Wskaźniki energetyczne tyrystorowego układu prostownikowego.doc

Cel ćwiczenia: Poznanie zasady działania 3-fazowego prostownika mostkowego.

Schemat modelu cyfrowego:

Schemat układu funkcjonalnego

Układ sześciopulsowy można traktować jako połączenie szeregowe dwóch prostowników trójpulsowych, utworzonych przez tyrystory o połączonych katodach (grupa katodowa – T1, T3, T5) i o połączonych anodach (grupa anodowa – T4, T6, T2). Numery tyrystorów wskazują kolejność załączania (1 i 2, 2 i 3, itd). Sposób numerowania łatwo zapamiętać wg następującej reguły: "górne" numerujemy nieparzyście, a "dolne" tak, aby różnica względem numeru "górnego" wynosiła 3.
Podczas pracy (przy przewodzeniu ciągłym - zawsze płynie prąd) zawsze jeden tyrystor grupy katodowej i jeden tyrystor grupy anodowej znajduje się w stanie przewodzenia. Tyrystory grupy katodowej przewodzą przy dodatnich półfalach napięć fazowych, natomiast grupy anodowej – w czasie ujemnych. Poniżej przedstawiony jest przebieg dla odbiornika czysto rezystancyjnego, tyrystory wysterowane są w punktach naturalnej komutacji (pracują jak diody).

Kąty opóźnienia  wysterowania tyrystorów liczone są od punktów wyznaczonych zrównaniem się wartości chwilowych kolejnych napięć fazowych lub przewodowych (punkty naturalnej komutacji).
Zakres sterowania tyrystorów prostownika mostkowego sześciopulsowego wynosi 0<=a<2/3p.

Napięcie wyjściowe jest odpowiednią wartością napięć międzyfazowych (przewodowych):

Co p/3 (60°) następuje zmiana konfiguracji, natomiast każdy z tyrystorów przewodzi przez 2/3p(120°).

Przebiegi uzyskane podczas symulacji.

- kąt załączenia zaworu

Przy = 10 stopni

przy = 30 stopni

przy=  45 stopni

przy = 60 stopni

przy = 85 stopni

Prąd sieci przy = 10 stopni ze źródłem regulowanym

Prąd sieci przy = 10 stopni bez źródła

bez źródła= 90 stopni

Wnioski

Wykonanie tego ćwiczenia pozwoliło nam zapoznać się zasadą działania tyrystorowego prostownika sześciopulsowego. Po wykonaniu ćwiczenia, że badany układ przy  kącie załączenia zaworu równym 90 stopni pole zakreślone nad osią OX jest równe polu zakreślonemu pod osią OX, natomiast przy kącie większym od 90 stopni układ zaczyna pracować jako falownik. Można to zaobserwować na wykresie, że pole przebiegu nad osią OX jest mniejsze niż pole przebiegu pod osią OX. Wynika stąd, że układ pracuje jako falownik i oddaje napięcie do sieci. Następuje to po wysterowaniu tyrystorów powyżej  kąta p/2 (Ud<0 azmax- maksymalny kąt opóźnienia załączenia tyrystorów).  Jest to stan zwarcia tyrystora który, miał zakończyć pracę, a który w wyniku występowania komutacji, oraz czasu potrzebnego na odzyskanie właściwości zaporowych nie zdążył się wyłączyć. Następuje wówczas podtrzymanie przepływu prądu przez ten tyrystor pod wpływem sumy odpowiedniego napięcia fazowego i napięcia źródłowego (U2m+E). Aby uwzględnić komutację i czas potrzebny na odzyskanie właściwości zaporowych przez tyrystor definiuje się kąt bmin- jest to minimalny kąt wyprzedzenia wysterowania tyrystorów gdzie:

bmin=p-amax³m+w*tq

gdzie m jest kątem komutacji, a tq czasem potrzebnym na odzyskanie właściwości zaporowych przez tyrystor (po zaniku prądu). Na charakterystyce widać taki „schodek” powstaje on właśnie na skutek komutacji.