Zasilanie prostownika dostarczane jest z jednej lub trzech faz źródła napięcia przemiennego o stałej amplitudzie i częstotliwości (np. 3 x 400 V/50 Hz lub 1 x 230 V/50 Hz). Prostownik składa się z diod, tyrystorów lub ich kombinacji. Prostownik składający się z diod jest niesterowalny, a prostownik tyrystorowy jest nazywany sterowalnym. Jeśli prostownik zbudowany jest z obydwu rodzajów tych elementów to wówczas jest on pół-sterowany.
Prostowniki są produkowane jako zespolone bloki mocy z możliwością przykręcenia do radiatora lub (w dużych napędach o blokowej budowie) jako całkowicie niezależne bloki prostownicze w niezależnych obudowach.
Prostownik niesterowalny
Prostownik niesterowalny zbudowany jest z odpowiedniej ilości diod półprzewodnikowych. Napięcie prądu przemiennego na wyjściu zasilania prostownika diodowego jest zamieniane na napięcie stałe pulsujące. Kontrolowanie przepływu mocy nie jest możliwe jak w przypadku innych elementów półprzewodnikowych.Niesterowalny prostownik trójfazowy składający się z dwóch grup diod. Jedna grupa składa się z: D1, D3 i D5, a druga grupa z diod D2, D4, D6. Każda dioda z danej grupy przewodzi przez 1/3 okresu (120°). Poszczególne diody obu grup przewodzą kolejno.
Po rozpoczęciu przewodzenia przez diodę danej grupy w drugiej grupie nastąpi przełączenie komutacyjne między przewodzącymi diodami po czasie 1/6 okresu (60°).
Diody D1,3,5 przewodzą, gdy amplituda napięcia jest dodatnia. Jeśli napięcie fazy L1 osiąga dodatnią wartość maksymalną, wtedy napięcie na zacisku + osiąga także maksymalną wartość. Dwie pozostałe diody tej grupy mają wtedy wsteczne napięcie polaryzacji wynoszące UL2-2 i UL3-3. Podobna sytuacja występuje przy przewodzeniu grupy diod D2,4,6. Napięcie na zacisku - otrzymuje ujemną polaryzację fazową. Jeśli w danej chwili czasowej L3 osiąga ujemną wartość szczytową napięcia, dioda D6 przewodzi. Dwie pozostałe diody tej grupy mają wtedy wsteczną polaryzację o wartości UL1-2 i UL2-4. Napięcie wyjściowe prostownika niesterowanego ma inną wartość niż napięcie tych dwóch grup diod. Wartość średnia pulsującego napięcia wyprostowanego dla prostownika typu 3F6D wynosi 1,35 wartości skutecznej napięcia międzyfazowego sieci zasilającej.
Prostownik sterowany
W prostownikach sterowalnych diody zastąpione są przez tyrystory. Tyrystor podobnie jak dioda pozwala przewodzić prąd od anody A do katody K z tą różnicą, że tyrystor ma dodatkową bramkę G, na którą podawany jest sygnał sterujący pracą tyrystora.Na bramkę trzeba podać sygnał sterujący, aby tyrystor przewodził prąd. Jeśli przez tyrystor płynie prąd to znaczy, że jest on w stanie przewodzenia i pozostanie w tym stanie do momentu, aż płynący przez niego prąd osiągnie wartość zerową. Przewodzenie tyrystora nie może być przerwane tylko przez zanik sygnału sterującego podawanego na bramkę.
Układ sterujący bramką tyrystora opóźnia podanie impulsu sterującego przez określony czas w stosunku do fazy napięcia przemiennego dołączonego do obwodu głównego tyrystora. Opóźnienie to opisane jest parametrem alfa określającym czas między przejściem przez zero napięcia przemiennego, a rozpoczęciem przewodzenia przez tyrystor. Czas ten wyrażany jest w stopniach kątowych wynikających z okresu napięcia przemiennego. Praca prostownika sterowanego jest zasadniczo taka sama jak prostownika niesterowalnego. Różnica polega na tym, że tyrystory sterowane są kątem wyzwolenia alfa. Początek przewodzenia tyrystora zaczyna się np. od kąta 30°, natomiast dioda rozpoczyna przewodzenie do punktu za przejściem napięcia przez wartość zero. Pozwala to na zmianę wartości przetworzonego napięcia.W porównaniu do prostowników niesterowalnych, prostownik sterowalny powoduje większe straty i poziom zakłóceń w sieci zasilania, ponieważ tyrystory wprowadzają do sieci większy prąd bierny wyższych harmonicznych, szczególnie przy krótkotrwałym czasie przewodzenia. Jednakże zaletą tych układów prostownikowych jest to, że mogą pracować w obu kierunkach, tzn. w czasie pracy falownikowej zwracają energie do sieci zasilającej.
wykorzystano materiały firmy EL-POL
Ocena: 4.40/5 opinii: 55
