Redresarea trifazata

Redresarea trifazata

1. Tipuri de redresoare trifazate

Distingem trei tipuri de montaje redresoare trifazate, conform figurii 5.12. :

1.     montaj P, fig.5.12. a. cu intrarea in stea si redresare simpla sau mono alternanta, pe fiecare faza fiind o singura dioda redresoare

2.     montaj PD, fig. 5.12.b. cu intrarea in stea si redresare in punte, pe fiecare faza fiind doua diode redresoare

3.     montaj S, fig 5.12.c. cu intrarea in triunghi si redresare in punte, pe fiecare faza fiind doua diode redresoare

In cele ce urmeaza vom detalia doar functionarea montajului P, cel mai simplu redresor trifazat, in care vom considera diodele ca fiind ideale ( vezi caracteristica din figura 5.2. )

Fig. 5.12.

2. Redresorul trifazat paralel necomandat

In figura 5.13 este reprezentat redresorul trifazat monoalternanta de tip P, in care s-a figurat numai secundarul transformatorului de alimentare, in conexiunea stea.

Fig. 5.13

In acest montaj la un moment dat va conduce doar cate o singura dioda dioda si anume aceea a carui anod se afla la potentialul cel mai ridicat.

Sa presupunem ca la un moment dat t₀ tensiunea v₁ devine cea mai ridicata.; daca pana in acest moment conducea dioda D₂, aceasta inseamna ca in momentul imediat anterior lui t₀, notat cu t_0-, pe dioda D₂ aveam v_D2 = 0, iar tensiunea pe sarcina era u_d = v₂. Rezulta ca tensiunea pe dioda D₁ devine > 0, deoarece am pornit de la ipoteza ca v₁ a devenit cea mai mare ca valoare. Aceasta face ca dioda D₁ sa intre in conductie la momentul t₀ si tensiunea pe ea sa devina v_D1 = 0 ( conform caracteristicii diodei ideale in conductie, fig.5.2. ) ; tensiunea pe dioda D₂ care conducea pana la momentul t₀ devine < 0 si deci dioda D₂ se va bloca.

Tensiunea pe sarcina va fi deci :

u_d = v₁ cand v₁ > v₂ si v₃

u_d = v₂ cand v₂ > v₃ si v₁

u_d = v₃ cand v₃ > v₁ si v₂, ceea ce ne conduce la grafica din figura 5.14., in care am prezentat valorile tensiunii normate la 1.

Fig. 5.14.

Se observa ca fiecare dioda conduce o treime dintr-o perioada ; in tabelul explicativ de la subsolul graficului am notat prin 0 starea blocata a diodelor si prin 1 starea de conductie a acestora.

In ceea ce priveste tensiunea pe dioda D₁ pe care am utilizat-o mai sus la explicarea functionarii redresorului, tensiunea la bornele acesteia ( adica tensiunea anod-catod, masurata dinspre anod spre catod ) este :

v_D1 = 0 atunci cand conduce dioda D₁

v_D1 = v₁ -v₂ atunci cand conduce dioda D₂

v_D1 = v₁ - v₃atunci cand conduce dioda D₃

3.Convertoarele de putere si compatibilitatea electromagnetica

Dupa cum se poate observa din studiul de mai sus convertoarele de putere sunt generatoare de armonici in reteaua de alimentare de curent alternativ, datorita faptului ca semnalul generat de catre redresoare nu este perfect continuu, iar cel generat de invertoare este si el distorsionat fata de unul sinusoidal.

Se stie din matematica faptul ca o functie periodica se poate descompune intr-o serie de tip Fourier ( trigonometrica ) :

                           unde :

A₀ este componenta continua a functiei periodice f(t)

A_k este valoarea efectiva a armonicii de ordinul k

ω este pulsatia fundamentala (ω = 2π/T )

γ_k este faza initiala a armonicii de ordinul k

De regula functiile care reprezinta semnalele nesinusoidale din electrotehnica ( numite si functii electrotehnice ) vor avea doar armonici de ordin impar cu amplitudine puternic descrescatoare pe masura ce ordinul acestora creste. In aplicatiile clasice ( invertoare pilotate de oscilatoare de 15-20 kHz ), armonicile de ordul trei si respectiv cinci sunt semnificative.In ultima perioada insa, datorita cresterii vitezei de comutatie a dispozitivelor semiconductoare de putere, frecventele de lucru au crescut, ceea ce face ca si armonicile de ordin mai ridicat sa fie semnificative si sa impuna noi masuri pentru evitarea efectului distorsionant al acestora.

Totalitatea masurilor ce se iau in acest scop se circumscriu conceptului de compatibilitate electromagnetica. Datorita importantei acestui concept si datorita cvasigeneralizarii electronicii si automatizarilor in cele mai diverse domenii de activitate ( incepand cu aplicatiile domestice, trecand prin cele industriale, din comunicatii si sfarsind cu programele spatiale ), in ultimii ani s-a structurat o noua disciplina de studiu acceptata ca fiind o disciplina de sine statatoare, numita chiar " Compatibilitate electromagnetica ".

Definitie : Conform normei europene VDE 0870, compatibilitatea electromagnetica reprezinta capacitatea unui dispozitiv electric de a functiona satisfacator in mediul sau electromagnetic fara ca acest mediu, care apartine si altor dispozitive, sa fie inadmisibil perturbat.

Nivelele admisibile de perturbatii ( zgomote ) electromagnetice sunt legiferate si ca atare fiecare proiectant de produs alimentat cu energie electrica, precum si fiecare integrator de sistem care utilizeaza alimentari cu energie electrica trebuie sa se supuna verificarilor de compatibilitate electromagnetica.