PRINCIPII DE REGLARE A PUTERII

PRINCIPII DE REGLARE A PUTERII

Variatorul de putere pentru tensiuni alternative este un convertor c.a.-c.a., utilizat pentru reglarea puterii in sarcina conectata la bornele sale de iesire. In general, reglarea puterii furnizata unui consumator avand o impedanta data se face prin reglarea tensiunii la bornele acestuia. In cazul cand sursa de alimentare nu are posibilitati de reglare a tensiunii, intre aceasta si consumator trebuie sa se introduca un variator de putere (sau de tensiune).

Utilizand variatoarele de putere realizate cu dispozitive semiconductoare de putere, tensiune pe sarcina are o forma de unda diferita de cea a sursei de alimentare, tensiunile de intrare si iesire putand fi comparate prin valorile lor efective. Acesta este si motivul pentru care convertorul c.a.-c.a. se numeste variator de putere.

Reglarea electronica a puterii este practic cu variatie continua, intre o valoare minima (apropiata de zero) si o valoare maxima, apropiata de valoarea de conectare directa a sarcinii la sursa. Domeniul de reglaj al unui variator se defineste in procente fata de valoarea maxima.

Schemele de variatoare de putere de tip:

inductanta variabila (cu miez saturabil) conectata in serie cu sarcina (figura 2.1.a.);

autotransformatorul reglabil cu cursor de carbune (figura 2.1.b.);

autotransformatorul cu secundar mobil in scurtcircuit (figura 2.1.c.) etc.,

care pot fi chiar aservite electronic, dar nu contin elemente electronice de putere, datorita simplitatii lor mai sunt utilizate in laboratoare.

a) b) c)

Figura 2.1

Dezavantajul schemei din figura 2.1.a este ca tensiunea pe sarcina nu e sinusoidala (constituind o sursa importanta de putere reactiva si deformanta), iar domeniul de reglaj este puternic limitat, mai ales superior, intre 20%-75% din tensiunea maxima.

Avantajul autotransformatorului reglabil consta in faptul ca tensiunea de iesire poate sa depaseasca tensiunea de intrare (conectand tensiunea de intrare la o priza intermediara a infasurarii), dar prezinta dezavantajul unui randament scazut (rezistenta interna a sistemului este mare deoarece cursorul calca de regula pe doua spire adiacente si trebuie sa posede intre punctele de contact o rezistenta suficient de mare pentru ca sa nu puna in scurtcircuit cele doua spire). In plus reglajul nu este riguros continuu, ci intr-un numar de trepte, egal cu numarul de spire al infasurarii.

Schema din figura 2.1.c. realizeaza reglajul tensiunii prin devierea fluxului magnetic de catre infasurarea mobila in scurtcircuit SM, fiind deci lipsita de neajunsurile schemelor precedente.

Reglarea electronica a puterii in curent alternativ se poate realiza prin esantionarea tensiunii de intrare, obtinuta prin conectarea (si deconectarea) periodica a sarcinii la sursa de alimentare. Puterea medie furnizata sarcinii este dependenta de raportul dintre durata de conectare si perioada de esantionare.

Figura 2.2

Pentru a evita saturarea circuitelor magnetice (prin componenta medie de curent) esantionarea trebuie aplicata simetric in timpul perioadelor pozitive si negative, procesul de esantionare fiind de regula sincronizat cu frecventa retelei.

Se deosebesc trei tipuri de variatoare de putere (vezi reprezentarile din figura 2.2 pentru sarcina rezistiva):

- variatoare cu reglarea numarului de perioade de conductie N_c (cuprinse in timpul de conductie T_c) dintr-un numar dat de perioade N (fixat de perioada de esantionare T_e care este mai mare decat perioada retelei T) (figura 2.2.a);

- variatoare cu reglarea unghiului a de comanda in faza in timpul fiecarei semiperioade; perioada de esantionare este jumatate din perioada retelei (figura 2.2.b);

- variatoare cu reglarea raportului de conductie in cazul unei esantionari cu frecventa mult mai mare decat frecventa retelei (figura 2.2.c).

Reglajul este discret in primul caz si continuu in celelalte doua cazuri.