Filtru activ pt corectia factorului de putere
Transcript of Filtru activ pt corectia factorului de putere
-
7/30/2019 Filtru activ pt corectia factorului de putere
1/1
53
Lucrarea 9
)LOWUXDFWLYGHWLSVHULHSHQWUXFRUHFLDIDFWRUXOXLGHSXWHUH
1. 6FRSXOOXFUULL
6HVWXGLD]PRGXO QFDUHVHSRDWHUHDOL]DFRUHFLDIDFWRUXOXLGHSXWHUH SHQWUX XQ FRQVXPDWRU DOLPHQWDW GH OD UHHDXD PRQRID]DW decurent alternativ.
2. Consideraii teoretice
Caracterul inductiv sau caracterul neliniar al unor consumatorialimentaLGH OD UHHDXD GH FXUHQW DOWHUQDWLY SULQ LQWHUPHGLXO XQRUconvertoare statice, contribuie la generarea de puteri reactive saudeformante. Factorul de putere ntr-un circuit de alimentare monofazateste definit ca raportul dintre puterea activ P i puterea aparent S laERUQHOHUHFHSWRUXOXLFRQIRUPUHODLHL
1111 cosI
I
UI
cosUI
S
PPF M
M , (9.1)
unde 1cosM este defazajul ntre tensiunea sursei i fundamentala
curentului, I este valoarea efectivDFXUHQWXOGHVDUFLQLDU, 1 reprezintvaloarea efectivDIXQGDPHQWDOHLFXUHQWXOXLGHVDUFLQ
'LQ UHODLD UH]XOW F factorul de putere este subunitardeoarece exist:- receptoare liniare, dar care produc un defazaj ntre curentul absorbit i
WHQVLXQHDUHHOHL
- receptoare neliniare, care produc armonici de curent i QFRQVHFLQraportul I1/I este subunitar.
Din cele prezentate mai sus se observ c SUREOHPDFRUHFLHLfactorului de putere este important ntruct valoarea acestuiadetermin transferul de putere electric. n cazul n care factorul de
putere este unitar pierderile de energie electric sunt nule. Exist maiPXOWHPHWRGHGHFRUHFLHDIDFWRUXOXLGHSXWHUHvQDFHDVWOXFUDUHGH
laborator se prezint o metodGHFRUHFLHFDUHXWLOL]HD]XQILOWUXDFWLY
de tip serie.54
6H FRQVLGHU VFKHPD HOHFWULF SUH]HQWDW vQ ILJXUD D FX
DMXWRUXOFUHLDVHDOLPHQWHD]GHODUHea prin intermediul unei puniredresoare monofazate, un consumator de curent continuX$OWXUDWvQILJXUDEVXQWSUH]HQWDWHIRUPHOHGHXQGDOHWHQVLXQLLGHDOLPHQWDUH
respectiv curentul absorbit de consumator.Valoarea instantanee a curentului indicat n figura 9.1.b, se poate
dezvolta QVHULH)RXULHUFRQIRUPUHODLHL
MZk
kk tksinI2i , (9.2)
unde k reprezint ordinul armonicii iar kM reprezint defazajul
VX
a. b.
Figura 9.1: Circuit pentru alimentarea unui consumator de cc.
Valorile raportate ale armonicilor la componenta fundamental I1sunt date n tabelul urmtor.
Tabel 9.1: Valorile raportate ale armonicilor la componenta
fundamentalI1.
Armonica deordinul k
3 5 7 9 11
Ik / I1 [ % ] 73,2 36,6 8,1 5,7 4,1
55
Rezultatele prezentate n acest tabel indicIDSWXOF UHFHSWRUXOFRQVWLWXLHRVXUVGHSROXDUHDUPRQLF important. n acest caz, factorulde putere este redus.
O metod GH FRUHFLH D IDFWRUXOXLGH SXWHUH SHQWUX H[HPSOXOprezentat mai sus se poate realiza cu ajutorul unui filtru ac tiv de tipserieDFUXLVFKHPEORFHVWHSUH]HQWDW n figura 9.2.
Figura 9.2: Schema bloc a filtrului activ de tip serie.
6HGRUHWH FD IDFWRUXOGH SXWHUHV ILHXQLWDU DGLF FXUHQWXO
absorbit de la reea s fie sinusoidal i QID]FXWHQVLXQHDDFHsteia.Schema electronicDFLUFXLWXOXLGHFRUHFLHDIDFWRUXOXLGHSXWHUH
este prezentat Q ILJXUD )LOWUXO DFWLYHVWH R VXUVGH WHQVLXQHFRQWLQX n comutaie de tip Boost cu comand de tip PWM.7UDQ]LVWRUXO7 OXFUHD] n regim de comutaie, modul de comand alacestuia se va prezenta ulterior.
Figura 9.3: Schema electric a filtrului activ de tip serie.
)UHFYHQDGHFRPXWD ie a tranzistorului este motivul pentru careYDORDUHDLQGXFWDQHL/ HVWHPLF i defazajul introdus de aceasta esteneglijabil. Se observ c QDFHDVWVLWXDLHFXUHQWXODEVRUELWGHODVXUV
56
este QID]FXWHQVLXQHDIXUQL]DWGHVXUV/DLHLUHDSXQ ii redresoareYRPRELQHPRGXOXOWHQVLXQLLGHDOLPHQWDUHLDUFXUHQWXODEVRUELWGHOD
sursa de alimentare va fi tot timpul pozitiv. Se poate presupune cputerea preluatGHVDUFLQHVWHDSUR[LPDWLYHJDO cu puterea activ dela intrare. Puterea activ de la intrare este datGHUHODLD
titutp 222
t2cosIUIUtsinItsinUtp 2222M2M22 ZZZ . (9.3)Dac considerm c tenVLXQHDSH VDUFLQHVWH FRQVWDQW atunci
SXWHUHDGHODLHLUHHVWH
)t(iIUtiUtp CLSSSS # , (9.4)'LQHJDODUHDUHODLLORUi (9.4) se observ c:
S
22L U
IUI
i, (9.5)
t2cosU
IUti
S
22C Z
, (9.6)
Pentru sursa de tensiune contLQX vQFRPXWDLH GHWLS%RRVWUHODLDFDUHH[SULP legtura dintre tensiunea care i se aplic la intrareLWHQVLXQHDSHFDUHDFHVWDRIXUQL]HD]VDUFLQLLHVWH
tsinU1
1U M2S Z
D , (9.7)
unde D reprezintIDFWRUXOGHXPSOHUHDOVHPQDOXOXLGHFRPDQG.'LQUHODLDVHREVHUY c dac dorim sPHQLQHPODLHLUHD
convertorului o tensiune constant, atunci factorul de umplere trebuies ia diferite valori n timp. Astfel, pentru valori mici ale tensiunii deintrare acesta trebuie sDLERYDORDUHUidicat, iar pentru valori mariDOHWHQVLXQLLGHLQWUDUHYDDYHDYDORULVF]XWH
3. 'HVIXUDUHDOXFUULL
6H VWXGLD] PRGXO GH IXQFLRQDUH D FRQYHUWRUXOXL GLQ
ILJXUDFXDMXWRUXOSURJUDPXOXL363,&()UHFYHQDGHFRPXWDie atranzistorului este de 30kHz, R=47 :, C=10PF, L=1mH iar factorul deXPSOHUHVHPHQLQHODRYDORDUHPDLPLF de 0.7.2EVHUYDLH6HPQDOXOSHQWUXFRPDQGDWUDQ]LVWRUXOXLELSRODU7VHRELQH
FX DMXWRUXO XQXL FRPSDUDWRU FDUH FRPSDU XQVHPQDO vQGLQWH GH
IHUVWUXDFUXLIUHFYHQHVWHHJDOFXIUHFYHQDGHFRPXWDLHDVXUVHL