Invertorul de curent trifazat. Comanda cu unda plina.

Invertorul de curent trifazat. Comanda cu unda plina

Invertoarele trifazate de curent servesc pentru alimentarea motoarelor asincrone de medie si mare putere.

Schema invertorului trifazat de curent prezentata in fig. 9.55 se obtine utilizand 3 semipunti monofazate de curent, cate una pe fiecare faza. Inductivitatea L da caracterul de sursa de curent alimentarii. Intreruptoarele unidirectionale in curent si bidirectionale in tensiune sunt comandabile atat la inchidere cat si la deschidere.

Pentru a obtine la iesirea invertorului un sistem trifazat alternativ simetric de curenti, comanda intreruptoarelor trebuie sa respecte cele trei reguli aratate la invertorul de tensiune (vezi 9.2.4.1.). Comanda cu unda plina la invertorul de curent se face dupa programul de 120° al carui algoritm a fost dat in figura 9.30,a. Consideram valabile ipotezele 9.a, 9.b, si 9.c.

Fig. 9.55 Invertor trifazat de curent (cu sarcina in stea).

Sarcina echilibrata conectata in stea

Prin inchiderea intreruptoarelor conform algoritmului de comanda se impun curentii de faza . Astfel:

(9.127.a)

(9.127.b)

(9.127.c)

Valorile curentilor de faza calculate cu relatiile (9.127) sunt date in tabelul 9.4.

Tabelul 9.4 Valorile curentilor de faza si tensiunii la intrare

Formele de unda pentru curenti sunt date in fig. 9.56. Sarcina s-a considerat numai de tip inductiv, avand in vedere utilizarea lor numai pentru alimentarea motoarelor asincrone de medie si mare putere.

Tensiunile de faza au fost trasate tinand seama de defazajul intre tensiunea de faza si fundamentala curentului de faza. Valoarea efectiva a curentilor de faza este:

(9.128.a)

iar a fundamentalei lor:

(9.128.b)

Fig. 9.56 Forme de unda ale invertorului trifazat de curent, comandat dupa programul de 120°, functionand cu sarcina echilibrata inductiva conectata in stea.

Se observa ca valoarea tensiunii de intrare este determinata de intreruptoarele inchise. Ea este impusa de sarcina si apare ca fiind tensiunea intre diversele faze aflate in conductie. Valorile ei sunt trecute in tabelul 9.4 Variatia in timp a tensiunilor este aratata in fig. 9.56.

Sarcina echilibrata conectata in triunghi

Schema invertorului trifazat de curent functionand cu o sarcina echilibrata conectata in triunghi este data in fig. 9.57.

Fig. 9.57 Invertor trifazat de curent (cu sarcina in triunghi).

Schema electrica a invertorului este aceeasi din fig. 9.55, insa acum sarcina este conectata in triunghi.

Comanda dupa programul de 120° a invertorului impune curentii si la iesire. Acestia vor avea valorile din tabelul 9.4.

Curentii de sarcina si nu au componenta homopolara, deci:

(9.131)

si

(9.132.a)

(9.132.b)

(9.132.c)

Scazand doua cate doua relatiile (9.132,a), (9.132,b) si (9.132,c) si tinand seama de relatia (9.131) rezulta:

; (9.133)

Valorile curentilor de sarcina calculate cu relatia (9.133) si valorile curentilor , din tabelul 9.4 sunt date in tabelul 9.5.

Tensiunea va fi descrisa de aceleasi segmente ale tensiunilor intre faze (acum si tensiuni la bornele sarcinii) ca in cazul sarcinii in stea.

Tabelul 9.5  Valorile curentilor si tensiunea la intrare.

Formele de unda ale curentilor sunt reprezentate in fig. 9.58.

Valoarea efectiva a curentilor de sarcina este:

(9.135.a)

iar valoarea efectiva a fundamentalei lor:

(9.135.b)

Concluzii

Comparatia fig. 9.56 si 9.58 arata ca la tensiuni intre faze date, schimbarea conexiunii sarcinii nu modifica nici regimul la intrarea invertorului, nici regimul la iesirea lui, nici functionarea semiconductoarelor. Este practic o simpla aplicare a transfigurarii stea-triunghi.

Comutatiile la blocare ale intreruptoarelor trebuie sa fie comandate. Inchiderea intreruptoarelor se face atunci cand tensiunea la bornele lor e negativa si se face in momentul blocarii (deschiderii) intreruptorului din acelasi grup care a condus.

Desigur, in realitate sarcina trifazata nu e perfecta, prin urmare tensiunile de iesire nu vor fi sinusoidale, ci formate din segmente de exponentiala.

Fig. 9.58 Forme de unda ale invertorului trifazat de curent,
comandat dupa programul de 120°, functionand cu sarcina echilibrata
inductiva conectata in triunghi.