2
Seminarski rad
December 30, 1899
1
1
UVOD
Energetska elektronika je u poslednjih nekoliko decenija doživela vrlo intenzivan i
ubrzan razvoj, postajući nezaobilazan kurs koji se izučava u okviru osnovnih studija na
elektrotehničkim fakultetima u svetu i kod nas. Kola energetske elektronike vremenom su
postal sve kompleksnija, boljih performansi, manjih dimenzija, prateći skoro neverovatan
razvoj tehnologije integrisanih kola. U ovom seminarskom radu daje se opis metode fazne
kontrole, na čijim osnovama se praktično i zasniva rad ispravljačkih i pretvaračkih kola.
4
Seminarski rad
December 30, 1899
Slika 2.2. Tiristorski fazni kontroler AC napona sa talasnim oblicima posmatranih napona
(na opterećanju, tiristoru i ulazni napon)
Princip fazne kontrole
Promenom ugla paljenja tiristora
menja se
v
γ
(srednja vrednost) i
v
γeƒƒ
(efektivna
vrednost). U našem primeru je (kolo sa slike 2.2):
v
γ
=
1
2
π
∫
α
π
V
m
sin
d Θ
=
1
2
π
V
m
(−
cos
Θ
)
I
α
π
,
v
r
=
V
m
2
π
(
1
+
cos
α
)
… … … … … … … … … … … … …
(
2.1
)
V
γe ƒƒ
2
=
1
2
π
∫
α
π
V
m
2
sin
2
Θ d Θ ,
V
γe ƒƒ
2
=
V
m
2
2
π
[
π
−
α
+
1
2
sin 2
α
]
… … … … … … … … … … …
(
2.2
)
Efektivna vrednost napona
V
γeƒƒ
je monotono opadajuća, nelinearna funkcija ugla
slika 2.3.
5
Seminarski rad
December 30, 1899
Slika2.3. Zavisnost kvadrata efektivne vrednosti napona opterećenja od ugla
Primer fazne kontrole:
Sistem za automatsku regulaciju temperature.
U nekom zatvorenom prostoru želimo da održavamo konstantnu temperaturu. Na
raspolaganju nam je grejač koji zagreva proporcijalno efektivnoj vrednosti napona na
njemu
V
γeƒƒ
.
Slika 2.4. Sistem za kontrolu temperature unutar zatvorenog prostora
Da bi se realizovao predloženi sistem za regulaciju, potrebno je napraviti kontolnu
elektroniku koja će da vrši predviđenu regulaciju. Upoređivaćemo izmerenu i referentnu
temperature i odredićemo trenutak kada treba da se uključi tiristor, a na taj način i grejač.
Potrebni elementi kako bi smo ostvarili sve predviđene akcije:
1. Kolo za merenje temperature prikazano na slici 2.5,
Slika 2.5. Kolo za merenje temperature
7
Seminarski rad
December 30, 1899
Jedna od mogućih realizacija kola, koja je u stanju da obezbedi sve signale koji su
potrebni u radu kontrolnog sistema je prikazana na slici 2.8.
Slika 2.8 Kolo za generisanje testerstog signala i pobuđivanje gejta tiristora
Modulišući signal
ν
C
treba generisati tako da izmerena temperatura bude jednaka
referentnoj temperaturi
T=T
ref
. Pri tome je potrebno zadovoljiti sledeći uslov:
T
>
T
ref
⇒
T ↓ ν
C
↑
⇒
α ↑
⇒
V
reƒƒ
2
↓ … … … … … … …
..
…
..
(
2.5
)
Gornji uslov definisan je relacijom (2.5), proističe iz odnosa signal koji je jasno
definisan slikom 2.7. Dakle smisao pojačanja od izmerene temperature do
ν
C
treba da
bude:
T ↑
⇒
V
reƒƒ
2
↑ … … … … … … … … … … … … … …
..
(
2.6
)
Odavde sledi da ako je potrebno oboriti
V
reƒƒ
2
↑
neophodno je povećati modulišući
napon
ν
C
↑
. Na taj način sledi da ako
↑
⇒
ν
C
↑
. Potrebno je ostvariri neinvertovanje od
T
do
ν
c
! Kolo za dobijanje signal
ν
c
je takozvani pojačavač greške!
Slika 2.9. Naponski signali na ulazu i izlazu ulaznog komparatora kojm se
ulazni signal pretvara u povorku pravougaonih impulsa
