Bez tytu³u-4 - Serwis Elektroniki

Poprawa wspó³czynnika mocy uk³adów zasilaniaW tym zakresie osi¹ga siê wartoœci powy¿ej 92%. Te „najgorsze”92% wystêpuje wtedy, gdy uk³ad musi „umieæ”pracowaæ do 268VAC, a „dostanie” tylko 90VAC. W warunkachmniej rygorystycznych osi¹ga siê wartoœci powy-¿ej 95%.• THD - ca³kowity wspó³czynnik zawartoœci harmonicznych(Total Harmonic Distortion) jest œciœle zwi¹zany ze wspó³czynnikiemmocy. Najogólniej THD to odstêpstwo przebieguokresowego od kszta³tu sinusoidy. Parametr ten jestzdefiniowany jako stosunek wy¿szych harmonicznychprzebiegu (pocz¹wszy od drugiej harmonicznej) do amplitudyczêstotliwoœci podstawowej, przy czym, poniewa¿moc sygna³u jest proporcjonalna do kwadratu amplitudy,przyjmuje siê wartoœæ œredniokwadratow¹. Zatem wspó³czynnikTHD wyra¿a siê nastêpuj¹cym wzorem (wartoœæwspó³czynnika podaje siê równie¿ w procentach):h = √ A 22+ A 32+ … / A 1Jasne jest, ¿e im impulsy pr¹dowe (rys.2) s¹ krótsze, wy-¿sze i znaczniej odbiegaj¹ce od sinusoidy, tym gorsza(mniejsza) jest wartoœæ wspó³czynnika mocy, a równoczeœniewiêksza zawartoœæ wy¿szych harmonicznych w przebiegupr¹du, a tym samym równie¿ wartoœæ THD.• Cosinus ϕ – to parametr œciœle zwi¹zany ze wspó³czynnikiemmocy, lecz odnosi siê do obci¹¿eñ o charakterze liniowym(indukcyjnym lub pojemnoœciowym). Przepisyodnoœnie minimalnej wartoœci cosinusa ϕ obowi¹zuj¹ oddawna i skutkuj¹ stosowaniem uk³adów kompensacji pojemnoœciowejw uk³adach silników elektrycznych, którewykazuj¹ reaktancjê o charakterze indukcyjnym. Te problemyz punktu widzenia serwisanta-elektronika s¹ ma³ointeresuj¹ce i zosta³y jedynie zasygnalizowane jako wielkoœæpochodna œciœle zwi¹zana z poruszanym w artykuleproblemem. Jako ciekawostkê dodam, ¿e problem cosinusaϕ w OTVC równie¿ istnieje, ale jest to problem rzêdu„pojedynczego wata”.Co do zastosowania opisywanego w artykule uk³adu poprawywspó³czynnika mocy dla poprawy cosinusa ϕ, nale¿ynadmieniæ, ¿e w tym zakresie stosowanie tak „wymyœlnego”i skomplikowanego uk³adu nie jest potrzebne,a jeœli by siê „na nie uprzeæ” to i tak nie zda egzaminu.3. Idea zastosowanej metody poprawywspó³czynnika mocya)W sytuacji przewodnoœcici¹g³ej - krytycznejœrednia wartoœæ pr¹dujest równa 1/2 maksymalnejb)Obci¹¿enieroœnieNapiêcie sieciroœnie„Obwiednia” pr¹duPrzebieg pr¹duw indukcyjnoœcig³ównejPrzebieg pr¹du w liniiNapiêcie sieciTak wygl¹da przebieg pr¹dubez uk³adu korektorawspó³czynnika mocyCzêstotliwoœæ zmiennatu - minimalnatu - maksymalnaRys.3a. Przebieg pr¹du i napiêcia za mostkiem Graetz’a.3b. Przebieg napiêcia i pr¹du w linii energetycznej.Ideê tê przedstawiono na rysunku 3. Chodzi o to, aby uk³ad„przedstawia³ siê” dla sieci jako obci¹¿enie rezystancyjne. Niestety,nie da siê tego uzyskaæ „wprost”. Zatem idea polega napobieraniu pr¹du w postaci krótkich impulsów o czêstotliwoœciznacznie wy¿szej od 50Hz ale tak, aby œrednia wartoœæ tychimpulsów za czas pulsacji napiêcia sieci by³a równie¿ sinusoid¹i to w fazie z napiêciem.Jak musz¹ wygl¹daæ impulsy pobieranego pr¹du, aby spe³niæpowy¿sze wymaganie?Czêstotliwoœæ impulsów pr¹dowych uwidocznionych narysunku 3 jest zmienna, zmienny jest równie¿ czas ich narastaniai opadania. Czas ten zale¿ny jest od chwilowej wartoœcinapiêcia za prostownikiem Graetz’a, inaczej mówi¹c - od k¹tasinusoidy napiêcia sieciowego. Rysunek 3a przedstawia pr¹dza prostownikiem Graetz’a, pr¹d w linii zasilaj¹cej jest oczywiœciesymetryczny wzglêdem zera (nie zawiera sk³adowej sta-³ej), co ogólnie zaznaczono na rysunku 3b. Wiêcej szczegó-³ów ujawnia rysunek 4. Impulsy pr¹dowe maj¹ przebieg trójk¹tów.Ich czêstotliwoœæ jest najni¿sza w czasie szczytów napiêciawejœciowego (faza napiêcia 90°) i wzrasta, gdy napiêcieto maleje. Wa¿ne jest tu spostrze¿enie, ¿e dopóki s¹ to trójk¹tyi nie ma miêdzy nimi odstêpów czasowych, to œrednia wartoœæjest ca³y czas równa po³owie wartoœci maksymalnej, a wiêcjeœli „obwiednia” ma kszta³t sinusoidy, to œrednia wartoœæ pobieranegopr¹du ma ten sam kszta³t. Spostrze¿enie to jest istotnei ma swoj¹ implikacjê w realizacji uk³adowej opisywanej wdalszej czêœci artyku³u. Tryb takiej pracy nazywany jest przewodnoœci¹ci¹g³¹ krytyczn¹. Nale¿y podkreœliæ, ¿e nie jest towarunek konieczny dla uzyskania zak³adanego celu, taki trybpracy jest jednak najbardziej korzystny, co stanie siê jasne polekturze nastêpnych rozdzia³ów artyku³u.Proponujê dociekliwym Czytelnikom, dok³adne przyjrzeniesiê rysunkom 3 i 4 oraz przeprowadzenie prostych przeli-t ON1t OFF1Przebieg pr¹duw indukcyjnoœcig³ównejt ON2t OFF2t ON1≅ t ON2tOFF1