Zbigniew Fedyczak Ryszard Strzelecki - Energoelektroniczne Układy Sterowania, Elektrotechnika, ...
[ Pobierz całość w formacie PDF ]Zbigniew Fedyczak, Ryszard Strzelecki
ENERGOELEKTRONICZNE UKŁADY
STEROWANIA MOCĄ PRĄDU
PRZEMIENNEGO
Zbigniew Fedyczak, Ryszard Strzelecki
ENERGOELEKTRONICZNE UKŁADY STEROWANIA
MOCĄ PRĄDU PRZEMIENNEGO
Recenzenci
prof dr hab. inż. Henryk Tunia
prof dr hab. inż. Leszek Frąckowiak
Redaktor
Projekt okładki
W monografii przedstawiono energoelektroniczne układy sterowania mocą prądu przemiennego, w
których sterowanie mocą dostarczaną ze źródła do odbiornika energii elektrycznej, odbywa się za pomocą
tzw. sterowników mocy prądu przemiennego. Sterowanie to jest realizowane bez zmiany częstotliwości
harmonicznej podstawowej napięcia odbiornika. Główna część pracy dotyczy układów z impulsowymi
sterownikami mocy prądu przemiennego. Tyrystorowe sterowniki mocy prądu przemiennego, stosowane
w praktyce przemysłowej, przedstawiono w zakresie ich niekorzystnego oddziaływania na źródło
zasilania (przemysłową sieć zasilającą). Szczegółowo opisano właściwości modeli idealnych oraz modeli
fizycznych impulsowych jednobiegunowych sterowników mocy prądu przemiennego z algorytmem
sterowania typu PWM z “czasem martwym”. Przedstawiono rownież wybrane układy z impulsowymi
dwubiegunowymi sterownikami mocy prądu przemiennego. Opisano przykłady zastosowań układów
sterowania mocą prądu przemiennego ze sterownikami tyrystorowymi i impulsowymi.
Praca jest przeznaczona dla kręgu czytelników interesujących się elektrotechniką w tym głównie dla
projektantów energoelektronicznych układów sterowania mocą prądu przemiennego stosowanych w
prostych urządzeniach napędowo-rozruchowych z silnikami indukcyjnymi klatkowymi, urządzeniach
elektrotermicznych, urządzeniach techniki świetlnej, regulatorach (stabilizatorach) napięcia przemiennego
oraz kompensatorach mocy przesunięcia. Może być także pomocna dla słuchaczy wyższych i średnich
szkół technicznych o kierunku elektrotechnika, szczególnie w specjalności energoelektronika.
Wydanie publikacji dofinansowane
przez Ministerstwo Edukacji Narodowej
© Copyright by
-3-
SPIS TREŚCI
WYKAZ OZNACZEŃ .................................................................................. 5
WSTĘP ........................................................................................................... 9
1. IMPULSOWO-MODULACYJNE STEROWANIE MOCĄ PRĄDU
PRZEMIENNEGO ........................................................................................ 12
1.1 Charakterystyka ogólna ............................................................................. 12
1.2. Właściwości układu wzorcowego ............................................................. 15
1.3. Parametry i kryteria oceny jakości sterowania ......................................... 18
2. UKŁADY Z TYRYSTOROWYMI STEROWNIKAMI MOCY
PRĄDU PRZEMIENNEGO ......................................................................... 22
2.1. Charakterystyka ogólna ............................................................................ 22
2.2. Oddziaływanie SMPP na źródło zasilania w układzie
czteroprzewodowym ................................................................................ 26
2.2.1. Wprowadzenie ...................................................................................... 26
2.2.2. Sterowanie fazowe ................................................................................ 26
2.2.3. Sterowanie integracyjne ........................................................................ 27
2.3. Oddziaływanie SMPP na źródło zasilania w układzie
trójprzewodowym ..................................................................................... 31
2.3.1. Wprowadzenie ....................................................................................... 31
2.3.2. Sterowanie fazowe ................................................................................. 32
2.3.3. Sterowanie integracyjne ......................................................................... 41
2.4. Filtracja (kompensacja) wyższych harmonicznych prądu źródła .............. 49
2.4.1. Filtracja za pomocą rezonansowego filtru pasywnego LC ..................... 49
2.4.2. Kompensacja harmonicznych za pomocą filtru aktywnego ................... 52
2.5. Jakość sterowania mocą prądu przemiennego ........................................... 55
3. UKŁADY Z IMPULSOWYMI JEDNOBIEGUNOWYMI
STEROWNIKAMI MOCY PRĄDU PRZEMIENNEGO ......................... 58
3.1. Wprowadzenie .......................................................................................... 58
3.2. Właściwości modeli idealnych ................................................................. 60
3.2.1. Napięcia odbiornika ............................................................................... 60
3.2.2. Prądy odbiornika .................................................................................... 65
3.2.3. Prądy źródła ............................................................................................ 69
3.2.4. Moc czynna w stanie ustalonym ............................................................ 73
3.2.5. Zestawienia podstawowych właściwości energetycznych ..................... 77
3.3. Jakość sterowania mocą prądu przemiennego ........................................... 81
4. ROZWIĄZANIA UKŁADÓW Z IMPULSOWYMI
-4-
JEDNOBIEGUNOWYMI STEROWNIKAMI MOCY
PRĄDU PRZEMIENNEGO ......................................................................... 84
4.1. Wprowadzenie .......................................................................................... 84
4.2. Układy trójfazowe ze sterowaniem typu PWM
z “czasem martwym” ............................................................................... 85
4.2.1. Porównanie topologii ............................................................................ 85
4.2.2. Analiza działania wybranych układów ................................................. 90
4.2.3. Układy obciążenia aktywnego ............................................................... 117
4.2.4. Filtracja wyższych harmonicznych prądu źródła .................................. 119
4.2.5. Jakość sterowania mocą prądu przemiennego
w układach eksperymentalnych ............................................................ 124
4.3. Układ trójfazowy ze sterowaniem typu PWM
bez “czasu martwego” ............................................................................. 127
4.4. Układ trójfazowy z dodatkowym źródłem mocy przesunięcia ................. 132
4.5. Układy jednofazowe podwyższające napięcie wyjściowe ........................ 138
5. WYBRANE UKŁADY IMPULSOWYCH DWUBIEGUNOWYCH
STEROWNIKÓW MOCY PRĄDU PRZEMIENNEGO .......................... 144
5.1. Wprowadzenie .......................................................................................... 144
5.2. Układ trójfazowy z transformatorem dodawczym ................................... 145
5.3. Układ trójfazowy z transformatorem wysokoczęstotliwościowym ......... 148
6. PRZYKŁADY ZASTOSOWAŃ UKŁADÓW
STEROWANIA MOCĄ PRĄDU PRZEMIENNEGO .............................. 157
6.1. Wprowadzenie ......................................................................................... 157
6.2. Urządzenia elektrotermiczne ................................................................... 157
6.3. Układy napędowe .................................................................................... 160
6.4. Kompensatory mocy przesunięcia ........................................................... 165
6.5. Ogólne wytyczne wyboru układu sterowania mocą
prądu przemiennego ................................................................................ 168
WYKAZ LITERATURY ............................................................................. 171
[ Pobierz całość w formacie PDF ]