Convertoare statice - Redresor trifazat în punte necomandat

(1) TEMA PROIECTULUI:

Se proiecteaza un redresor trifazat in punte necomandat folosind urmatoarele date nominale:

- n = 18 (numar ordine catalog)

- tensiunea de alimentare primara: Ul = 6 kV = 6000 V

- tensiunea medie redresata la curent nominal in sarcina:

dn = 300 + 100 n [V] = 300 + 100*18 [V] = 2100 V

- curentul mediu redresat nominal:

dn = 400 + 40 n [A] = 400 + 40*18 [A] = 1120 A

- frecventa de lucru: f = 50 Hz

- conditii de suprasarcina F (conditii grele, conform recomandarilor CEI):

o suprasarcina de 300% (cS1) pentru timpul t1 = 1 min.;

o suprasarcina de 150% (cS2) pentru timpul t2 = 2 h.

- temperatura mediului ambiant: TA = 40- C

- tensiunea pe fazele sistemului trifazat:

u10 = s sin(wt)

u20 = s sin(wt - 2- /3)

u20 = s sin(wt - 4- /3)

unde: s = valoarea de varf a tensiunii

(2) BREVIAR TEORETIC GENERAL:

In numeroase aplicatii practice energia de curent continuu are pondere mai mare decat energia de curent alternativ: electrochimie, electroliza, incarcarea acumulatorilor, tractiune electrica, etc. Redresorul realizeaza transformarea energiei de curent alternativ (c.a.) in energie de curent continuu (c.c.). Energia electrica se transmite de la reteaua de curent alternativ la receptorul de curent continuu.

Instalatiile mari consumatoare de curent continuu utilizeaza in special redresoare trifazate, care prezinta o serie de avantaje fata de cele monofazate, cum ar fi: incarcarea retelei de alimentare este mai uniforma, reducandu-se interferentele la conectarea cu alte echipamente din aceeasi retea, tensiunea redresata este mai neteda (ceea ce determina eventuala utilizare a unor filtre de netezire mai simple), factorul de utilizare al transformatorului de alimentare este mai mare, obtinandu-se pentru o putere redresata data o reducere a gabaritului si pretului de cost.

Structura circuitelor energetice ale redresorului depinde de sursa de energie si de natura receptoarelor alimentate. In acest context, redresoarele trifazate pot fi clasificate in functie de dispozitivele de redresare utilizate in:

- redresoare trifazate necomandate (cu diode), care au tensiunea de iesire fixa;

- redresoare trifazate comandate (cu tiristoare), cu tensiunea de iesire reglabila.

Schemele de redresare pot fi realizate: cu punct median (scheme cu un tact) si in punte (scheme cu doua tacte).

Alimentarea circuitelor de redresare se poate face cu sau fara transformator, direct de la retea. Utilizarea transformatorului in circuitul energetic al redresorului permite multiplicarea numarului m de faze secundare, in scopul realizarii unor performante superioare. Primarul transformatorului se conecteaza atat in stea, cat si in triunghi. Pentru a reduce dezechilibrul de excitatie se foloseste cu precadere conexiunea in triunghi, evitandu-se astfel deformarea tensiunii in secundar.

(3) SCHEMA ELECTRICA GENERALA SI FORMELE DE UNDA CARACTERISTICE:

In Figura 1 este prezentat un redresor trifazat in punte necomandat, realizat cu diode. Montajul indicat (vezi si Anexa A) este una dintre cele mai utilizate scheme de redresare, sarcina redresorului fiind de tip rezistiv-inductiv (RL).

In acest montaj, in fiecare moment sunt in conductie cate doua diode, care conduc cate o treime de perioada in functie de variatia tensiunilor din secundar, iar comutarea lor se face succesiv. Evident, tensiunea de iesire se apropie foarte mult, ca forma, de o tensiune continua. Redresorul trifazat ofera avantajul unei incarcari echilibrate a celor trei faze, ceea ce este extrem de important pentru cazul puterilor mari.