Eler-energesi prevarači Energesi prevarači Uv Energesi prevarači su uređaji ji eleričnu energiju ransfrmišu iz jeng via u rugi vi. Prema j snvnj funciji psji i sleeća pela:. DC DC * prevarači: prevaraju jensmerni napn ređenih sbina u jensmerni napn rugačijih sbina. Oni se mgu shvaii ap psebna vrsa ransfrmara jensmerng napna, i rae na principu zv. secanja napna. Zbg ga se nazivaju čperima (va reč piče englese reči ja značava iver j. ma sečeng rvea). * DC-irec curren jensmerna sruja.. DC AC ** prevarači: prevaraju jensmernu sruju u naizmeničnu; vi uređaji pznai su p imenm inverri. ** AC-alernaing curren naizmenična sruja.. AC DC prevarači: nazivaju se jš i ispravljačima jer naizmeničnu sruju prevaraju u jensmernu. 4. AC AC prevarači: prevaraju naizmenični napn u naizmenični napn rugačijih sbina. su na primer ransfrmari. Međuim, mi ćem pručavai ve vrse vih uređaja: - pešavače napna : menjaju bli napna - cilnverre: menjaju učesans Primena prevarača je raznvrsna, a njihve snage mgu bii rea W (npr. u ućnim uređajima, u elernsim uređajima) rea MW. Na njem ijagramu presavljena je pela blasi primene prevarača, p snazi.
Eler-energesi prevarači [A] 6 MVA MVA MVA MVA 5 VA 5 4 VA 6 7 VA VA VA 4 4 5 6 U[V] () U vj blasi snage prevrača su, ale, u psegu npr. VA VA i su aparai šire pršnje. () Uređaji ji se rise u hemijsj inusriji i mealurgiji npr. za elerlizu; napni su ve relaivn nisi ali sruje za mgu imai vema velie jačine. () Jensmerni elermrni pgni i naizmenični elermrni pgni. Ranije su za ispravljanje sruje rišćene zv. brne grupe j. grupe mašina (najpznaija je enarva grupa). Danas se u ve svrhe rise pluprvniči uređaji i su zv. saiči energesi prevrači. (4) Za jensmerne elermrne pgne. (5) VF (visfrevenne) peći: ve je napn rea V, P (~ W, ~ MW). (6) Jensmerni prens elerične energije: Naime, plvinm 7-ih gina vaav prens j. ieja njemu je bila vrl ppularana, a a su u sveu izrađeni nei alevi baš za prens jensmerne sruje. a npr. u Americi jean njih služi za prens energije iz Aljase prema zapanj bali, rugi vrši prens energije iz blasi Kvebea u Kanai. Psji neli vavih sisema i u Rusiji (aašnji SSSR). Njihva upreba je vremen napušena, jer su pre svega vrl supi za esplaaciju Oni se mgu risii u sleećim slučajevima: aa za ablvs prenšenje energije nije pgna AC sruja, jer ablvi imaju veliu apaciivns. Na primer, za vđenje energije na ualjena srva mže se risii vaav vi prensa. prensa veliih snaga. za uspsavljanje veze nesinhrnih sisema (ji rae sa različim nseđm frevencijm). Jugslavija je spjena sa evrpsim energesim sisemm ji je sinhrn sa našim sisemm, jer su im učesansi ise (5Hz). U isčnevrpsim zemljama, međuim, a učesans nije ačn 5Hz, a razlie su bičn rea /Hz.
Eler-energesi prevarači Zbg ga je nemguća irena razmena energije. Prblem se bičn rešava vezivanjem našeg generara za njihv sisem ili nem sličnih mea. Međuim, v se mže svarii i spajanjem mreža pre DC-DC prevarača. Psja je i prjea za vav rešenje, ali izraa avg psrjenja je bila preeran supa, a a se ve ieje usal.. Ppluprvniče mpnene je se rise u energesim prevaračima U elernici je najbinije a li pluprvniča mpnena vern prensi ili ržava signal, je eficijen risng ejsva manje važan. U energeici je siuacija ppun brnua. Najvažniji pazaelj neg prevarača je njegv sepen risng ejsva. U energeici se rise najviše sleeće ri vrse elernsih mpnenaa:. ie. ranzisri. irisri Dia se risi za izrau veliih ispravljača. ranzisri snage grae se u zanje vreme i za snage ča 6W, nsn ranzisri za napne rea 8V i sruje A. O masimalne važnsi je sleeće: ranzisr pa i ia ili ima napn a nema sruju ili brnu! Sreine nema! usvari znači v: pluprvniča mpnena ne sme bii u is vreme izlžena i spljašnjem napnu i spljašnjj sruji u m slučaju zbg prevelig zagrevanja renun lazi prbja, j. razaranja maerijala. Za se aže a u energeici pluprvniči prevarači rae u ON OFF režimu (uljučen ili isljučen). Dia A K Kaa je plarizvana iren, rz iu priče relaivn velia sruja; pa napna na njj je, međuim vrl mali, pa je iscipacija snage mala. Na rajevima inverzn plarizvane ie javlja se velii napn ali je inverzna sruja sa mala pa je i iscipacija snage vrl mala. Pricanja ečnsi rz cev je analgan slučaj (mel) prvđenju ie. smer neprpusni
Eler-energesi prevarači ranzisr E N P N C B C B E s mehaniči evivalen irisr (SCR-Silicn Cnrlle Recifier) U smeru jean () ečns mže a priče jein aa sinem rezu, a prisci su avi a je p > p. Očiglen aa sruja eče ne mžem pnv a savim rezu, jein a se splja ne prmene uslvi. će se esii na primer aa prene sruja suprng smera. irisr ( SRC silicn cnrlle reaifier) irisr je čevrsljna pluprvniča mpnena - pnpn. Pre ane i ae pseuje i izveenu upravljaču eleru, gej (G, gae). Običn je ani gej (p) ipa, a mže 4
Eler-energesi prevarači bii izveen i anni (n-ipa). irisr se mže presavii pre veze va mplemenarna ranzisra. a) b) c) ) Slia. Analizu ćem sprvesi riseći sliu.c) A ( p) C ( n) C () Na snvu presea pnp i npn ranzisra i smerva reanja glavnih i sprenih nsilaca (slia ) lazim sleećih zaljučaa: α () C E C n p n E - C C C - B α Slia. C C E α () C E C Zamenm () i () u () bijam: 5
Eler-energesi prevarači A A α α E C E C α α ( ) E E C C Pš je inverzna sruja zasićenja C, C, jer spj CB za ba ranzisra presavlja plvinu cenralng pn spja irisra, važi: α α (4) A E E C Sa slie. ) vii se alje a je: A E K E A, pa zamenm u (4) bijam: A E α α α A K A A E C ( ( α α )) α E C α E C A (5) ( α α ) Frmaln psmaran, aa α α, A a fiziči, sruja ane vrl brz rase usle regeneraivng cilusa i zbg prisune pziivne pvrane sprege ja psji u vsepenm pjačavaču (pnp npn). U pčeu jeα α < ali sa prasm sruje geja rasu sruje emira ba ranzisra, a u slau sa njima i srujn pjačanje, š se vii sa araerisie ranzisra: 6
Eler-energesi prevarači α cns B cns Slia.. irisr u susvu plarizacije Evivalenan mel ji gvara vm režimu raa irisra je a na sleećj slici: Slia 4. U susvu plarizacije javljaju se u lini pn spjeva S, S i S nempezvana naelerisanja i u njima elerična plja ja sprečavaju ifuziju slbnih nsica naelerisanja. 7
Eler-energesi prevarači. nverzn plarizvan irisr - A p - S n S p - S G n Slia 5. K K inverzn plarizvang irisra cenralni spj S je iren plarizvan a periferijalni spjevi inverzn plarizvani. Krz irisr priče inverzna sruja jenaa manjj sruji inverzn plarizvanih spjeva, bičn S. A u slučaju inverzne plarizacije eče sruja G, pvećava se inverzna sruja irisra, a samim im i iscipacija.. Diren plarizvan irisr Diren plarizvan irisr ima va mguća sanja: iren bliran (irec blcing sae) i iren prvn sanje (irec cnucing sae). A A p α A S n CO S p S G n Slia 6. - K K Pri ifuznj plarizaciji S i S su plarizvani iren, a S inverzn, a nempezvani slj na S psaje relaivn šir a a njegva pencijalna barijera praičn rži ravnežu 8
Eler-energesi prevarači napnu U AK. Sruja irisra sasji se sruje C spja S (elerni iz p i šupljine iz n ) a i sruje spsvenih nsilaca iz p i n nasalih ermičim razaranjem valennih veza u lini spja S.Šupljine je a speju u p smanjuju prsrn perećenje na S i mgućavaju većem brju elerna a pređu iz n u p.jean e vih elerna se rembinuje u bazi p sa šupljinama, a veći e, ređen farm α : α K prlazi rz S u n smanjujući blas prsrng vara na S. Elerni ( C i α ) ji laze u n priru rz iren plarizvan spj S smanjujući njegvu pencijalnu barijeru i izazivajući pjačani prelaz šupljina iz p u n. e šupljine se elm rembinuju, a većim elm, ređen izrazm α A prlaze rz S i n. Jasn je a se rai pziivnj pvranj sprezi, usle čega se bija sruja A ja je veća C ja je njen prvbini uzr. Pš se, međuim, rai malim srujama α α <<, pa je i sruja A mala. U menu većih annih sruja, veće je srujn pjačanje α i α pa je i far pvrane sprege (ružn pjačanje) α α > znači a imenilac izraza (5) psaje negaivan, a pš je A > slei a C mra prmenii smer, j.spj S se iren plarizuje. Pš je napn irene plarizacije na S u pziciji sa napnima na S i S uupan napn U AK na prvnm irisru je neš veći napna iren plarizvane ie e se irisr u vm spju pnaša sličn ii..4 Oianje irisra Slia 7 irisr se ia pziivnm pbum geja. Pprečni prese slja p je mali e je njegv pr relaivn velii. Za je gusina sruje rz spj S najveća u nepsrenj blizini geja. z g razlga u vj blasi biće najveća gusina elerna emivanih iz n u p. U p vi elerni se elm rembinuju sa šupljinama spelim iz upravljače elere, a većim elm prlaze rz S prcesm ifuzije. Prcesm ji sam sebe pržava (pziivna pvrana sprega) pvećeva se anna sruja, na a je ranije bjašnjen. Pr nsilaca najjači je na granici ae 9
Eler-energesi prevarači prema geju, ge je prces i pče. Prces prebacivanja irisra u prvn sanje, a je rečen, rezulira irenim plarizvanjem spja S i prmenm smera sruje C. a prmena nasaje u pravcu najinezivnijeg prelaza nsilaca j. izna levg raja spja S, a bi se va irena plarizacija psepen prširila na ce S. Dale, u pčeu prcesa paljenja irisra, prvni anal je uza e je spsbns i irisra a prpusi annu sruju graničena. Sga je brzina prasa anne sruje a graničena i me reba pvesi računa. Vreme uljučenja irisra je rea neli µ s, a vreme zavisi jačine pčene sruje. Brze prmene annih napna mgu a izazvu nenrlisan uljučenje irisra, usle apaciivng efea ji se javlja na spju S. Sruja eplasmana ja se javlja na S pri brzj prmeni napna, a usle apaciivnsi C S, priče rz S i S i rz prces sa pziivnm pvranm spregm mže izazvai paljenje. Naime, srujna pjačanja α i α zavise i CS : CS us ics us CS v Pš je i CS srazmern slei a brzina prmene napna mra bii graničena..5 Saiča araerisia irisra A irec cnucing area aching curren Hling curren V BO breawn vlage H negaive resisance area G > G > G G breaver vlage reverse blcing V H V BO V AK sae irec blcing sae breawn Slia 8
Eler-energesi prevarači U AK, pri ređenj vrensi G ne : prelmni napn. Da bi irisr mga a prvi anni pršač mra bii Diren plarizvan irisr je bliran sve napn signe vrens V B aav a H, ge je negaivne prnsi ja se ne mže snimii merenjem (nesabilna je). Kaa H zv. sruja uspsavljanja. Na prelazu iz blae u prvđenje je blas paa, irisr saje u prvnm sanju sruja ne pane isp vrensi (sruja ržanja), a na se gasi. irisr je u inverznm smeru neprvan sve napn V B, aa nasupa prbj i razaranje..6 Saiče araerisie geja Da bi irisr mga a pnese š veći napn irene plarizacije i a bi njegv ra bi puzaniji izrađuje se sa manje piranim pn spjem S, a a α bue š manje. Za se između irisra isg ipa pjavljuju znane razlie u napnima gej- aa. U G U Gmax najlsija P Gmax P Gmax (impulsni režim) U Gmin (-6 C) 5 C 5 C -6 C najblja Gmin (-6 C) Gmax G U šrafiranj blasi paljenje irisra je neizvesn. Za irisre sa lšijim spjem GK aje se U G max a sa brim spjem G max. Snaga iscipacije je graničena, a neš veća vrens se zvljava pri impulsnm režimu.
Eler-energesi prevarači.7 Prelazni prcesi u irisru Najpre ćem analizirai prelazni prces pri prebacivanju iz ireng neprvng u iren prvn sanje. Peri, efinisan pam anng napna %, usle pricanja sruje rz spljnji e araerisie, gvara vremenu je je prebn a se svari irenm plarizacijm na elu spja S izna geja. Ov vreme zavisi jačine sruje G. nerval presavlja vreme u u g lazi znanijeg pvećanja anne sruje i n ne zavisi G već araera i parameara anne impeanse. a na primer, u slučaju R impeanse (pvljn) sruja i a psepen rase ( τ ) a napn u a nagl paa. U slučaju RC perećenja brz se menja sruja, a napn sprije R paa. Peri raje renua aa je irisr prve u blizini geja renua aa se irena plarizacija prširi na ce spj S i zavisi, uglavnm, pvršine ae nsn sjanja geja najualjenije ače pprečng presea. U cilj graničavanja iscipacije pri uljučenju, rise se prigušnice sa zasićenjem, jih impenansa psepen paa pri prasu anne sruje: u pčeu je sruja graničena na vrens i µ a bi impenansa psala vrl mala aa irisr prvee. a se svaruje prpušanje jae sruje e pš ce spj S psane iren plarizvan. Da bi se irisr preve iz prvng u neprvn sanje, prebn je a se anna sruja smanji isp vrensi H (sruja ržanja). U prasi se svaruje snižavanjem anng napna na nulu ili inverznm plarizacijm. K zv. prevarača sa prinunm muacijm se svaruje prpušanjem srujng impulsa suprng smera rz irisr, bičn pražnjenjem nezara. Pš su u prvnm sanju sva ri spja iren plarizvana, u svim slučajevima, a narči u bazama, n i p, velia je nceracija sprenih nsilaca je reba neuralisai rembinacijm ili vesi ifuzijm a bi se irisr ugasi.
Eler-energesi prevarači A se prmeni plarie napajanja na ani (inverzna plarizacija) spjevi S i S se inverzn plarizuju, a S saje iren plarizvan jer je u njihvj lini najveća nceracija sprenih nsilaca. Ranije je rečen a su sljevi u lini S, ale, G i K jače pirane (veća C ) pa će uarni napn u pgleu uarne jnizacije (lavinsg prbja) ve bii znan niži neg na S i S. Pš je, ađe nceracija šupljina u p veća nceracije elerna u n, p služi u prcesu gašenja a bga izvr šupljina. Dijagrami napna i sruje ane m prelazng prcesa su: Raspre nsilaca naelerisanja u pprečnm preseu je blia: p n n supljine u elerni u p S pn n S p S n p < n p < > 4 nemp. 4 nempezvan slj x slj ur. 4 u r. 4
Eler-energesi prevarači Kl jim se mže upravljai ram irisra je blia: R R i U U i U U i i R Ri Sruja u pluprvniu ima ve mpnene, nucinu i ifuzinu, npr. J n q µ E n n q D n n x p J p q p µ p E q D p x ( Difuzina sruja eče u smeru smanjenja nceracije nsilaca). Uprs inverznj plarizaciji, sruja je u u inervala graničena isljučiv elemenima spljašnjeg la ( R i ) jer je nceracija ubačenih nsilaca u vim sljevima jš uve velia a a rz irisr eu ifuzine sruje, a širine nempezvanih sljeva se ne menjaju. nerval pčinje u renuu aa gusina elerna u bazi: n p na spju S psane jenaa nuli. U u rase inverzni napn na S pa pš je presali e irisra u sanju prvđenja, a U A cns, sruja irisra paa. U renuu inverzni napn na S siže vrens prbjng napna. U u jš uve je velia gusina nsilaca u slju n a a p n p jš uve presavlja raa spj pa rz irisr eče nsanna sruja. U renuu paa na nulu nceracija šupljina u n i zapčinje svaranje nempezvang slja na S i njegva inverzna plarizacija, e sruja psepen paa. U renuu 4 završava se prces inverzne plarizacije S ali prebacivanje jš nije završen, pš na S ima jš ubačenih nsilaca pa se evenualnm pnvnm irenm plarizacijm irisra S ne bi inverzn plarizval š je prebn a se irisr ne bi pnv uljuči.. Elemeni aplace-ve ransfrmacije Velii brj prblema u eriji svi se na rešavanje iferencijalnih jenačina. a na primer, analiza pnašanja linearng inamičg sisema sa ncenrisanim i nsannim () paramerima svi se na rešavanje sisema linearnih iferencijalnih jenačina sa nsannim eficijenima. 4
Eler-energesi prevarači Rešavanje vavih jenačina pjensavljuje se primenm peracing računa, psebn primenm aplace-ve ransfrmacije jm se linearna iferencijalna jenačina sa nsannim eficijenima svi na algebarsu jenačinu gvarajućeg rea, iz je se, uz primenu pčenih uslva mže iren bii rešenje. Pš se, međuim, ča i jensavnih sisema bijaju jenačine visg rea, prblem sineze sisema varijacijm parameara, maar i uz primenu aplace-ve ransfrmacije psaje nerešiv. Sga se u prasi raže rugačiji puevi, jima se zabilazi preba rešavanja iferncijalne jenačine.. Furrier-va ransfrmacija i Furrier-v re Furijev re primenjuje se za analizu signala ji su pisani periičnim funcijama. Za funciju f(), R ažem a je periična, sa perim a važi: f( ) f( ), < < Mže se reći a je snvni peri funcije j. a je najmanja vrens za ju je grnji uslv ispunjen, i a funcija za ju grnji uslv važi u graničenm inervalu nije periična. Furrier-v re Prema Dirichle-vim uslvima, funcija f(), sa perim, graničena, sa graničenim brjem esremuma i preia prve vrse, mže se presavii Furijevim rem. Ovaj re nvergira vrensi f() svua ge je funcija nepreina, a u ačama preia nvergira arimeičj sreini vrensi funcije sa leve i esne srane isninuiea. f() f( ) f (), R f() a a π cs b sin Vrensi eficijenaa bijaju se na snvu sbine rgnalnsi prsperiičnih (harmnijsih) funcija. f() a a cs b sin /.. f ( ) a a cs b sin a cs b sin a f ( ) ili 5
Eler-energesi prevarači 6 f a τ τ ) ( Pažim saa sbinu rgnalnsi prsperiičnih funcija: cs cs sin cs sin cs sin... cs i. Dalje je: ) ( ) cs( ) ( ) ( cs cs )cs ( a a a f a a f a. ) ( f b. )sin ( Furijev re mže se izrazii, uz rišćenje gvarajućih rignmerijsih ineiea, i u rugačijim blicima: ). sin( ) ( a b arcg b a a f Vrl čes, Furijev re presavlja se u sleećem bliu, g se lazi smenm: cs j j e a e a a sin j j j j e jb e jb j e b e b b j j e jb a e jb a a f ) ( Definisanjem nvih eficijenaa:
Eler-energesi prevarači c a c a jb, c a jb ge je: c j f ( ) e,, ±, ±,... Rezime:Presavljanje (slžen) periičnih funcija Furijevim rem mgućuje a se rei izlaz linearng sabilng sisema u sacinarnm režimu raa, aa na njegv ulaz eluje slženperiična funcija. aa će i izraz, p principu linearne superpzicije mći a se presavi zbirm prsperiičng signala ređene ampliue, učesansi i faze- harmnia. ime se mgućuje analiza sisema u frevennm menu, pa se inamiča svjsva sisema mgu araerisai ime a sisem uiče na ampliuu i fazu pjeing harmnia ulazng signala.. Furrier-va ransfrmacija Ulazni signali u sisem za aumasu brau su najčešće neperiični. Da bi se i u vm slučaju mgle isrisii prensi je pruža reman u frevennm menu, Furijev re se upšava i prširuje na izvesne neperiične funcije. Neperiičnu funciju mžem frmaln psmarai a periičnu, ge. Furijev inegral se Furijevg rea bija sleećim reznvanjem: j ce f ( ) f ( ) e j e j Učesansi vaju susenih harmnia su: π π ( ) ( ), pa je: π π π ( ), Oale slei: π Zamenm ve vrensi u pčeni izraz bijam: 7
Eler-energesi prevarači f ( ) π π f ( ) e f ( x) e j j x e j x e j F ( j, ) e π j A saa smaram a, slei a,..irisri. Knsrucija A A A A E p A E p B C G n p G K B C n n C G p p B G C G C B B C E n n E K K K K Slia. Slia. Slia. Slia.4 Običn je izveen ani gej. Očiglen je sa slie. a se irisr mže presavii pmću va mplemenarna ( pnp npn) ranzisra ji su vezani a na slici.. Jenačine napisane p prvm Kirhfvm zanu aju: α A C C α E C ( α E C ) α E E C C Pš svaa lersih sruja zasićenja gvara plvini pvršine lersg spja, mže se pisai: C C C, pa je: α α A E E C ; ; E A E K K A G α α α α α A A K C A A G C 8
Eler-energesi prevarači A ( ( α α )) α G C ( α G C ) A (.) ( α α ) Psmaran frmaln, ina sruja ežiće a je α α, ali fiziči, va sruja je graničena prm u spljašnjem elu la, izvan irisra. Nagli pras anne sruje psleica je pziivne pvrane sprege vsepeng (pnp-npn) pjačavača, čije je ružn pjačanje γ α α. Dale, irisr se u sanje prvđenja mže vesi vđenjem sruje geja, pri čemu n saje alje uljučen ča i a se G uine, blagareći lavinsm prbju (avalauche breawn) efeu jim se svaruje prvđenje irisra.. Mehanizam prvđenja Slia.5 U susvu ma ave plarizacije, u irisru se javljaju pencijalne barijere je nemgućavaju ifuzin reanje slbnih nsilaca rz sljeve. Sa inverznm plarizacijm, srenji spj je iren plarizvan, a spljni inverzn. aa rz irisr eče inverzna sruja čija je vrens ređena srujm zasićenja spja bližeg ani ja je p pravilu manja. Pziivna plarizacija geja i pziivna sruja geja pri inverznm plarizvanm irisru, ima za psleicu pvećanu inverznu sruju pa prema me i iscipacija. Ka š je priazan na slici 6, sreišnji spj pseuje usle inverzne plarizacije srazmern širu blas prsrng vara i pvećanu pencijalnu barijeruv ja praičn rži ravnežu pziivnm napnu V AK. Sruju irisra čini na pčeu sruja zasićenja cenralng pn spja J ju čine spreni nsici iz baza n i p a i parvi elern-šupljina nasali ermičim razaranjem valennih veza na samm spju J. Elerni ji su na vaj način speli iz p u n zauzimaju upražnjena mesa u nempenzvanm slju na spju i ejnizuju nrse ame smanjujući a pencijalnu barijeru š mgućava šupljinama iz p a prelaze u n. Ove šupljine se u n elm rembinuju, a većim elm prlaze rz spj srazmern faru α, j. rai se ranzisrsm efeu inverzn plarizvan sreišnji spj ne presavlja za ve šupljine prepreu, jer su ne u n spreni nsici. Šupljine je na aj način spevaju u p smanjuju pencijalnu 9 '
Eler-energesi prevarači barijeru na J i mgućuju elernima a iz n prlaze u p. De vih elerna se rembinuje, a e, ređen farm α, prlazi rz J ( ranzisr ) u n ge jš više smanjuje pencijalnu barijeru i. Očiglen je a se rai prcesu ji sam sebe pržava nsn pziivnj pvranj sprezi, ge je ružn pjačanje γ α α. Opisani prces se ešava aa je G. Ka š se vii sa slie.5, pri malim lersim srujama, ava je na primer sruja rea veličine C, malu vrens ima i α a a je pziivna sprega neznana, a A C, pa je irisr neprvan. Očiglen je a se vđenjem sruje geja psiže znana vrens lerse sruje rugg ranzisra nsn veli α pa pziivna sprega psaje jaa, narči u menu veliih annih sruja aa je α α > š znači a sruja C menja smer, nsn a se i cenralni spj iren plarizuje. Pš se napn irene plarizacije srenjeg spja u pziciji sa napnima irene plarizacije spljašnjih spjeva, a uupan napn V AK je neznan veći V irene plarizacije bičng pn spja: V AK ( V V ) V V, pa se prvan irisr pnaša sličn ii. Saiča araerisia irisra je priazana na slici.8.. Saiča araerisia V B V B V AK H Slia.8 - hling Curren, sruja ržanja - laching Curren, sruja uspsavljanja VBO - breaver vlage, prelmni napn V - breawn vlage, prbjni napn BD
Eler-energesi prevarači.4 Saiča araerisia geja irisra Slia.9 Karaerisie geja bičn variraju većeg brja primeraa isg ipa irisra a a prizvđač irisra aje arerisiu u bliu priazanm na slici.9. Kriva ) presavlja najgri a riva ) najblji mguć slučaj. Šrafirana blas je na u jj je paljenje irisra nesigurn i mra se izbegavai.najpvljniji uslvi paljenja irisra su pri nižim emperaurama. Kriva iscipacije P važi za slučaj paljenja ninualnm srujm geja, a riva Gmax P G max za paljenje impulsima. Važna araerisia svag irisra je najveća vrens napna na geju, pri jj se irisr jš neće upalii. aj napn ređuje u svari niv smenji. Napn paljenja paa pri prasu emperaure..5 Prelazni prcesi u irisru a) prebacivanje iz neprvng u prvn sanje (pri irenj plarizaciji j. prlaz (frm irec blcing irec cnucing saes). Vremensi peri (slia.) pau napna.v a. 9V a gvara približn periu elvanja G uspsavljanja irene plarizacije na cenralnm spju, nsn njegvm malm elu u blizini geja. Ov vreme zavisi sruje geja. Vreme ne zavisi G ali zavisi veličine i araera anne impeanse. Na primer rena veza R graničava brzinu prasa anne sruje, i prinsi naglj prmeni anng napna, š je pvljn. nuivn perećenje prinsi brzj prmeni sruje u spju i pau napna. Vreme je peri ji reba a prene se inverzna plarizacija spja J ne prširi na ce spj i na celu pvršinu pprečng presea. Ov vreme, uglavnm zavisi pvršine ae i ualjensi geja zajeničih ačaa na nrlnm spju.
Eler-energesi prevarači Slia. b) prebacivanje iz prvng u neprvn sanje Da bi se izvrši vaj prces prebn je a se anna sruja smanji isp vrensi pri jj irisr jš prvi, H. U prasi se vrši najčešće a a se napn ane smanji na nulu, ili, ča, a se ana inverzn plarizuje. Pš su u prvnm sanju svi spjevi iren plarizvani, velia je ličina ifuzijm nagmilanih sprenih nsilaca, narči u bazama n i p, je reba rembinacijm neuralisai ili ifuzijm vesi, a bi se irisr ve u neprvn sanje. V D R D ex Vi i R ex Slia.
Eler-energesi prevarači Uprs inverznj plarizaciji irisra, sruja u pčeu jš mže a eče i a inverzna i Vi njena je vrens graničena jein prm u spljašnjen lu i, jer psji velia ličina Rex nagmilanih sprenih nsilaca na iren plarizvanim spjevima. Vreme je peri u u g je nceracija sprenih nsilaca različia nule a renua j. pčea peria je renua u m psaje jenaa nuli gusina elerna u bazi p na spju J. Za se u u širi nempenzvani slj na J n ne psane inverzn plarizvan. Napn na J (invezni napn) rase sve ne signe prbjnu vrens. De irisra p n p presavlja praičn raa spj za napn jer ve nagmilani nsici vrl spr iščezavaju, a a je u periu sruja približn salna sve renua aa psaje jenaa nuli nceracija šupljina u blasi n na spju J. U renuu 4 mže se smarai a je. Na slici. priazana je prmena nceracije nagmilanih nsica u slučaju prlaza sa irene na inverznu plarizaciju, za slučaj šupljina ubačenih u n- u blas: ači A je graijen gusine šupljina: p x qad p Slia. U ači B, ja gvara inverznj plarizaciji, graijen gusine šupljina je: p i x qad p Ovaj graijen se ržava salnim sve nceracija p n () ne pane na nulu.a graijen pčinje a paa se ne usali na vrens ja gvara sruji zasićenja.
Eler-energesi prevarači.6 Karaerisične veličine Karaerisični napni Mgu se efinisai ri vrensi, jena, a najviši vrh (pea) periičng napna V RRM i ve a pivi periičng napna i u irenm i inverznm smeru: V DRM i V RRM (slva u inesu znače R-reverse ili repeiive, D-irec znaa ja se risi za režim ireng bliranja, M- masimalna vrens; slv a prv u inesu risi se za sanje ireng prvđenja), S- neperiičan. U RMS se sme zvlii sam re, npr. pri uljučenju isljučenju, se V RRM i V DRM mgu pnavljai. U pgleu napna, za irisr se uve uzima sepen sigurnsi,5 i više, ale, minimaln,5. * Napn u prvnm smeru. V V (.) r Discipacija snage na irisru je: P p( ) ( V ri i sr ) V i( ) ri ( ) i( ) r i ( ) V V r RMS Dale: P D V r RMS (.) 4
Eler-energesi prevarači * Sruja irisra Uve se za irisr aje paa, a pnea i RMS, ali se vaj rugi paa nsi više na elere nsn prvnie jima se irisr vezuje u l. Svi prizvđači aju ijagrame p jima zavisi P. Hlađenje irisra: Pras emperaure spja u nsu na linu pri isipiranj snazi P D je: R P R h R θ θ j θ a h D ge je θ ermiča prns spja line: R R R R ge je: h hjc hch hha Rhjc - ermiča prns spja ućiša Rhch - ermiča prns ućiša hlanjaa R - ermiča prns hlanjaa line hha Pluprvniči silicijumsi elemeni mgu imai emperaure spja 7 C, pa se za pras usvaja θ 8 C. Na sleećj slici su priazani ijagrami na snvu jih se biraju hlanjaci za hlađenje irisra. Za irisre se a masimalna zvljena emperaura uzima 9 C. Nei prizvđača aju približni emperaurni pi hlanjaa, 7 C. C, nsn pras 5
Eler-energesi prevarači Razne rive nse se na različie alasne blie sruje npr..7 Dinamiče araerisie G E G R G E G V G * laching curren, sruja uspsavljanja, najmanja sruja ja mra eći rz irisr a bi n psle presana impulsa na jj sa prvan. - hling curren, najmanja sruja ja mra eći u irenm smeru a a ne đe gašenja sruja ržanja. * H i * - rae f rise f n sae curren- brzina prasa irene sruje: graničena je i zavisi sam elemenaa spljašnjeg la; paa sa isljučenjem irisra; naime aa se vee impuls na gej n pčinje a se širi na au i vreme rasprsiranja impulsa je načn, a u nem malm vremensm inervalu sva sruja je na malj pvršini š gvara uupnm msm pru i gubicima. K nvijih irisra gej nije psavljen perifern već asijaln u nsu na au i izrađen je bliu pahulje pa se sruja ravnmernije širi. Uglavnm, ranije je važil: i 5 A a anas je µ s A. µs u * - rae f rise f n sae vlage brzina prasa ireng napna; ađe mra bii u graničena jer zbg apaciivnsi irisra mže a se pjavi znana sruja i C ja mže vesi paljenja irisra: 6
Eler-energesi prevarači u V. µ s * q - vreme prava (recvery ime); je vreme je mra a prene između isljučenja i pnvng uljučenja irisra a prebn je a bi iščezl nagmilan naelerisanje iz gvarajućih sljeva pluprvnia. K sprijih irisra je q µ s a brzih 4µs. 4. Vrse prevarača, prema rierijumu muacije irisra. Kmuacija je pjava prelasa sruje sa jeng elemena na rugi elemen, na primer sa jene riše lera na susenu ili, u vm slučaju, sa jeng irisra na nei rugi. 4. Prevarači bez muacije: pešavač napna Slia 4. U pziivnj pluperii mrežng napna mže a vi a u negaivnj. irisr će prvesi u renuu aa bije impuls na geju. Pš sruja, pre neg š pređe na rugi irisr psane jenaa nuli, nema muacije. 7
Eler-energesi prevarači 4. Prevarači sa mrežnm muacijm cns. cns. Slia 4. 8
Eler-energesi prevarači 4. Prevarači sa prinunm muacijm Slia 4. Uljučim najpre. Zasveleće sijalica S a nezar će se napunii rz S. Kaa uljučim, C će se ispraznii rz i, pa će se ugasii jer je rz njega pršla suprna sruja saa sveli S a C se pnv napuni rz S i i. 5. rfazni pešavač napna Umes aniparalelne sprege irisra mže se uve risii ria, š je jensavnije. ria je pesljni pluprvniči elemen i ima simeričnu V araerisiu u prvm i rećem varanu, a u prvm varanu araerisia je isa a irisra. Slia 5. 9
Eler-energesi prevarači P pravilu, ria se ia negaivnim impulsima između G i GP a je V < V a pziivnim a je V > V. U svari ria mže a se ia impulsima bil g plariea, ali mu je seljivs veća a se risi?... K rfaznih pešavača mguća su va slučaja:. aa je mguće psmarai prblem p fazi. aa nije mguće psmarai prblem p fazi. Primeri: Oprniče peći: R S Slia 5. Slia 5. Ova va slučaja se mgu svesi na mnfazne. A na slici 5. izsavim neuralan prvni šema se ne mže psmarai jenfazn. Za aav slučaj bija se: α < α < 6 : VR V ( sin α ) π π 6 < α < 9 : V R V ( (sin α sin(α 6 ))) 4π 5 α 9 < α < 5 : V R V ( sin(α 6 )) 4 π 4π α > 5 : V R Mguće je i upravljanje asinhrnim mrm pmću riaa; vaj način presavlja regulisanje napna i unsi znana izbličenja pa se za izbegava mra većih snaga i risi uglavnm za servmre.
Eler-energesi prevarači Slia 5.4 Mnfazni pešavači napna Pršač je čisi msi pr, Z p R ga sa e j. a elermrnu silu.. Smaraćem a je napn mreže ru i beležavaćem u( ) e E sin < < α α < < π Efeivna vrens napna na pršaču:
Eler-energesi prevarači cs ) ( ) ( m RMS E u u V α sin sin E m α α [ ] π α α sin sin 4 E π α π α π α α π 4 sin sin 4 E E π α π α sin E V RMS Srenja vrens snage na pršaču je: R V R u R u u ui P P RMS π α π α sin R E P Efeivna vrens sruje pršača je: π α π α sin R E R V RMS RMS Efeivna vrens sruje rz irisr je: RMS RMS
Eler-energesi prevarači Pršač čisa inuivns: u e u i α i G i G π π Za uglve α < nemguća je regulacija, jer sruja mra asnii u nsu na napn za. π A je α na se mah uspsavlja sinusialna sruja, ja ima bli a i bez regulacije. i u, i( ) u A i ( ) E A E A sin cs Pčeni ( ili granični ) uslvi su: α, π α > važi i, pa je: E csα A A E X csα i E π E za α i() cs X X () ( csα cs),
Eler-energesi prevarači Pršač R prire: Z R j Ove će regulacija psjai i biće mguća e aa je α > ϕ. U slučaju α ϕ mah će se uspsavii sacinarne mpnene j. biće a a nema pešavača. i u Ri, R E Z i() Ae sin( ϕ), ϕ arcg R Pčeni uslvi: α, α ϕ, i(), pa je: α i Ae R α E Z sin ( ϕ) slei: E A sin Z Rα X ( α ϕ) e i Rα E τ X () sin( ϕ) sin( α ϕ) e e Z Prračun ugla β : β i E Z sin sin ( β ϕ) sin( α ϕ) ( β ϕ) sin( α ϕ) e R e R ( α β ) X ( α β ) X 4
Eler-energesi prevarači 4. Paralelna veza R, i i R i u R prazni rz R: β U renuu presa je a prvi irisr ji je bi prvan, i aa je i, a alem se τ e, τ R 5. rfazni pešavači napna U slučaju a je veza prijemnia u ruga ili u zvezu sa neuralnim prvnim, slučaj se mže psmarai p fazi j. svđenjem na mnfazni sisem. Za ćem psmarai sam sleeći slučaj: 5
Eler-energesi prevarači α (, 6 ) α ( 6, 9 ) α (, 5 ) α (, 6 ) 6
Eler-energesi prevarači a ve sva ri riaa na je i f u f R a jean riaa ne vi na je i ul R Psmaraćem sam prvu fazu: f u gvarajućem smeru u f V f : i sin R R () ( ): i u R Vl sin ( π 6) R (): i u f R ( ): u l 4 i sin( 4 ) π R V R (): 5 i u f R 5. Kmuacija u rfaznm pešavaču napna sa ransfrmarm sa srenjm ačm Pš je u u prcesa muacije (slia isp): slei ι ι Ι cus ( ι ι ) pa jе: e e u ; (5.) psle vremena muacije K je je prebn a se ugasi irisr i a preuzme svu sruju, napn u psaće jena e. Uzimajući u bzir (5.) bijam: i i e e e u e e e e i i ( e e ) Psmarajm l veju susenih faza u u prcesa muacije: i i i ; i i 7
Eler-energesi prevarači i i i i i e i i e i i i Pš je: i e u e e e i e e i i e ( α µ )/ ( α µ )/ e e i ( ) e α / α / α µ α i i α µ α µ α / e e e e φ α / (5.) Ova frmula nam pazuje za li se u u muacije prmeni flus u namajima ransfrmara;flus u namu prve grane pane sa φ na φ a u rugj grani je brnu,ale φ u i () ( e e ) α /,5 e S,5 α α µ S ( α µ )/ ( α µ )/ ( α µ )/ e α / () α / e e α / e e 8
Eler-energesi prevarači 8 4 5 (,6 ) ( α ) α u υ sin( )/ R R u f υ u f u sin i. u f R R R R R ( 6,9 ) ( 75 ) α α 9
Eler-energesi prevarači 5. Prevarači sa mrežnm ili prirnm muacijm su ispravljaci ili inverri; a njihva muacija se vrši psresvm mreže.prvi naziv je američi a rugi nemači. mh Z p Primer: x, UK e e e x x Prilim analize prevarača mraju se, u cilju preglensi, zanemarii nee pjave i veličine. ransfrmar ćem, na snvu evenenve ereme zamenii elermrnm silm i impeansm, pa a je inuivni pr usle rasipanja ransfrmara znan veći msg, msi pr ćem zanemarii.evenenva ems biće napn prazng ha seunara. Druga aprsimacija jese zanemarivanje paa napna na prvnm irisru, nsn prepsava a je R pri inverznj plarizaciji. reće, uve ćem smarai a je inuivns f ili vljn velia a mgući a sruja bue cns, ča i u u muacije.uve reba a važi. ( ) u *Opis muacing prcesa Prepsavim a se rai sisemu ji ima prizvljan brj ρ faza. e e eq q u( ) 4
Eler-energesi prevarači Nea je u renuu g zapčinjem psmaranje bi prvan ranije irisr. aa je napn u () bi jena e,a sruja rz bila je : i. irisr ima smisla pbuđivai e aa psane e f e jer je u u A υ K e. Prepsavim a je u renuu u D e α j. sa u e,5 ( e e ),5 i K µ i zaašnjenjem ugla α u nsu na renua u m psaje e e,upaljen irisr. (reba isaći a će sruja nasavii a eče rz irisr ča i aa napn u AK psane negaivan, zbg inercije alema ji je psavljen ispre pršačak). aa će preći sruja rz a ps je e f e, i ps su ba irisra( i ) prvna, nasaće raa spj a sruja rag spja preći će rz u smeru suprnm smeru sruje i pa će se psle ređeng vremena ugasii,uupnu sruju će avai sam. A zanemarim napne na prvnim irisrima mzem pisai p Kirhfvm zanu jenačine: e i u i e u e e ( i i ) uk (5.) (5.4) (5.5) 4
Eler-energesi prevarači 5.4 Mrezni prevarač sa ransfrmarm sa srenjm ačm e e u,5 e e,5 α π α µ Nea je bi prvian irisr.pčev vremena α.šrafirana pvrsina jenaa je : π pš je e f e,pa se neće palii,psle S ( α µ ) ( α µ ) ( α µ ) e e e e () α α α e Pš u periu muacije vazi: 4 ( α µ ) S e i e u e e ( i i ) u i e u Sruja rz svai va alema, mže se rasavii na p ve mpnene,sacinarne, je zavljavaju relacij i i, (jer je pre uljučenja irisra bil i, i ), i muacine: α
Eler-energesi prevarači i, i, pa je : K ik ik K ađe se mže pisai a je: i e i e u e e K e e u K e i K ( i i i i ) u K i e e e e e ( i ik ) i e e K K α e e () K α α α µ A se grnji inegral uzme u granicama (, ) bija se: i K ( α µ ) i i K α e ( ) α α e K Pš je bi prvan irisr a upaljen je, rugi će pčei a preuzima sruju prvg, čija će sruja paai nule,a a se bija : e e ( α µ ) e α e (5.6) (5.7) (5.8) Pš je vreme muacije vrl ra u nsu na učesans mreže, približn je cns pa je sruja muacije linearna. 4
Eler-energesi prevarači i i u,5 e e,5 α α µ Prračun srenje vrensi napna na prsaču Nea je ems e u funciji vremena zaaa a: e E sin, πf.pš se funcija napna u pnavlja u u svae perie biće: ( π α ) ( ) π α υ e () E sin α α E α υ cs ( ) π α E [ csα cs( π α )] υ { E [ csα csα] x } { E csα x } π π x υ E csα K π π x υ,9e csα π { } (5.9) 44
Eler-energesi prevarači Disusija: u,5 ispravljač α p 9,5 u inverr α f 9 A je α 9 srenja vrens napna biće.a je α p 9 veći e napna je pziivan, pa je i υ f, š znači a je υ f, nsn a perećenje, npr. baerija rai a pršač. A je α f 9 na je υ p pa je υ p j. baerija rai a generar. Za α p 9 psmarani prevarač rai a ispravljač, a za α f 9 a inverr (mrežn vđeni inverr). Da se ne bi gil a inverr pređe iz inverrsg u ispravljači režim raa, uga α niaa ne sme bii veći 5. Psmarajm jš slučaj čisg isravljača j. ra psmarang prevarača sa α. υ x E π π 45
Eler-energesi prevarači u i [ pµ ] e e K (5.) e e i i Pš je α, a za male uglve važi a je sin x x,mže se smarai a se pinegralna funcija u (5.) menja linearn sa vremenm, pa aa se inegrali u aim granicama, bije se parabla. Dimenzinisanje ransfrmara Revn je pri izrai prevarača preban ransfrmar čija je izlazna snaga neš veća snage samg prevarača. Prim se mra vii računa a ne bue preračena masimalna inucija u jezgru, a i a sruja u (ermičm) pgleu ne izazve prenaprezanje namaja. ransfrmar ji se vg prevarača risi ima srenju aču na seunaru, pa ga nećem psmarai a a ima va seunara. U cilju pjensavljenja, prepsavićem a je ns ransfrmacije primar-fiivni seunar : (nsn primar-seunar :). Snaga ransfrmara mže se uzei a arimeiča sreina snaga primara i seunara: S ( S S ) Snaga primara jenaa je prizvu efeivnih vrensi sruje i napna: S υ E, jer je m pa je napn primara jena ems seunara, a sruja primara je jer eče u u be pluperie. Pri prračunu se mra uzei u bzir maismalna snaga j. na ja se ima pri masimalnj srenjj vrensi napna, pri cs ϕ j. važi: 46
Eler-energesi prevarači Dale: u S υ υ π E π υ e e m π υ π E υ K (5.) i S i S ip Snaga seunara ( psmarana a seunar plvičng nama) je: () π υ.pš seunar prvi sam plvinu svae perie biće S E PNS PNS, pa je : 47
Eler-energesi prevarači () π S υ Uupna snaga seunara biće : S () S Uupna snaga ransfrmara je: S υ K πυ πυ π S υ 4 π π π υ 4 4 4 K S.4υ K Dale, snaga ransfrmara mra bii 5% veća snage prevarača. (5.) (5) (5.4) (5.5) Oređivanje ugla muacije Uga muacije µ j. vreme µ je je prebn a se izvrši muacija računa se iz relacije (5.8). Naime, pš važi: ( α µ ) α / e e α µ α E sin ( ) E [ csα cs( µ α )] x cs α cs( µ α ) E. Uga muacije µ bija se rešavanjem ve jenačine a: x µ arccs csα α K E (5.6) x cs α cs( µ α ) E (5,7) Karaerisia regulacije: π E υ 9 5 8 α π E υ E csα π 48
Eler-energesi prevarači 6. Mnfazni ispravljač sa ransfrmarm sa srenjm ačm i zamajnm im e D OP. e D Dia, aa je plarizvana iren, prpuša sruju i napn na njenim rajevima je približn jena nuli. znači a će napn na pršaču u avim slučajevima bii jena nuli, j. a je nemgućen inverrsi ra prevarača. e e e α α K KO i i i D i G i G i p 49
Eler-energesi prevarači K vg prevarača nema muacije između irisra-nepsren a u pglavlju 5, već muacija nasupa između irisra i ie. U renuu aa se pbui irisr signalm na geju, nasupa muacini prces ji raje ređen vreme, prebn a irisr preuzme ie sruju. Ka š je rečen na samm pčeu, zbg prisusva ie neće bii mguća pjava negaivng napna na irisru (u irenm smeru-ak) pa će se iisr gasii u lini nule, u prelaznm prcesu u m ia preuzima sruju. U lini nule je napn linearan, pa je muacina sruja parablična. Srenja vrens napna na prsaču : υ π E E sin cs α υ E [ csα ] E x υ [ csα ] π π x υ,45e( csα ) π Dimenzinisanje ransfrmara π α (6.) Sličn a u pglavlju 5 važi : S ( S S ) ; pri čemu je π S υ E υ, p uslvm a je m. Snaga na seunaru (uupna,j.na be plvine seunara): S υ π, pa je : π π S υ υ π S υ, 4υ K 4 (6.) Dale is a u pglavlju 5,snaga ransfrmara mra bii 5% veća snage prevarača. Vreme muacije: K vg prevarača psje u u jene pluperie, va peria muacije. Prvi aa ia preuzima sruju irisra čiji napn prlazi rz nulu, i rugi, aa sleeći irisr preuzima sruju ie. Vreme prve muacije ie nule µ a vreme ruge α µ.zračunaćem rajanje vih vremena. α 5
Eler-energesi prevarači a se mže pazai a je : µ E a) E sin( ) ( cs µ ) b) ( α µ ) x cs µ K E (6.) E E sin( ) ( csα cs( α µ )) α čiglen, µ se mze bii iz frmule za µ, a savim α. Karaerisia regulacije E π 9 5 8 Ovaav prevarač ne mže a se risi a inverr jer zamajna ia na izlazu nemgućava prmenu plariea. 7. rfazni prevarač sa ransfrmarm sa srenjm ačm R S u K vg prevarača seunar ransfrmara mra bii vezan u zvezu a bi se mgl vezai perećenje rugim rajem u neuralnu aču. Prepsavićem a ima u prijemniu znane inuivnsi, a a je cns. U evivalenj šemi zanemarićem ermgene pre, a reciju izvršii asnije. 5
Eler-energesi prevarači Evivalenna šema: e e Nea je bi prvan irisr ;sleeći irisr ji je pencijaln prvan je, i n će psai e aa veem na njegv gej impuls, pčev renua aa psane e f e. Kaa se uljuči, nasupa između i i K α () ( e e ) α pa je muacini prces u me je u ( e e ) ( α µ ) α a sruja e e, i je šrafirana pvršina. u e e e u() α 5 8 i i i i G 5
Eler-energesi prevarači Srenja vrens napna na pršaču Jena puna prmena napna na pršaču ešava se npr. u inervalu α 5 α α 5 α, pa je υ, ge je peri napna mreže, ms. Dale,važi: ( ) α E υ E sin [ cs( α ) cs( α )] ( ) α E csα sinα csα sinα υ E π υ Dimenzinisanje ransfrmara csα E csα x π π 6 x E csα π π Da bism izvršii imenzinisanje ransfrmara reba najpre a uvrim avi su alasni blici sruja u primaru i seunaru. 5
Eler-energesi prevarači i R 6 i S i i R i S i Da se ne bi esil zasićenje ransfrmara, srenja vrens sruje na primaru mra bii jenaa nuli, pa pš je peria napna na pršaču jenaa rive, biće vrensi sruje a na slici. Efeivne vrensi sruje su: u primaru: PPMS 4 9 9 PPMS 4 9 9 6 7 9 PPMS K (7.) 54
Eler-energesi prevarači u seunaru: SPMS K (7.) Ka š je izračuna ranije: υ mase 6 π E, pa je E υ i važi : π 6 S sub S sub π π ( S ) S υ υ 6 6 π υ 6 π υ 6 π S S sub υ S,45υ, 45P Snaga ransfrmara mra bii 5% veća snage prevarača. (7.) i Prces magneizacije jezgra ransfrmara Vreme muacije: Prepsavićem a se muacija vija između reće i prve faze, j. a psle vremena α renua aa je impuls bija irisr, u siuaciji aa je bi prvan. renuu jee e, a za f e f e pa mze a psa ne prvan U, 55
Eler-energesi prevarači u e e e e i α e i u e e u ; ik ik e e e u ( α µ ) e e e ik e e i e K e ( α ) ; ( α µ ) ( α µ ) E [ E sin E sin( 4 )] [ ( )] sin sin 4 ( α ) ( α ) E ( α µ ) ( α µ ) cs ( ) cs 4 ( α ) ( α ) E [ cs( α ) cs( α µ ) cs( α µ 4 ) cs( α 4 )] E csα sinα cs csα sinα cs( α µ ) sin( α µ ) E cs( α µ ) ( ) sin α µ csα sinα csα sinα cs( α µ ) sin( α µ ) cs( α µ ) E sin( α µ ) csα sinα ( α µ ) sin( α µ ) cs( α µ 4 ) cs( α 4 ) 6 [ csα cs( α µ )] ( csα ( α µ )) E E cs x csα cs α µ (7.4) E 6 Dale: ( ) 56
Eler-energesi prevarači Karaerisia regulacije: 6 π E α 9 5 8 6 E π 8.rfazni ispravljač sa ransfrmarm sa srenjm ačm i zamajnm im Evivalenna šema: e e u( ) e D Prepsavim a je bi pran irisr. Napn na pršaču biće jena e,sve e ne pane na nulu; ia će bii iren plarizvana aa je e p, psaće prvna, i napn u će pasi na nulu, i prim će nasipii muacija između ie i ge će muacina sruja bii parablična, jer je e u lini nule linearna funcija. Ova muacija rajaće a šrafirana pvršina jenaa je uupnj prmeni flusa rz alem u grani sa :. je pvršina S. irisr palim sleeći, i na aa se senu uslvi za j. aa psane e f e ; sa slie se vii a je svaren za f.ađe, reba a sačeam a se završi muacija između i D. Kaa upalim, zapčeće prces muacije između D i pri čemu će se sruja i muacije menjai linearn, jer je e cns. Sve raje muacija ia je prvna i napn na pršaču je jena nuli. U prcesu muacije prmeniće se flus rz alemu u grani sa sa nula na š gvara šrafiranj pvršini S i uglu µ. µ 57
Eler-energesi prevarači u α S e e S µ µ e u() i i i i D i G Srenja vrens napna na pršaču pa je: Ka š se vii sa slie,peria napna na pršaču jenaa je perie napna mreže, υ 8 8 e () ( α ) ( ) E sin α υ υ ( α ) E cs 8 x π x E π [ cs( α ) ] υ ( cs( α ) x,675e π [ E [ cs( α ) ] ] x (8.) 58
Eler-energesi prevarači Očiglen je a grnja frmula važi sam za α f. Naime, a je α p ne mže a prrai ia jer je na na uve inverzn plarizvana. aa prevarač rai a a va ia ne psji, pa vazi frmula za srenji napn ja je izveena prehng ipa regulara. si zaljuča vazi i za vreme muacije. Dimenzinisanje ransfrmara Oblici sruja isi su a za prevarač u pglavlju 7 i za važe isi rezulai za efeivne vrensi sruja primara i seunara: Saa imam: PMS K PMS K (8.) (8.) π π S Ssub υ K 6 6 S,45υ, 5PK π 6 υ (8.4) Karaerisia regulacije 6 π E υ sa zamajnm im 6 9 5 8 α 6 E π bez zamajne ie zabranjen za bez ie pre var ač υ 6 x E csα, π π E π α p x [ cs( α )] π 59
Eler-energesi prevarači Vrema muacije Psje va peria muacije: aa irisr preaje sruju ii aj peri zapčinje u renuu aa napn na prvnm irisru prđe rz nulu, i aa ia prea sruju irisru ji je bi signal na geju i iren je plarizvan. Ovim periima gvaraju uglvi µ i µ. Ka š je već bjašnjen, u periu muacije ešava se prmena flusa (šrafirane pvršine). µ : E sin cs ( cs µ ) µ E x Dale: cs µ E µ : ( α µ ) E ( α ) E sin cs ( ) ( ) α µ α E Dale: [ cs( α ) cs( α µ )] x cs ( α ) cs( µ ) K µ E E [ cs( α ) cs( α µ )] (8.5) α (8.6) E za α f inače važi (7.4. 9. Punupravljivi mnfazni msni prevarač υ m 4 u OP e( ) i u 4 6
Eler-energesi prevarači u u i e( ) i 4 i 4 Ovaav prevarač risi se čes ručnih alaa, ji imaju reni mr za jensmernu sruju. Pš perećenje sarži neu inuivns sruja je manje-više salna. Ka š sm ranije vieli, uga paljenja α, računa se uve renua aa se senu uslvi za paljenje irisra, u vm slučaju uve aa napn prđe rz nulu. Očiglen je a mraju bii isvremen upaljeni irisri, nsn,4 a bi uređaj rai praviln. Očiglen je iz evivalenne šeme a će sruja rz muacinu inuivns menjai smer u gvarajućim pluperiama napna seunara nsn evivalenne ems. Prepsavim a su u renuu, aa zapčinjem psmaranje, bili prvni irisri i 4. S bzirm na smer računanja napna u nije eš uvrii a bi aa u bil negaivn ( za f ), jer bi sruja, p prepsavci, nasavila a eče rz i 4 ia su ni psali inverzn plarizvani. A u renuu α (isvremen) upalim i nasupiće raa spj na rajevima ransfrmara i napn će psai jena nuli. će rajai sve se ne izvrši muacija j. irisri i ne preuzmu sruju irisra i 4. Jasn je a će se aa prmenii smer sruje i rz muacinu inuivns. znači a je uupna prmena flusa rz alem u u muacije: Φ [( ) ] Pš je u u muacije () u slei: ik i e() K e() α µ ik () e() () K e (9.) a frmula za sruju muacije: ik () ik α e() ik () e() K α α (9.) 6
Eler-energesi prevarači Srenja vrens napna na pršaču Peria napna na pršaču je jenaa napna mreže: υ ( 8 α ) E sin E α cs α ( ) α 8 E υ [ csα cs( 8 α )] π υ E[ csα cs8 csα sin8 sinα] π π x υ E csα K π π υ,9e csα x π (9.) Očiglen, za α f 9 psji υ p, pa pš sruja rz pršač nije prmenila smer biće P υ p j. perećen (mr) će avai energiju mreži nsn biće čen. p Dimenzinisanje ransfrmara S ( S S ) Ka i bičn, prepsavim a je m.efeivne vrensi sruja u primaru i seunaru biće jenae i iznsiće : PMS PMS (9.4) a efeivne vrensi napna: π E υ (9.5) ge je υ masimalna mguća vrens srenje vrensi napna na pršaču ( ) Dale: S α. π π π υ υ υ K (9.6) S,υ, P (9.7) Vreme muacije: zračunaćem ga iz frmule (9.): α µ E E sin α x csα cs( α µ )K E ( csα cs( α µ )) (9.8) 6
Eler-energesi prevarači x cs( α µ ) cs α, pa muacija zavisi inuivnsi seunara ransfrmara, E sruje nsn E a i ugla α, jer njega zavisi a li će napn u psmaranm renuu bii pziivan. Karaerisia regulacije:,9e υ 9 5 8 α.pluupravljivi mnfazni msni prevarač Evivalenna šema: e() i u D 4 D 6
Eler-energesi prevarači u() α irisrsa muacija µ i µ ina muacija i i D i D4 i Očiglen psje sam va irisra i ve ie. Prepsavim a je u nem psmaranm renuu bi prvan irisr.sruja se aa zavara rz i D. U renuu aa napn pane na nulu, i nepsren psle ga, psaće ia D inverzn a D iren plarizvana i javiće se enencija a sruja eče rz iu D nsn, nasupiće muacija između vih ia. Sruja muacije je parablična( ) iz pznaih razlga. Za vreme muacije između ia K µ, i alje će eći sruja rz irisr, jer je začen, pa će u renuu aa D preuzme svu sruju nasai raa spj pršača pre i D. aa će sruja i već bii jenaa nuli; (na paa u u ine muacije). Kaa se završi ina muacija, sruja će rz prijemni eći i alje jer jj mgućavaju id. Psle vremena α renua aa napn psane jena nuli upalim irisr, i pš je n iren plarizvan, zapčeće muacija između i ; na se vija linearn. U u irisrse muacije sruja i menja zna, sruja 64
Eler-energesi prevarači i paa a i rase.očiglen je sa ijagrama sruje i a su prmene flusa u alemu,u u ine i irisrse muacije, jenae i a iznse. Znači mžem pisai: µ E ( α µ ) α E sink sink (.) (.) Srenja vrens napna υ [ E ( csα ) x ] 8 E sin α E x υ ( csα ) K π π Frmula važi za uglve α ji su veći ugla muacije između ia. (.) Dimenzinisanje ransfrmara i PMS PMS (,4) E π υ max E υ K π π S ( S S ) υ, PK (.5) (.6) Vreme muacije Dina muacija: µ E sin E ( cs µ ) x cs µ K E (.7) 65
Eler-energesi prevarači irisrsa muacija: ( α µ ) Karaerisia regulacije E E sin α x cs α cs µ E ( α ) K ( csα cs( α µ )) (.8),9E υ 9 8 α Msne šeme su blje šema sa srenjm ačm jer zahevaju ransfrmar manje snage (u nsu na snagu prevarača), ji je prim i jensavniji za izrau. Prens vih šema je i š je masimalan mguć napn inverzne plarizacije irisra (ie) E a ne E a šema sa srenjm ačm..punupravljivi rfazni msni prevarač R cus. S Ovaav prevarač je u sanju a snabeva pršač, na primer mr za DC ili baeriju jensmernm srujm, pri prmenljivg napnu, ji mže uzimai i negaivne vrensi. Evivalenna šema: A e i 5 e e i i u cus. 4 6 B 66
Eler-energesi prevarači E α µ e e V A e u() 4 6 5 V B u V A V B E i i i Nea su u renuu aa zapčinjem psmaranje bili prvni irisri 5 i 6. je renua, aa je e f e, pa sruja eče u smeru ems e. Pčev aa psaje e f e ; psje uslvi za prvđenje irisra. (reba reći sam jš a u periu aa su prvni 5 i 6 pencijali ačaa A i B, imaju vrensi faznih napna gvarajućih faza: e i e, š isvremen znači i a je napn u jena linism napnu e ) Psle α seuni pčev ugla j. pčev renua aa se jave uslvi za prvđenje, šalje se impuls na gej, čime n psaje prvan.ovim je nasa raa spj faza e i e pa je napn između njih psa jena ( e e ), a rz fazne namaje a i irisre i 5 prći će sruja muacije, u smeru veće ems, ale e š znači a će se svjim smerm suprsavljai sruji rz 5 j. gasiće ga. Saa su prvni i 6 pa se sruja zavara rz la faze i. Pčev renua 9, aa psaje e p mulu veće e,svaraju se uslvi za paljenje irisra (ji je u fazi ). Kaa upalim vaj irisr nasupiće muacija između i 6 pri čemu će zbg e f e, preći sruja muacije nasupr sruji ja je le ela rz 6, pa 67
Eler-energesi prevarači će ga gasii.psle ga palim, zaim 4 i a alje. Pri svaj muaciji ći će prmene flusa.napn na prevaraču jena je razlici napna između ačaa A i B. Srenja vrens napna na pršaču Očiglen je a napn na pršaču ima periu jenau 6 napna mreže.ovaj napn se bija a linijsi, ji napreuje u nsu na gvarajući fazni za nsn pišem: (( ) ) α 6 υ ( E sin) 6 ( α ) ( ) α 6 υ E sin 6 E ( 6 α ) cs ( 6 α ) ( ) α x υ 6E[ cs6 csα sin 6 sinα cs csα sin sinα] π π x υ 6E csα sinα csα sinα π π x υ ( E)csα K π π x x υ,e f csα,5el csα π π fazni napn seunara El E f linijsi napn seunara, pa za (.) Ka š se vii iz frmule (.) napn mže bii i negaivan, nsn, prevarač mže raii i u inverrsm režimu. U prasi se zna a je napn usvari neš niži usle paa na va irisra,5v, a na prima se ima pa 5% uupng napna. Dimenzinisanje ransfrmara Ka š se lep vii iz ijagrama sruja,ne eu u u celih peria fisng napna već,npr. u u psje sam ( ).Za je efeivna vrens fazne sruje: fpms K (.) Fazni napn je : E f πυ, pa je snaga seunara: 68
Eler-energesi prevarači πυ π π S υ P (.) Dale snaga ransfrmara je: S, 5P (.4) " i " i " i Vreme muacije: Pš je senčena pvršina muacije jenaa: ( α µ ) ( α µ ) ( α µ ) e e e e e () ( α ) ( α ) ( α ) ( α µ ) [ E sin E sin ( 4 )] ( α ) E ( α ) ( α µ ) cs ( ) cs 4 ( α µ ) ( α ) () () slei: csα sinα cs µ E cs α µ cs α ( ) ( ) csα sinα cs cs α sinα ( α µ ) sin( α ) ( α µ ) sin( α µ ) cs( α µ ) sin( α µ ) 69
Eler-energesi prevarači csα cs( α µ ) [ csα cs( α µ )] Ex x csα cs( α µ )K (.5) E 6 Karaerisia regulacije,e f υ,5e l 9 5 8 α *K primene prevarača na nisim napnima, a š je slučaj elerlize, ispravljača za punjenje baerija i sl. prebn je a pa napna bue š niži. Zbg ga se u vavim slučajevima ne rise msvi već sprege sa srenjm ačm..rfazni pluupravljivi msni ispravljač Evivalenna šema: A e i 5 e e i i u cus. D4 D6 D B Nea je u bi prvan irisr 5. aa se sruja zavarala rz 5 i D 6, j. rz faze i, jer je e f e f e. Pčev psji e f e i na irisru pjavljuje se irean napn. A u renuu α uljučim ći će muacije između i 5 pri čemu će se ugasii 5. Saa sruja eče rz i D 6 j. rz faze i. Kaa psane ems e negaivnija e pjaviče se na ii D napn irene plarizacije veći napna na ii D 6 pa će nasupii ina muacije D D6, p parabličnj rivj. Psle ga, sruja rz rugu iu paa na nulu a priče rz i fazu, i rz i D, pri čemu je rz reću fazu negaivna. Psle ga paljenja psaje e f e pa plim. Zaim slei muacija između D i D 4. 7