 1 T 3 i s T 4 T 2 v s Z o V m i 4 T 4 T 2 i 4 T 2 /T 3, T 4 α T 1 /T 1, T 2 T 2 /T 3, T 4 T 1 /T 1, T 2 α α 2Q -V m 101

102 [23] Тиристорски 1f исправљачи са идентичним излазним напоном <=>0 (L )!!! НАЦРТАТИ СВЕ СТРУЈЕ У КОЛУ 2 Vo. dc Vm sin d 2 2 I I o. dc T1,..4. ave s 2 2Vm 2 2V cos I o i i i 1 4 Io 2 cos Исправљачки режим рада Управљачка карактеристика Инверторски режим рада (струја и напон извора супротног поларитета) 102

103 [23] Тиристорски 1f исправљачи са идентичним излазним напоном <=>0 (L ) Претходни исправљачи имају идентичан излазни напон, али га формирају на различит начин (мост, трансформатор са средњом тачком). У круговима постоје само тиристори, који воде све док их природном комутацијом не искључе неки други тиристори који имају боље услове за вођење (пуноуправљиви исправљачи). Излазни напон може бити и негативан, па је могућ исправљачки (α=0-90 ) и инверторски (α= ) режим рада. Инверторски режим рада може се јавити само код одговарајућих оптерећења (на пр. електромотори). 103

104 [10] 1f тиристорски мосни исправљач 2 Vo. dc Vm sind 2 2V m 2 2V cos cos 0.9V cos I o. dc V R o. dc Vo. rms Vm sin d 2 Vm V 2 Vo. rms Io. rms R 2Q 104

105 [10] Тиристорски мосни исправљач са RL оптерећењем dio L Rio E 2V s sint зa io 0 dt 2V io sin t A e Z ( R/ L) t E R Z R L, tan ( L / R) 1: Непрекидна струја, I o >0 2: Прекидна струја, I o =0 105

106 i o 2V s sin t Z E 2V s ILO e i R Z I [10] Тиристорски мосни исправљач са RL оптерећењем 1: Непрекидна струја, I o >0 ( R/ L)( / t) sin за 0 0 ( RL / )( / ) 2V sin sin e E I Z 1 e R за i 0 s LO L1 ( RL / )( / ) E R 0 106

107 I [10] Тиристорски мосни исправљач са RL оптерећењем 2: Прекидна струја, I o =0 sin ( RL / )( / ) 2 V sin e E I Z 1 e R for i 0 s LO L1 ( RL / )( / ) 2 V 1 e 0 sin Z 1 e ( RL / )( / ) s ( RL / )( / ) c tan 1 1 e x E sin, x cos tan 2 1 e 0 V s 107

108 s1 [10] Тиристорски мосни исправљач са RL оптерећењем - примјер 4Ia i ( ) sin s t n nt n n I I s DF PF a n1,3,5,.. 4Ia 2 I cos( ) I 0.90I S1 I S a 2 2 cos( ) cos( ) 108

109 [23] 3f тиристорски исправљач са средњом тачком на трансформатору i 3.p i A T 1 U A i 1.p U a i 1 U B i 2.p n U b T 2 T 3 i 2 i 3 u o i o U C U c D 0 Z o Трансформатор увијек у споју ΔY. ЗАШТО? Подручје могућег вођења тиристора - од α=0 (напон на тиристору НАЈВЕЋИ, у односу на остале тиристоре) до α=α max (последњи тренутак кад је још могуће укључити тиристор) На анодама тиристора ФАЗНИ напони Тиристор се гаси када се укључи наредни тиристор, или када му струја падне на нулу (отпорничко оптерећење или повратна диода). Комутација између тиристора, или између тиристора и повратне диоде. 109

110 V m i A U A U B U C u o [23] 3f тиристорски исправљач са средњом тачком на трансформатору i 3.p i 1.p i 2.p n U a U b U c α=0 U a α=0 U b α=0 U c α=0 T 1 T 2 T 3 i 1 i 2 i 3 u o R o i o Сваки тиристор води на свом ФАЗНОМ напону Максимални угао укључења зависи од врсте оптерећења (црткано за ИНВЕРТОРСКИ рад) α=0 макс. изл. напон (диоде) α min α max α min α max α min α max α min α max -V m 110

111 [23] 3f тиристорски исправљач са средњом тачком на трансформатору (α α kr =30 ) i 3.p i 3.p i A T 1 i A T 1 U A i 1.p U a i 1 U A i 1.p U a i 1 U B i 2.p n U b T 2 T 3 i 2 i 3 i o U B i 2.p n U b T 2 T 3 i 2 i 3 u o i o U C U c u o R o U C U c D 0 Z o Оптерећење V m u o U a U b U c α kr V m u o U a U b U c α α kr =30 <αkr 1Q T 3 T 1 T 2 T 3 T 1 T 2 111

112 [23] 3f тиристорски исправљач са средњом тачком на трансформатору (α α kr =30 ) i3.p i3.p ia T1 ia T1 UA i1.p Ua i1 UA i1.p Ua i1 UB i2.p n Ub T2 i2 i3 io UB i2.p n Ub T2 i2 i3 uo io T3 T3 UC Uc UC Uc uo Ro D0 Zo u o V m u o V m α kr <αkr U a U b U c U a U b U c T 3 T 1 T 2 T 3 T 1 T 2 1Q 3 Vo. dc Vm cos d 2 3 o. dc T1,2,3. ave A 1. p 3. p За α α kr =30 струју воде само тиристори, без обзира на врсту оптерећења Таласни облик излазног напона не зависи од оптерећења (>0) V Vm 2sin cos cos V cos Vo. dc Io. dc Io R I I, i i i 3

113 [23] 3f тиристорски исправљач са средњом тачком на трансформатору (α>α kr =30 ) i 3.p i 3.p i A T 1 i A T 1 U A i 1.p U a i 1 U A i 1.p U a i 1 U B i 2.p n U b T 2 T 3 i 2 i 3 i o U B i 2.p n U b T 2 T 3 i 2 i 3 u o i o U C U c u o R o U C U c D 0 Z o V m u o U a U b U c Оптерећење >α kr I A α>α kr =30 T 1 T 1 T 3 D D T 2 D T 3 D 1Q -I A 113

114 ia UA UB UC i3.p i1.p i2.p u o V m I A -I A [23] 3f тиристорски исправљач са средњом тачком на трансформатору (α>α kr =30 ) T 3 n >α kr D Ua Ub Uc T1 T2 T3 i2 i1 i3 uo U a U b U c T 1 D Ro io T 2 UA UB UC i3.p i1.p i2.p α>α kr =30 ia D T 3 n D Ua Ub Uc T1 T2 T3 T 1 i2 i1 i3 D0 1Q uo Zo io 3 Vo. dc Vm sind V 1 cos 2 6 Vo. dc Io. dc Io R 5 I 6 T1,2,3. ave Io. dc 2 I 3 6 D Io. dc, ia i1. p i3. p 2 За α>α kr струју воде и тиристори и повратна диода (за L ), мање оптерећење трансформатора Излазни напон исти као код R оптерећења (> и =0) 114

115 [23] 3f тиристорски исправљач са средњом тачком на трансформатору и u o <=>0 (L ) i A i 3.p T 1 U A i 1.p U a i 1 U B i 2.p n U b T 2 T 3 i 2 i 3 i o U C U c u o Z o 2Q V m u o U a U b U c α -V m 115

116 [23] 3f тиристорски исправљач са средњом тачком на трансформатору и u o <=>0 (L ) V m u o i3.p ia T1 UA i1.p Ua T2 n UB i2.p Ub T3 UC Uc U a U b U c α i1 i2 i3 uo Zo io 2Q 3 3 Vo. dc Vm cos d V Vm 2sin cos cos V cos I o. dc I o I I, i i i 3 o. dc T1,2,3. ave A 1. p 3. p -V m Тиристори преузимају струју, један од другог (број комутација =3 на периоду); умањење излазног напона Излазни напон и позитиван и негативан (ИНВЕРТОРСКИ рад) Нацртати све струје и напон на једном тиристору (u АNODA - u o ) 116

117 [2] 3f тиристорски исправљач са средњом тачком на трансформатору - u o,i o V m i o, U a U b U c R, L=0 α исти α, различито оптерећење - струја прекидна V m i o, U a U b U c R, L>0 α 117

118 [2] 3f тиристорски исправљач са средњом тачком на трансформатору - u o,i o V m i o, U a U b U c R, L> α исти α, различито оптерећење - струја непрекидна V m i o, U a U b U c R, L>> α 118

119 [23] 3f тиристорски мосни исправљач i 1 + i o i 3.p T 1 T 2 T 3 A i A i a a i 1.p B i B n i b b Z o i 2.p C i C i c c T 4 T 5 T 6 Могућ рад и без трансформатора. Обично постоји трансформатор (најчешће ΔY), због прилагођења нивоа напона (радити што је могуће ближе α=0 ). Код рачунања преносног односа обавезно користити радну тачку α=0. Тиристори воде у пару, 1 из катодне и 1 из анодне групе. Сваком пару тиристора одговара један линијски наопон (6). Води онај пар тиристора чији је линијски напон највећи, и који има окидне импулсе. i 4-119

120 [23] 3f тиристорски мосни исправљач i 1 + i o i 3.p T 1 T 2 T 3 A i A i a a i 1.p B i B n i b b Z o i 2.p C i C i c c T 4 T 5 T 6 Подручје могућег вођења тиристора - од α=0 (напон на пару тиристору НАЈВЕЋИ, одговара пресјека линијских напона) до α=α max (последњи тренутак кад је још могуће укључити тиристор, обично 180, због инверторског рада) Тиристор се гаси када се укључи наредни тиристор из његове групе, или када му струја падне на нулу (отпорничко оптерећење или повратна диода). Број комутација =6 на периоду (умањење излазног напона) i 4-120

121 [23] 3f тиристорски мосни исправљач i 1 + i o i 3.p T 1 T 2 T 3 A i A i a a i 1.p B i B n i b b Z o i 2.p C i C i c c T 4 T 5 T 6 i 4 - Напон на тиристору једнак разлици анодног и излазног напона Струја секундара трансформатора == разлици струја прекидача у грани на коју је секундар прикључен Струја примара трансформатора зависи од споја (ΔY) Сви прекидачи тиристори - пуноуправљиви мост (половина прекидача диоде - полууправљиви) 121

122 [23] 3f тиристорски мосни исправљач - подручје и редослед вођења тиристора i 1 + i o T 1 T 2 T 3 a n b Z o c T 4 T 5 T 6 i 4-122

123 [23] 3f тиристорски мосни исправљач - подручје и редослед вођења тиристора T 1 Катодна група T 2 + a T 3 n b Z o T 6 c T 5 - T 4 Анодна група 3f мосни исправљач као 2 3f са средњом тачком на трансфоматору 123

124 [23] 3f тиристорски мосни исправљач - подручје и редослед вођења тиристора i 1 + i o T 1 T 2 T 3 a n b Z o c T 4 T 5 T 6 i 4-124

125 [23] 3f тиристорски мосни исправљач - подручје и редослед вођења тиристора α=0 α=0 α=0 v s U ab U ac U bc U ba U ca U cb V m i1 + vo T1 T2 T3 io a n b Zo c U a U b U c T4 T5 T6 i4 - α min α max α min α max α min α max α min α max α min α max α min α max α=0 α=0 α=0 125

126 [23] 3f тиристорски мосни исправљач - подручје и редослед вођења тиристора U ab U ac U bc U ba U ca U cb U ab U ac T 1 T 1 T 1 T 1 T 6 T 6 T 6 T 2 T 2 T 4 T 4 T 3 T 3 T 5 T 5 T 5 Редослед укључивања тиристора не зависи од угла укључења α, одредити га за α=0 Периоди могућег вођења тиристора исте гране се надовезују, слиједе један за другим 126

127 [23] 3f тиристорски мосни исправљач R, (L>0); α=0 i 1 + T 1 T 2 T 3 i o a v s α=0 U ab U ac α=0 U bc U ba α=0 U ca U cb V m b c Z o T 4 T 5 T 6 i 4 - α=0 α=0 α=0 U o > 0 ИСПР. режим 127

128 v s α=0 Uab U ac α=0 U bc U ba α=0 U ca U cb V m i 1 + T 1 T 2 T 3 i o a T 1 T 1 b R o T 2 T 2 c T 4 T 5 T 6 T 3 T 3 i 4 - i o Струја оптерећења T 5 i a T 6 T 4 i a T 5 i a T 6 U o > 0 ИСПР. режим i c i c α=0 α=0 α=0 i c i c Струје намотаја трансформатора i A i A i A i A R, (L>0); α=0 128

129 [23] 3f тиристорски мосни исправљач (R), L>>; α=180 i 1 + T 1 T 2 T 3 i o a v s α=0 U ab U ac α=0 U bc U ba α=0 U ca U cb V m b c Z o T 4 T 5 T 6 i 4-2Q α=180 α=0 α=0 α=0 U o < 0 ИНВ. режим 129

130 T 2 α=180 T 1 α=180 T 2 (R), L>>; α=180 i 1 + i o T 3 α=180 T 3 T 1 T 2 T 3 a v s α=0 U ab U ac α=0 U bc U ba α=0 U ca U cb V m T 6 α=180 T 6 i o b c T 4 T 5 T 6 Z o T 4 α=180 T 4 i 4 - T 5 i a α=180 T 5 2Q i a i a i c i c i c i c Струје намотаја трансформатора i A i A U o < 0 i A α=180 i A ИНВ. режим α=0 α=0 α=0 130

131 [23] 3f тиристорски мосни исправљач R, (L>0); α=30 i 1 + T 1 T 2 T 3 i o a α=0 U ab U ac α=0 U bc U ba α=0 U ca U cb V m α=30 α α α α α b c Z o T 4 T 5 T 6 i 4 - T 1 T 1 T 3 T 5 T 6 T 2 T 4 T 3 T 5 T 6 U o > 0 ИСПР. режим α=0 α=0 α=0 131

132 [23] 3f тиристорски мосни исправљач R, (L>0); α=60 i 1 + T 1 T 2 T 3 i o a α=0 U ab U ac α=0 U bc U ba α=0 U ca U cb V m α=60 α α α α α b c Z o T 4 T 5 T 6 i 4 - T 4 T 3 T 1 T 2 T 6 T 4 T 5 α=0 α=0 α=0 T 3 T 5 T 1 T 6 U o > 0 ИСПР. режим (u o 0) 132

133 [23] 3f тиристорски мосни исправљач R, L>>; α=90 i 1 + T 1 T 2 T 3 i o a α=0 U ab U ac α=0 U bc U ba α=0 U ca U cb V m α=90 α α b c Z o T 4 T 5 T 6 T 3 T 1 T 2 T 3 T 1 i 4-2Q T 4 T 5 T 6 T 4 T 5 α α α α=0 α=0 α=0 U o = 0 Р==0 133

134 [23] 3f тиристорски мосни исправљач R, L>>; α=120 i 1 + T 1 T 2 T 3 i o a α=0 U ab U ac α=0 U bc U ba α=0 U ca U cb V m α=120 α α b c Z o T 4 T 5 T 6 T 2 T 3 T 1 T 2 T 3 T 1 i 4 - T 4 T 5 T 6 T 4 T 5 2Q U o < 0 ИНВ. режим α α α α=0 α=0 α=0 134

135 [23] 3f тиристорски мосни исправљач R, L>>; α=150 i 1 + T 1 T 2 T 3 i o a α=0 U ab U ac α=0 U bc U ba α=0 U ca U cb V m α=150 α α b c Z o T 4 T 5 T 6 T 2 T 3 T 1 T 2 T 3 i 4 - T 4 T 5 T 6 T 4 T 5 2Q α α α U o < 0 ИНВ. режим α=0 α=0 α=0 135

136 V o. dc 3 3 /2 /6 /2 /6 V V V [23] 3f тиристорски мосни исправљач v d ab o. dc o. dc. KATODNI o. dc. ANODNI 1.17 cos 1.17 cos 2.34V cos, 3 Vm sin d 6 3 3Vm 3 6V cos cos 2.34V cos Io. dc Io. dc Io, IT1,2,3. ave, 3 i i i, i i i, i PO i a T1 T 4 A 1. p 3. p 1. p a i i i i i i i i i, за PO 1 A T1 T 4 T 3 T 6 T1 T 6 T 3 T 4 a b c i 1 T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 T 6 2х већи излазни напон (средња вриједност), за исти α, него код 3f исправљача са средњом тачком на трансформатору (исти напон блокирања тиристора) 136 i i o Z o

137 [6] 3f тиристорски мосни исправљач Исправљање инвертовање Граница исправљачког и инверторског режима рада α=90 Управљачка карактеристика - зависност излазног напона од угла укључења α (нормирано) Инверторски рад само ако је оптерећење способно да даје енергију (СТРУЈА УВИЈЕК >0-2Q рад) Онемогућавање инверторског рада - повратна диода, полууправљиви мост 137

138 [6] 3f мосни тиристорски исправљач - хармоници струје и фактор снаге Фуријеов ред АС мрежне струје, ако је у оптерећењу веома велики индуктивитет: 4I n n ia t n t n n1,5,7,11,... n 2 3 L sin sin sin Исти случај као код 3f диодног исправљача, само што таласни облик струје касни за α, што додатно умањује фактор снаге, који је једнак: РF = cos (α) Ако је излазни DC напон мали, α је близу 90 и фактор снаге постаје веома низак (реактивна снага може бити велика) 138

139 [6] Активна и реактивна снага тиристорских исправљача на основној фреквенцији 3 2 P IL VLL. rms cos 3 2 Q 3 Ia. rmsvll. rms sin IL VLL. rms sin 139

140 [23] Реални излазни напон исправљача Средња вриједност излазног напона реалног исправљача мања је од идеалне за: падове напона на диодама и тиристорима (k - број диода/тиристора који истовремено воде), пад напона на еквивалентној отпорности кола ( R e - чине је отпорности извора, проводника и сл.) и за пад напона због комутације: V V ku R I o. dc o. dc. ideal DT 0 e p qx I k 2 p 140

141 Трофазни мосни тиристорски исправљач Мосни исправљач == два исправљача са средњом тачком Тиристори раде на линијским напонима, водећи у пару, по један из горње и један из доње групе истовремено Воде она два тиристора чији је напон тренутно највећи (од угла укључења α, који се рачуна се од пресјека линијских напона) Један тиристор из горње групе води са два из доње, и обрнуто, према редоследу вођења који је одређен линијским напонима Сви тиристори воде по једну трећину периода Струје секундара трансформатора једнаке разлици струја тиристора из исте гране Напон на тиристору која не води једнак је разлици напона на његовој аноди и излазног напона (тренутно највећег линијског напона) Исправљач са повратном диодом не може радити у инверторском режиму 141

142 [23] 3f тиристорски мосни исправљач са FWD i 1 + i o T 1 T 2 T 3 a b D o Z o c T 4 T 5 T 6 i 4 - За углове укључења α α kr =60 исправљач се понаша као да нема повратне диоде. Струју воде само тиристори и она је непрекидана, без обзира на оптерећење. Таласни облик излазног напона не зависи од врсте оптерећења (исти и за отпорничко и индуктивно) 142

143 [23] 3f тиристорски мосни исправљач са FWD i1 + io R, L>>; α=90 α>α kr =60 a b T1 T2 T3 Do vo Zo α=0 U ab U ac α=0 U bc U ba α=0 U ca U cb V m α=90 α α c T4 T5 T6 T 3 D o T 3 D o T 1 D o T 1 D o T 2 D o T 2 D o T 3 D o T 3 D o T 1 D o i4 - T 4 D o T 5 D o T 5 D o T 6 D o T 6 D o T 4 D o T 4 D o T 5 D o T 5 D o U o > 0 ИСПР. режим i A (u o 0) i a, i c T 3 T 3 T 6 T 1 T 1 T 6 T 1 T 4 T 4 T 3 Струје намотаја трансформатора T 4 T 3 1Q α α α α=0 α=0 α=0 143

144 [23] 3f тиристорски мосни исправљач са FWD α>α kr = Vo. dc Vm cos d a b c i 1 T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 T 6 i 4 + D o - i o Z o V 1 cos V 1 cos 3 Vo. dc Io. dc Io R 2 I 1,2, T ave Io. dc 2 I 6 3 D Io. dc, ia i1. p i3. p 2 144

145 [23] 3f тиристорски мосни исправљач са FWD За углове укључења α α kr =60 постоје интервали у којима је излазни напон исправљача једнак НУЛИ. У случају омског оптерећења то се дешава када тиристори природно престану да воде, а у случају индуктивног оптерећења због провођења повратне диоде. Не постоји инверторски режим рада Имају смисла само углови укључења α<120 (послије тога је излазни напон НУЛА) Таласни облик излазног напона не зависи од врсте оптерећења (исти и за отпорничко и индуктивно) Струје намотаја трансформатора и струје тиристора мање него код пуноуправљивог моста без повратне диоде (у случају индуктивног оптерећења), али увијек импулсног таласног облика 145

146 [23] 3f тиристорски полууправљиви мосни исправљач T 1 T 2 + a T 3 n b Z o D 6 c D 5 - D 4 Комбинација тиристорског и диодног исправљача са средњом тачком на трансформатору Не постоји инверторски режим рада Тиристори воде у зависности од угла укључења α, а диоде када су позитивно поларисане (одговарајући линијски напон највећи) Јефтинији од пуноуправљивог 146

147 [23] 3f тиристорски полууправљиви мосни исправљач R, (L>0); α=30 α=0 U ab U ac α=0 U bc U ba α=0 U ca U cb V m α=30 α α T 3 D 5 T 1 T 2 T 3 T 1 D 6 D 4 D 5 D 6 U o > 0 T 1 T 1 D 6 T 1 T 1 D 6??? i A T 3 D 4 T 3 α=0 α=0 α=0 T 3 1Q 147

148 [23] 3f тиристорски полууправљиви мосни исправљач R, (L>0); α=60 α=0 U ab U ac α=0 U bc U ba α=0 U ca U cb V m α=60 α α 1Q α=α kr =60 T 3 D 5 T 1 T 2 T 3 T 1 D 6 D 4 D 5 T 1 D 6 D 6 T 1 D 6 U o > 0 (u o 0) T 3 D 4 T 3 α=0 α=0 α=0??? i A 148

149 [23] 3f тиристорски полууправљиви мосни исправљач R, (L>0); α=90 α=0 U ab U ac α=0 U bc U ba α=0 U ca U cb V m α=90 α α 1Q α>α kr =60 D 5 T 3 T 1 T 2 T 3 T 1 D 6 D 4 D 5 T 1 D 6 D 6 T 1 D 6 U o > 0 (u o 0) T 3 D 4 T 3 α=0 α=0 α=0??? i A 149

150 [23] 3f тиристорски полууправљиви мосни исправљач V V V o. dc o. dc. KATODNI o. dc. ANODNI 1.17cos 1.17cos V 1 cos, I I I I o. dc o. dc o, T1,2,3. ave D4,5,6. ave, i i i,???? i i i a T1 T 4 A 1. p 3. p I 3 Лошији излазни напон него код пуноуправљивох моста За α α kr =60 излазни напон не зависи од оптерећења, а за α>α kr постоје тренуци, у случају индуктивног оптерећења, у којима истовремено воде тиристор и диода из исте гране, понашају се као повратна диода, u o =0??? Због несиметричног вођења компоненти мрежна струја у ΔY споју трансформатора несиметрична 150

151 Примјена тиристорских исправљача Пуњачи акумулатора Управљање DC моторима, HVDC пренос Веома велике снаге Велике димензије, спор одзив при регулацији, ГЕНЕРИСАЊЕ ВИШИХ ХАРМОНИКА Потискују их прекидачки (ШИМ) исправљачи са потпуно управљивим компонентама, мањим димензијама и знатно квалитетнијим одзивом (могућност поправљања фактора снаге, примјена код обновљивих извора енергије, ЕМП,... ) 151

152 [18] Тиристорски кругови - напони и струје 152

153 [18] Тиристорски кругови - напони и струје 153

154 [18] Тиристорски кругови - напони и струје 154

155 [18] Тиристорски кругови - напони и струје 155

156 ЛИТЕРАТУРА: [1] Ned Mohan, Tore Undeland, and William Robbins, Power Electronics: Converters, Applications and Design, John Wiley & Sons, [2] MUHAMMAD H. RASHID, POWER ELECTRONICS HANDBOOK, ACADEMIC PRESS, [3] Ned Mohan, POWER ELECTRONICS AND DRIVES, MNPERE, Minneapolis, [4] xxx, INTRODUCTION TO POWER ELECTRONICS, XXX, [5] Миломир Шоја, Нови прилози у примјени струјног управљања у DC/DC и DC/AC претварачима, ЕТФ Источно Сарајево, [6] Robert W. Erickson Dragan Maksimovic, Fundamental of Power Electronics, Springer Science+Business Media, LCC, [7] Bimal K. Bose, Power Electronics and Motor Drives Advances and Trends, Elsevier Inc., [8] Fred C. Lee, Power Electronics System Introduction, Virginia Tech, [9] T. Paul Chow, Power Electronics Systems Integration, Rensselaer Polytechnic Institute, [10] MUHAMMAD H. RASHID, POWER ELECTRONICS: Circuits, Devices And Applications, Pearson Prentice Hall, [11] Timothy L. Skvarenina, THE POWER ELECTRONICS HANDBOOK: Industrial Electronics Series, Pearson Prentice Hall,

157 ЛИТЕРАТУРА: [12] M. Filty, Grundlagen der Elektrotechnik II, SS, [13] DORIN O. NEACSU, ACTIVE GATE DRIVERS FOR MOTOR CONTROL APPLICATIONS, IEEE PESC, [14] M. Correvon, ELECTRONIQUE DE PUISSANCE, HES SO, xxxx. [15] [16] Michael A. Briere, GaN-based power devices offer game-changing potential in power-conversion electronics, Industrial Control Design Line, December 30, [17] Michael O'Neill, How silicon carbide diodes make solar power systems more efficient, Power Management DesignLine, 05/20/2007. [18] (POWEREX), [19] (International Rectifier), [20] John William Motto, Jr, Introduction to Solid State Power Electronics, POWEREX, Semiconductor Division Youngwood, Pennsylvania 15697, [21] Dr. Zainal Salam, Power Electronics and Drives (Version 2), [22] Peter Omand Rasmussen & Stig Munk Nielsen, Power converters AC/DC and DC/AC MM1, Aalborg University, xxxx. [23] Милан Радмановић, Предавања са предмета Енергетска електроника, ЕТФ Источно Сарајево, xxxx. [24] Kjeld Thorborg, Power electronics, Prentice Hall,