RAZVOJ TOPOLOGIJAJEDNOFAZNIH I TROFAZNIH

DIODNIH ISPRAVLJAČKIH SPOJEVA

TopologijaTopologija pretvaračkog sklopa je raspored sklopki. Topologiju predočuje shema pretvaračkog sklopa.

FunkcijaIspravljanje, tj. pretvorba izmjenične struje u istosmjernu.

DiodniPriključne veličine upravljanju otvaranjem i zatvaranjem sklopki.

Priključak na napojnu mrežuJednofazni ili trofazni.

Topologije možemo razvijati na dva načina:

– ili degeneracijom nekog složenog spoja (npr. jednofaznog ili trofaznog mosnog spoja),

– ili višestrukim kombiniranjem nekog jednostavnog spoja (npr. jednofaznog spoja s porednom diodom).

Ilustrirat ćemo drugi način.

Razvoj topologija jednofaznih spojeva(višestrukim kombiniranjem jednofaznog spoja)

Jednofazni diodni spoj bez poredne diode

Jednofazni polumosni diodni spojevi(s porednom diodom, sa srednjom točkom)

Jednofazni diodni spoj s porednom diodom

s

d

VV

A

Vježba: Napišite KZS za čvor A!

iD1

Može se razmišljati formalno: sekundar se razdijeli na dva jednaka dijela, jedan prilaz trošila se spoji sa srednjom točkom, a poredni kontakt se spoji na donji polunamot.

Jednofazni diodni spoj sa srednjom točkom

Izvodi se iz jednofaznog spoja s porednom diodom:

Vs/2

Vs/2

Vs

Može se razmišljati logički: nedostatak polumosnog spoja je jednopulsnost napona trošila. U prazninu treba dodati još jedan poluval. A to se postiže tako da se poredna grana spoji na napon.

s

s

d

VV

V 22

Usporedba s jednofaznim spojem s porednom diodom

– Srednja vrijednost napona na trošilu se nije promijenila: ostala je Vs/π.

– Polunamot je strujno iskorišten samo tijekom pozitivnog ili negativnog poluvala napona (to je nedostatak).

Pitanja

Da li se promijenilo naponsko naprezanje dioda?Nije.

Što je dobiveno u usporedbi s jednofaznim spojem s porednom diodom? Smanjila se valovitost napona trošila.

Jednofazni mosni diodni spoj (razvoj topologije, prvi način)

Na isti namot dodaje se još jedan jednofazni spoj sa srednjom točkom:

D1

D2

D3

D4

+vd1

+vd2

iD1

iD4

iD2

iD3

komutator

Uočite

– Oba (crveni i crni) jednofazna spoja sa srednjom točkom daju srednju vrijednost izlaznog napona iznosa Vs/. Izlazni naponi se zbrajaju, te je srednja vrijednost napona na trošilu 2Vs/.

Pitanja

Da li se promijenilo naponsko naprezanje dioda?Nije.

Što je dobiveno u usporedbi s jednofaznim spojem sa srednjom točkom? – Dva puta se povećala srednja vrijednost napona na trošilu.– Polunamot je strujno iskorišten i tijekom pozitivnog i tijekom

negativnog poluvala napona.

Zeleni spoj nije potreban, pa se može izbaciti; zatim, dva trošila se mogu ujediniti u jedno trošilo i dva polunamota se mogu ujediniti u jedan namot.

Dakle, jednofazni mosni spoj je sastavljen od dva jednofazna spoja sa srednjom točkom. Zato se jednofazni spoj sa srednjom točkom naziva polumosni spoj.

s

d

VV

2

Mosni diodni spoj (razvoj topologije, drugi način, Kassakian)

A B

O

A B

sd

VV

2

Dakle, jednofazni mosni spoj je sastavljen od dva jednofazna spoja s porednom diodom. Zato se i jednofazni spoj s porednom diodom naziva polumosni spoj (što može dovesti do zabune, jer se i jednofazni spoj sa srednjom točkom naziva polumosni spoj).

A

A

B

B

Usporedba izlaznog napona jednofaznog diodnog mosnog spoja s izlaznim naponom diodnih polumosnih spojeva

U oba slučaja istosmjerni napon jednofaznog mosnog spoja:

je zbroj istosmjernih napona polumosnih spojeva.

Dva puta je veći od izlaznog napona jednofaznog spoja sa srednjom točkom:

Dva puta je veći od izlaznog napona jednofaznog spoja s porednom diodom:

Zato je srednja vrijednost izlaznog napona jednofaznog diodnog mosnog spoja:

dva puta veća od srednje vrijednosti izlaznog napona jednofaznog spoja s porednom diodom ili jednofaznog spoja sa srednjom točkom.

Zaključci glede jednofaznih spojeva

Osnovni sklopni element je preklopka (dvopoložajna).

Iz karakteristika jednofaznog spoja s porednom diodom ili jednofaznog spoja sa srednjom točkom mogu se izvesti karakteristike jednofaznog mosnog spoja.

Jednofazni spoj s porednom diodom i jednofazni spoj sa srednjom točkom naziva se polumosni spoj.

Jednofazni mosni spoj nije pogodan za ekstremno niske napone, jer struja trošila prolazi kroz dvije diode.

U jednofaznom mosnom spoju, za jednaki izlazni napon, naponsko naprezanje dioda je dva puta manje od onog u spoju s porednom diodom ili od onog u spoju sa srednjom točkom.

Trofazni diodni ispravljački spojevi (razvoj topologija)

Trofazni diodni spoj sa srednjom točkom

Trofazni diodni mosni spoj

----- ----------- ----------------

Trofazni diodni mosni spoj

Trofazni diodni mosni spoj je sastavljen od dva trofazna spoja sa srednjom točkom (paralelni spoj na strani mreže, a serijski spoj na strani trošila). Zato, trofazni spoj sa srednjom točkom spada u porodicu polumosnih spojeva. Ali, tako ga nitko ne naziva.

t

u

Um

t

u

0

ua ub uc

uaucub

t

u

0

Um

Um

0

uab

ucub

t

u

0

m3 U

uac ubc

ua

d) napon trošila

a) napon sekundara transformatora

b) valni oblici anodne grupe T1, T2 i T3

c) valni oblici katodne grupe T4, T5 i T6

Udi()

ud

Napon na trošilu uz upravljanje.

Zaključci glede trofaznih spojeva

Osnovni sklopni element je preklopka (tropoložajna).

Iz karakteristika trofaznog spoja sa srednjom točkom mogu se izvesti karakteristike trofaznog mosnog spoja.

Trofazni mosni spoj nije pogodan za ekstremno niske napone jer struja trošila prolazi kroz dvije diode.

U trofaznom mosnom spoju, za jednaki izlazni napon, naponsko naprezanje dioda je dva puta manje od onog u trofaznom spoju sa srednjom točkom.

DIODNI ISPRAVLJAČKI SPOJEVI

USPOREDBA KARAKTERISTIKA

Jednofazni spoj sa srednjom točkom

Jednofazni mosni spoj

Trofazni spoj sa srednjom točkom

Usporedbu nastavljamo pod pretpostavkom male valovitosti istosmjerne struje.

Zbog istog razloga, unutar torusa postoji rotacijsko magnetsko polje. Objasnite!

Trofazni mosni spoj

s transformatorom: λ = 0,83