Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Kurs praktycznego wykorzystania programu ATP - EMTP (część 13.)

Układy energoelektroniczne
Prostownik sterowany 1-fazowy jednopołówkowy w EMTP
Prostownik sterowany 1-fazowy jednopołówkowy w EMTP
J. Wiater

W trzynastej części kursu zostaną zaprezentowane proste układy energoelektroniczne: prostowniki 1-fazowe i 3-fazowe oraz falownik 1-fazowy. Mogą one stanowić punkt wyjściowy do samodzielnego modelowania w EMTP bardziej skomplikowanych układów energoelektronicznych.

Energoelektronika jest działem elektrotechniki zajmującym się zastosowaniem układów przekształtnikowych. Swoim zakresem obejmuje tematykę powiązaną z aplikacją, konstrukcją, obliczaniem, modelowaniem oraz symulacją elementów i układów energoelektronicznych. Układy energoelektroniczne znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach techniki – w napędzie elektrycznym, elektroenergetyce (np. przy niekonwencjonalnych źródłach energii), elektrotermii, spawalnictwie, elektronice (zasilacze impulsowe), zasilaniu awaryjnym i gwarantowanym, urządzeniach AGD, a nawet we wzmacniaczach audio największej mocy [1]. Dział ten ciągle się rozwija, tworzone są nowe aplikacje wykorzystujące rozmaite techniki sterowania. Dokładna analiza działania tych układów wymaga prowadzenia obliczeń i symulacji komputerowych. W trzynastej części kursu zaprezentowane zostanie kilka podstawowych układów energoelektronicznych. Mogą one stanowić punkt wyjściowy do samodzielnego modelowania bardziej skomplikowanych układów.

prostowniki 1-fazowe

Najprostszym prostownikiem jest pojedyncza dioda. Tak zbudowany układ zapewnia prostowanie jednopołówkowe, które cechuje się bardzo dużymi tętnieniami napięcia wyjściowego. Energia dostarczana przez źródło wykorzystywana jest tylko przez pół okresu, przez drugą połowę okresu źródło pozostaje nieobciążone. Stosowanie takiego układu wprowadza dużą niesymetrię w sieci zasilającej. Ten prostownik jest bardzo rzadko stosowany w praktyce.

W układach 1-fazowych najczęściej stosuje się prostowniki dwupołówkowe. Umożliwiają one pełne wykorzystanie energii dostarczanej przez źródło. Najbardziej rozpowszechniony jest tzw. mostek Graetza. Jest on zbudowany z czterech diod prostowniczych. Cechuje się mniejszymi tętnieniami napięcia wyjściowego niż to jest w przypadku układu jednopołówkowego. Na rysunku 1. przedstawiono schemat układu prostownika 1-fazowego zbudowanego w układzie Graetza. Stworzenie tego układu nie powinno być problemem na tym etapie kursu. Poprawne przeprowadzenie obliczeń wymaga zdefiniowania następujących parametrów:
D1, D2, D3, D4 – elementy Diode Type 11 z grupy SWITCHES, Vig=1, Ihold=0,
Tdeion=0, CLOSED=0 (bardzo ważny parametr – wartość zero niezbędna jest do prowadzenia obliczeń w dziedzinie czasu),
U1 – element AC Type 14 z grupy SOURCES, Amplitude=326, f=50, Pha=-90,
A1=0, TStart=0, TStop=1000.
Inne niezbędne parametry do przeprowadzenia obliczeń: R=1000, delta=1E-5, Tmax=0.1.

Na rysunku 2. przedstawiono przebieg napięcia na obciążeniu, zaś na rysunku 3. przebieg prądu płynącego przez diody D1 i D4 modelowanego prostownika. (Uwaga! Niewłaściwe zdefiniowanie parametrów diod D1-4 uniemożliwi przeprowadzenie obliczeń!)

Wszystkie prostowniki mogą być używane jako prostowniki sterowane. Wymaga to zamiany diod prostowniczych na tyrystory. Oczywiście muszą być one załączane za pomocą odpowiednich układów analogowych bądź cyfrowych. Prostowniki sterowane stosowane są wszędzie tam, gdzie wymagana jest płynna regulacja napięcia wyjściowego. Pośrednio uzyskuje się w ten sposób możliwość sterowania prądem płynącym przez obciążenie, mocą urządzeń, prędkością silników itp. [2].

Rysunek 4. przedstawia schemat najprostszego 1-fazowego, jednopołówkowego prostownika sterowanego zamodelowanego w EMTP. Układ sterujący pracą tyrystora T został zrealizowany przy wykorzystaniu elementów TACS. Źródłem sygnału zegarowego (taktującego) jest element Pulse-23 z grupy TACS Source. Generuje on ciąg impulsów prostokątnych z częstotliwością 50 Hz. Impulsy podawane są na element Pulse Delay z grupy TACS Devices, który opóźnia impulsy o zadany czas – odpowiednik kąta przesunięcia impulsu wyzwalającego tyrystor. Dalej sygnał podawany jest na bramkę tyrystora T – element Valve (Type 11) z grupy Switches. W zależności od kąta wysterowania, uzyskujemy różne przebiegi napięcia na wyjściu (rys. 5.). Samodzielne stworzenie schematu układu nie powinno również w tym przypadku sprawić użytkownikowi problemów. Poprawne przeprowadzenie obliczeń wymaga zdefiniowania następujących parametrów:
Ut1 – element Pulse-23 z grupy TACS Source: Ampl=100, T=0.02 (okres generowanych impulsów), Width=0.001 (czas trwania impulsu – jego szerokość), T_start=0, T_stop=1000,
54 – element Pulse-23 z grupy TACS Source: Type=98, T_on=0, delay=0.005 (opóźnienie), T_off=0,
T – element Valve (Type 11) z grupy Switches: Vig=1, Ihold=0, Tdeion=0, CLOSED=0, GIFU=0.

Pozostałe parametry, które nie zostały wymienione, powinny być identyczne jak w przypadku prostownika 1-fazowego prezentowanego wcześniej.

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Inżynier w lesie - zobacz video! »

Inżynier w lesie Materiały stworzone przez inżynierów dla inżynierów. Testy produktów od kluczowych dostawców (...) chcę zobaczyć »


Jednoobwodowy licznik energii - jaki wybrać?»

Czy znasz, ekologiczną alternatywę dla agregatów »

Licznik energii jaki wybrać systemy zasilania
Zasilacze awaryjne trzeciej generacji z bardzo wysoką sprawnością 96% w trybie On-Line oraz ze znakomitym współczynnikiem mocy 1(...) czytam więcej » W połączeniu z elektroniką prezentuje ona szczyt nowoczesnej technologii agregatów prądotwórczych (...) czytam dalej »

 


Specjalne ramki do specjalnych wnętrz »

Kamery termowizyjne Perfekcyjne dopełnienie nowoczesnego wnętrza.
Prosta, ponadczasowa forma, jakość wykonania, niezawodny system, to tylko niektóre (...)
czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Jak zmniejszyć swój rachunek za energię »

automatyka przemysłowa zmniejsz rachunki za prąd
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Oszczędzaj na rachunkach za prąd w domu lub firmie. Wystarczy Po Prostu Energia (...) zobacz ile możesz oszczędzić »

 


Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

Kamery termowizyjne Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można (...) czytam dalej »

 


Potrzebujesz pomocy w wyborze UPS-a? Sprawdź ten przewodnik »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

UPS zasilacze bezpanelowa energia słoneczna
Urządzenia elektroniczne, których używasz do codziennej komunikacji, rozrywki i zapewnienia rodzinie bezpieczeństwa, są narażone na uszkodzenia spowodowane nieoczekiwanymi przerwami w dostawach energii elektrycznej, (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Szybki i łatwy sposób na budowę Twojego indywidualnego systemu wizyjnego»

zasilanie gwarantowane Badania przeprowadzone przez Computer Business Review wykazały, że od 2013 roku mamy do czynienia z dynamicznym wzrostem przenoszenia przez przedsiębiorców zasobów danych do tzw. chmury obliczeniowej (cloud computing). W związku z tym stale wzrastają wydatki przeznaczan ... czytam dalej »


Automatyka przemysłowa - zobacz najlepsze rozwiązania »

Kontenerowa stacja transformatorowa Minibox »

Czujniki i automatyka Rozdzielnice kontenerowe
Zarówno w sektorze energetyki tradycyjnej jak i odnawialnej, czujniki oraz automatyka muszą być odporne na oddziaływaniu warunków środowiskowych. Ekstremalne ... czytam więcej » Zasilane są najczęściej z sieci SN o napięciu znamionowym od 6 do 36 kV. Ze względu na budowę stacje mogą być wnętrzowe lub napowietrzne. Funkcją stacji transformatorowej SN/nn jest transformacja ... czytam dalej »

Jaką zastosować ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami »

ochrona przed przepięciami Każdy ogranicznik przepięć ma pewną określoną zdolność do przenoszenia przez siebie pewnej energii udaru. Jeśli po zadziałaniu ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Osprzęt elektroinstalacyjny dla elektryka »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Zobacz jaki osprzęt wybrać i porównaj parametry... czytam dalej »


Transformatory oraz dławiki dostosowane do indywidualnych wymagań »

transformatory ei Mają zastosowanie w sieciach przesyłowych i rozdzielczych. Stosowane są do zasilania układów trakcyjnych w pojazdach szynowych, w instalacjach wykorzystujących napędy (...) czytam dalej »


Liczniki energii elektrycznej - poznaj nowe »

Switch zarządzalny – czy warto? Jaki wybrać?

Liczniki energii jakie wybrać Switche niezarządzalne
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Switch zarządzalny daje możliwość nie tylko stworzenia siecilokalnej, ale daje wiele innicf możliwości. Między innymi pozwala także dostosować porty, a więc i parametry sieci do... czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
7-8/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 7-8/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Obciążalność prądowa ciągła przewodów szynowych wielkoprądowych SN
  • - Instalacje elektryczne w osiedlowych budynkach wielorodzinnych
Zobacz szczegóły

Start programu „Mój Prąd”. Czy przyczyni się do zwiększenia rozwoju OZE w Polsce?

We wrześniu wystartuje nowy rządowy program „Mój Prąd”, dzięki któremu będzie można uzyskać dofinansowanie na domową instalację fotowoltaiczną. Z dotacji będą mogły skorzystać...

MITRA LED

Właściwe oświetlenie drogowo-parkowe pozwala znacznie zredukować koszty eksploatacji, będąc rozwiązaniem zarówno ekonomicznym, estetycznym, jak i ekologicznym. Lena Lighting S.A. oferuje...
Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów komunikacji. Wydajność standardu Fast Ethernet,...
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl