Praca falownikowa przekształtnika o komutacji zewnętrznej
Gr. EP B
o komutacji zewnętrznej.
Pracą falownikową nazywa się pracę inwersyjną prostownika tyrystorowego, w której energia z obwodu prądu stałego jest przekazywana do źródła napięcia przemiennego. Prostownik pracujący w zakresie pracy falownikowej określa się często jako przekształtnik napięcia stałego na napięcie przemienne o komutacji zewnętrznej.
Rysunek1.1 Interpretacja pracy przekształtnika o komutacji zewnętrznej: a) praca prostownikowa;
b) praca falownikowa; c) odwzorowanie obszarów pracy I-praca prostownikowa, II-praca falownikowa
Na rysunku przedstawiono schematy zastępcze przekształtnika o komutacji zewnętrznej, które umożliwiają interpretację dwóch zakresów jego pracy: prostownikową i falownikową.
W pracy prostownikowej przekształtnik zasilany z sieci prądu przemiennego jest źródłem napięcia o znaku zgodnym ze znakiem prądu , co oznacza, że kąt opóźnienia wysterowania tyrystorów zawiera się w przedziale . Napięcie E ewentualnego źródła zewnętrznego ma zwrot przeciwny do kierunku prądu .
W pracy falownikowej przekształtnik zasilany z sieci prądu przemiennego jest źródłem napięcia skierowanego przeciwnie do kierunku prądu , co oznacza, że kąt opóźnienia wysterowania tyrystorów zawiera się w przedziale W obwód prądu stałego jest włączone źródło energii o napięciu E skierowanym zgodnie z kierunkiem przewodzenia tyrystorów.
Rysunek1.2 Trójpulsowy przekształtnik o komutacji zewnętrznej w pracy falownikowej: a) schemat układu b) przebiegi czasowe napięć; c)przebiegi czasowe prądów
Na rysunku a) przedstawiono trójpulsowy tyrystorowy przekształtnik o pracy falownikowej, w którym źródłem energii prądu stałego jest bateria akumulatorów o napięciu E. Na rysunku b) i c) podano przebiegi czasowe napięć i prądów z uwzględnieniem zjawiska komutacji.
W celu określenia warunków sterowania układu, zapewniających bezzwarciową pracę przekształtnika, rozpatrzmy dla przykładu przejmowanie prądu przez tyrystor w fazie A od tyrystora w fazie C. Warunek bezpiecznej pracy przekształtnika można sformułować następująco: w przedziale kątowym leżącym na lewo od punktu N tyrystor wstępujący do pracy powinien przejąć całkowicie prąd tyrystora ustępującego w pracy, z określonym, wyprzedzeniem kątowym niezbędnym dla osiągnięcia przez tyrystor ustępujący zdolności blokowania napięcia anodowego dodatniego. W tym przedziale kątowym tyrystor ma możliwość przejęcia prądu od tyrystora , ponieważ napięcie anodowe jest bardziej dodatnie niż napięcie anodowe .
W przedziale kątowym zachodzi proces komutacji, w którym przewodzą dwa tyrystory: wstępujący i ustępujący . W tym przedziale napięcie jest średnią arytmetyczną napięć źródłowych równocześnie przewodzących tyrystorów [ud = (uC + uA)/2]. Analogicznie do zakresu pracy prostownikowej, w pracy falownikowej komutacja powoduje stratę napięcia wyprostowanego.
Uwzględniając wpływ komutacji, warunek bezpiecznej pracy falownikowej można wyrazić nierównością
[1.1]
Lub
[1.2]
przy czym - kąt wyprzedzenia wysterowania przekształtnika liczony od konta komutacji naturalnej w pracy falownikowej.
Tak więc maksymalna wartość napięcia w pracy falownikowej
1. 3
Rysunek1.3Przekształtnik jednopulsowy w pracy falownikowej: a) schemat układu; b)przebiegi czasowe napięcia i prądu.
Rysunek b) przedstawia matematyczny warunek bezawaryjnej pracy falownikowej przekształtnika jednopulsowego, a mianowicie
1.4
przy czym .
Niespełnienie tego warunku powoduje przeciągnięcie przewodzenia prądu przez tyrystor do zakresu dodatniej półfali napięcia źródłowego, co oznacza stan zwarcia.
Automation_Engineering