330 matches
-
unui sistem trifazat simetric la bornele sarcinii, stabilirea automată a numărului de impulsuri pe o perioadă, furnizarea unor impulsuri de comandă conform unor strategii date, controlul lățimii minime a factorului de comandă, etc. Implementarea strategiei PWM pe microcontroler în comanda invertoarelor determină simplificări hardware, siguranța în funcționare, compatibilitate cu controlul realizat de un calculator și nu în ultimul rând un cost redus. De asemenea cu ajutorul microcontrolerului este posibilă realizarea unor funcții de comandă și control, în acest sens vorbind de bucle
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
reglaj, de comanda a mai multor echipamente de acționare, de interconectarea cu o unitatea centrală, etc. Toate aceste aspecte pozitive enumerate nu fac altceva decât să susțină ideea realizării unei optimizări la nivel hardware și software atunci când în comanda unui invertor se utilizează microcontrolerul. Impulsurile de comandă pentru puntea trifazată sunt generate de sistemul cu microcontroler. Într-un interval de 10ms sunt generate 100 de impulsuri, numărul de impulsuri derivând din alegerea indicelui de modulație în frecvență m=fc/fs=5kHz
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
precizate momentele de timp la care se acționează comutatoarele, obținute prin cumularea intervalelor de timp cuantificate . În figura 8.4 este prezentată structura de forță a punții trifazate, iar în figura 8.5 este prezentată structura circuitului de control a invertorului cu microcontrolerul 80C552. Din schemă se poate observa ca în partea hardware sunt necesare numai trei inversoare (I1, I2, I3) și o conexiune între pinul P4.4 din portul 4 și pinul P1.5 din portul 1-RT2, cu funcție alternativă
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
de undă PWM cu ajutorul timerului T2 prin repetarea unei alternanțe complete la fiecare 20.000 microsecunde. Prin folosirea celor trei inversoare se poate observa că din sistemul de control sunt generate numai trei semnale, câte unul pentru fiecare fază a invertorului. Pinul P4.5 va fi ieșire de ’’strobare’’ pentru controlul global al optocuploarelor. Interfața între circuitul de comandă și cel de forță este asigurat de șase optocuploare (OC1,...OC6), asigurând în acest mod separarea galvanică între cele două părți ale
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
Pinul P4.5 va fi ieșire de ’’strobare’’ pentru controlul global al optocuploarelor. Interfața între circuitul de comandă și cel de forță este asigurat de șase optocuploare (OC1,...OC6), asigurând în acest mod separarea galvanică între cele două părți ale invertorului. Starea comutatoarelor S1, S3 și S5 este controlată direct de ieșirile din portul 4 prin octeții de ’’set ’’și ’’reset’’ realizate de timerul T2. Starea comutatoarelor S2, S4 și S6 rezultă prin inversarea stărilor respectiv a comutatoarelor S1, S3 și
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
Acest fapt este evidențiat prin momentele de timp de 3.333, 6.666, 9.999, 13.332, 16.665 și 19.998 microsecunde. La aceste momente de timp se produc anumite modificări în ordinea de comandă. Programul de comandă a invertorului va fi rulat în buclă. O buclă va avea lungimea de 19.998 microsecunde. La sfârșitul acestui interval de timp se comandă ’’resetul’’ timerului T2, prin setarea pinului P4.4 din portul 4 conectat la pinul P1.5 din portul
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
4 conectat la pinul P1.5 din portul 1 care are funcția alternativă RT2 (’’reset’’ timer T2). După instrucțiunea de stare a pinului P4.4 urmează un salt lung necondiționat la zona de program unde începe controlul unei perioade a invertorului trifazat. 8.3 Invertorul trifazat comandat cu microcontrolerului 80C552 Sistemul de acționare a motoarelor electrice este realizat din două părți distincte și anume partea de comandă și partea de forță. Indiferent de soluția utilizată în realizarea comenzilor (circuite integrate specializate
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
P1.5 din portul 1 care are funcția alternativă RT2 (’’reset’’ timer T2). După instrucțiunea de stare a pinului P4.4 urmează un salt lung necondiționat la zona de program unde începe controlul unei perioade a invertorului trifazat. 8.3 Invertorul trifazat comandat cu microcontrolerului 80C552 Sistemul de acționare a motoarelor electrice este realizat din două părți distincte și anume partea de comandă și partea de forță. Indiferent de soluția utilizată în realizarea comenzilor (circuite integrate specializate, microcontrolere, etc) principiul de
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
semnalul său de comandă se anulează la momentul t2, iar semnalul de comandă pe Q-A este întârziat cu timpul τ. În figura 8.8 sunt prezentate două circuite menite să asigure timpul mort necesar pentru o funcționare corectă a invertorului. În prima schemă semnalul de la intrare este inversat de circuitul 74LS05, iar în a doua schemă semnalul de la intrare rămâne neineversat dacă se folosește circuitul 74LS07. Această inversare de semnal este utilă deoarece la ieșirile portului P.4 ale microcontrolerului
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
aproape instantaneu cu cel dat de placa de comandă. Separarea galvanică între circuitul de comandă și circuitul de forță se realizează cu ajutorul optocuploarelor. Alegerea acestora este strâns legată de frecvența de comutație la care lucrează puntea. Structura de forță a invertorului este prezentată în figura 8.9 și este realizată cu un modul inteligent de putere cu aplicații specifice (ASIPM) de tipul PM 12017 . Acest tip de structură conține: ▫ invertorul trifazat în punte cu IGBT-uri ultrarapide, cu diode în antiparalel
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
frecvența de comutație la care lucrează puntea. Structura de forță a invertorului este prezentată în figura 8.9 și este realizată cu un modul inteligent de putere cu aplicații specifice (ASIPM) de tipul PM 12017 . Acest tip de structură conține: ▫ invertorul trifazat în punte cu IGBT-uri ultrarapide, cu diode în antiparalel; ▫ drivere cu circuit de protecție și control al blocării IGBT-urilor; ▫ protecții comune la sub/supratensiune, suprasarcină, supratemperatură; ▫ decodarea exactă a erorilor interne la ieșirea din modul: FO1 - scurtcircuit
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
de protecție și control al blocării IGBT-urilor; ▫ protecții comune la sub/supratensiune, suprasarcină, supratemperatură; ▫ decodarea exactă a erorilor interne la ieșirea din modul: FO1 - scurtcircuit; FO2 - sub/supratensiune; FO3 - supratemperatură. ▫ detectori interni pentru curenții din cele trei brațe ale invertorului cu ieșire analogică (5V) de precizie ridicată(CU, CV, CW); ▫ necesită o singură sursă de tensiune pentru alimentarea circuitelor de grilă, etc In prezent, modulele ASIPM sunt disponibile pentru puteri de până la 500 KVA. Pentru puteri mai mari, singura soluție
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
CV, CW); ▫ necesită o singură sursă de tensiune pentru alimentarea circuitelor de grilă, etc In prezent, modulele ASIPM sunt disponibile pentru puteri de până la 500 KVA. Pentru puteri mai mari, singura soluție previzibilă pe termen scurt rămâne utilizarea componentelor discrete. Invertorul trifazat cu tiristoare cu stingerea tiristoarelor principale prin transformatoare de stingere individuale 9.1 Schema circuitului și principiul de funcționare Circuitul de fortă al invertorului se dă în Figura 9.1 și este compus din 6 tiristoare cu rol de
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
KVA. Pentru puteri mai mari, singura soluție previzibilă pe termen scurt rămâne utilizarea componentelor discrete. Invertorul trifazat cu tiristoare cu stingerea tiristoarelor principale prin transformatoare de stingere individuale 9.1 Schema circuitului și principiul de funcționare Circuitul de fortă al invertorului se dă în Figura 9.1 și este compus din 6 tiristoare cu rol de dispozitive comutatoare de putere, 6 diode de descărcare a energiei reactive în cazul unei sarcini inductive și 6 condensatoare nepolarizate. Formele de undă ale tensiunii
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
dispozitive comutatoare de putere, 6 diode de descărcare a energiei reactive în cazul unei sarcini inductive și 6 condensatoare nepolarizate. Formele de undă ale tensiunii de fază împreuna cu diagrama de conducție ale tiristoarelor se dau în Figura 9.2. Invertorul conține tiristoarele principale T1-T6, condensatoarele de comutatie C1-C6, diodele de descărcare a energiei reactive D1-D6 și secundarele de stingere S1-S6. Desigur fiecarui secundar îi corespund un primar ce poate fi alimentat de la o sursă EC prin intermediul unui tranzistor. Dacă se
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
schimbarea sarcinii, schema de comandă trebuie să asigure pentru tiristorulnT 2 impulsuri de comandă pe toate intervalele 4, 5, 6. Dacă sarcina ar fi pur rezistivă, diodele D1-D6 nu ar intra deloc în conducție. 9.2 Circuitul de comandă al invertorului Schema de comandă a intervalului trebuie pe de o parte, să genereze cele șase intervale de conducție și să trimită impulsuri către tiristoare în concordanță cu diagrama de conducție, iar pe de altă parte, trebuie să asigure logica necesară blocării
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
o comandă adecvată tranzistoarelor conectate în primarul transformatoarelor de stingere individuale. In figura 9.5, se propune o schemă de comandă care urmarește logica de funcționare prezentată în figura 9.2 La punerea sub tensiune a circuitului de comandă a invertorului, trebuie să se țină cont de următorii timpi de intarziere 1. Timpul de așteptare 2. Timpul de resetare 3. Timpul de inițializare a registrelor de deplasare 4. Timpul de dispariție a inițializării 5. Timpul de întârziere a registrului de deplasare
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
1. Timpul de așteptare 2. Timpul de resetare 3. Timpul de inițializare a registrelor de deplasare 4. Timpul de dispariție a inițializării 5. Timpul de întârziere a registrului de deplasare 1, față de registrul de deplasare 2 Circuitul de comandă a invertorului este format din două circuite basculante astabile CBA1 și CBA2 , două registre de deplasare pe șase biți RDR1, RDR2, circuitele de întârziere și circuitul de încărcare paralela a registrelor de deplasare. Circuitul basculant astabil CBA1 prezentat în figura 9.6
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
că registrele de deplasare trebuie să realizeze o divizare cu 6 a semnalului de clock și în aceste condiții oscilatorul va trebui să funcționeze la o frecvență de 6 ori mai mare, cerință obligatorie pentru obținerea frecvenței de lucru a invertorului. Circuitul basculant astabil CBA2 are aceeași schemă ca CBA1 cu diferența că rezistența Ra are o valoare fixa . El generează la ieșire un semnal cu frecvență fixă de 10kHz. Rolul sau este de a împiedica saturarea transformatoarelor de impuls pentru
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
tiristoarelor. Semnalul de la ieșirea circuitului CBA1 este introdus într-o poartă logică SI1 a cărei ieșiri este ținută în 0 logic timp de 500ms (datorită circuitului de întârziere format din Cd1 și Rd1) din momentul alimentării circuitului de comandă a invertorului. In acest timp se efectuează resetarea registrelor și încărcarea lor cu biții corespunzători . Semnalul de tact pentru registrul de deplasare RDR1 este întârziat cu 60 microsecunde față de semnalul de tact pentru RDR2 întârziere realizată pentru siguranța stingerii tiristoarelor . RDR1 este
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
RDR1 este întârziat cu 60 microsecunde față de semnalul de tact pentru RDR2 întârziere realizată pentru siguranța stingerii tiristoarelor . RDR1 este un registru de deplasare în inel, format din 6 celule având rolul de a produce impulsurile de aprindere a tiristoarelor invertorului, ieșirea fiecarei celule din cele șase fiind introdusă într-o poartă SIs. Ieșirea fiecărei porți logice comandă câte un tranzistor cu rol de amplificator de impuls în a cărui circuit de colector se află câte un transformator de impuls. Registrul
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
MMC4053 este activ pe frontul crescător al semnalului de clock) . Toate porțile logice SI sunt de tip CMOS(1/4 din circuitul integrat MMC 4081) In figura 9.8, este prezentată schema detaliată de comandă pentru aprinderea și stingerea tiristoarelor invertorului prezentat în figura 9.1. Convertorul coborâtor ( buck converter ) 10.1 Generalități Convertoarele de curent continuu ( c.c ), care asigură conversia c.c.→ c.c. au atât la intrare, cât și la ieșire tensiuni și curenți continui, de valori diferite
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
Considerând raportul de transformare N2/N1=1/5, rezistența de sarcină Ω= π 211 SR , și că unghiul de comandă al tiristoarelor este α=π/2rad=90° electrice să se determine puterea medie disipată în circuitul de sarcină. 6. Fie invertorul trifazat din figura 6, a cărei sarcină este pur rezistivă. Invertorul asigură pe fiecare fază o tensiune formata din 6 pulsuri. Presupunând că tranzistoarele sunt comutatoare ideale și că V1=120[V], R=10[Ω], care este puterea debitată de
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
Ω= π 211 SR , și că unghiul de comandă al tiristoarelor este α=π/2rad=90° electrice să se determine puterea medie disipată în circuitul de sarcină. 6. Fie invertorul trifazat din figura 6, a cărei sarcină este pur rezistivă. Invertorul asigură pe fiecare fază o tensiune formata din 6 pulsuri. Presupunând că tranzistoarele sunt comutatoare ideale și că V1=120[V], R=10[Ω], care este puterea debitată de sursa de curent continuu de la intrare 7. Se dă convertorul din
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
tracțiune 240-250 KN - forță de frânare 75-100 KN - viteză maximă 120-140 Km/h Soluții tehnice - Formulă osiilor locomotivei este Bo'-Bo' (4 osii, toate fiind motoare). - transmisia locomotivei este în curent alternativ; generator sincron antrenat de motorul Diesel, redresor trifazat, invertoare (realizate în tehnologia IGBT), motoare de tracțiune asincron-trifazate. - Locomotivă funcționează în regim de frânare electrică pentru menținerea vitezei trenului precum și pentru reducerea acesteia până aproape de zero. Energia debitata de motoarele de tracțiune, utilizate în regim de generator, poate fi utilizată
EUR-Lex () [Corola-website/Law/165373_a_166702]