INTRODUCERE SI DEFINITII ALE COMVERTOARELOR STATICE DE PUTERE

INTRODUCERE SI DEFINITII ALE COMVERTOARELOR STATICE DE PUTERE

Electronica de putere cuprinde comutatia,comanda,reglarea si comvertirea

energiei electrice,utilizand ventile semiconductoare cu dispozitivele lor de

masura si control.

Partea care comanda comuta si converteste energia electrica adica electronica

de putere este in continua dezvoltare.Ea este un element important de legatura

intre producatorul energiei electrice si consumator.

Partea de putere se deosebeste de partea de comanda si reglare cu toate ca in

ambele se utilizeaza elemente de baza , in general semiconductoare.In blocul de

putere apar diode semiconductoare,tiristoare,tranzistoare de putere,iar in partea

de comanda-reglare diode, tranzistoare si circuite integrate.

Partea de putere reprezinta asa-numitul mutator,denumire adoptata in

literatura romana .Mutatorul este un dispozitiv care este conectat intre doua sau

mai multe sisteme electrice,care se deosebeste prin natura curentului, numar de

faze,frecventa si care permite modificarea parametrilor energiei electrice in

scopul obtinerii transferului de energie intre sistemele conectate.

Denumirea utilizata in literatura tehnica engleza este Converter, in lucrarea de

fata se va utiliza preponderent aceasta denumire.

Electronica de putere,avand o traditie de numai douazeci de ani s-a dezvoltat

din tehnica mutatoarelor(convertoarelor).

Primele ventile cu descarcare in gaz,cu caracteristici remarcabile au fost

realizate la inceputul acestui secol.In anii treizeci au fost realizate comutatoare

folosind ventile cu vapori de mercur comandabile pana la puteri de ordinul MW.

Primul ventil cu vapori de mercur a fost construit de Cooper-Hewitt in 1902, iar

primele aplicatii sunt legate de utilizarea acestuia ca redresor pentru

alimentarea bateriilor de acumulatoare.In jurul anului 1910 s-au construit

primele ventile cu cuva metalica avand avantajul robustetei.

Ventilele cu vapori de mercur s-au realizat in diferite variante: excitronul si

ignitronul.

Dupa anul 1929 s-a inceput fabricarea tirotronului,tensiunea sa de lucru

ajungand la 15kV,iar curentul de aproape 20A.

In jurul anului 1930 pentru redresarea puterilor mici se utiliza cuproxidul,iar

mai tarziu seleniu.Redresoarele cu seleniu au fost mult imbunatatite si se mai

utilizeaza si astazi la puteri mici.

In anul 1950 s-au dezvoltat diodele semiconductoare avand ca substrat un

monocristal din material semiconductor,la inceput germaniul,iar dupa cativa ani

pentru tensiuni mai inalte siliciul.In anul 1958 a fost realizat de General

Electric primul tiristor care a fost numit redresor cu siliciu comandabil (SCRSilicon

Centralled Rectifier).Acest nou tip de semiconductor a condus la o

deosebita dezvoltare a electronicii de putere,similara celei provocate in

informatica,cu zece ani mai devreme de tranzistor.

Fig. 1.1. Schema de principiu a conversiei energiei electrice

La inceputul anilor saizeci ameliorarea continua a componentelor

semiconductoare si a tehnicii digitale a impulsionat tehnica mutatoarelor care a

luat o noua directie de dezvoltare.Introducerea in ultimii ani a circuitelor

integrate, in schemele de comanda si reglarea mutatoarelor a schimbat

fundamental acest domeniu.

De la mijlocul deceniului al saptelea notiunea de mutator este inlocuita tot mai

des cu cea de electronica de putere.

FUNCTIILE DE BAZA ALE CONVERTOARELOR

Convertoarele sunt echipamente electronice care convertesc si comanda

energia electrica prin utilizarea elementelor electronicii de putere.

Asadar cu ajutorul convertoarelor se poate comanda fluxul de energie intre

diferite sisteme electrice.Prin conectarea sistemelor de curenti alternativi cu

sistemele de curenti continui,rezulta cele patru functii de baza a conversiei

energiei electrice.

Fig. 1.2. Functiile de baza ale convertoarelor

1.Convertotul de curent continuu cu intrare in curent alternativ adica redresorul

realizeana conversia curentului alternativ in curent continuu iar energia va avea

sensul dinspre sistemul de curent alternativ spre sistemul de curent continuu.

2.Convertorul de curent alternativ cu intrare in curent continuu numit si

invertor, transforma curentul continuu in curent alternativ,iar energia va trece

de la sistemul de curent continuu spre sistemul de curent alternativ.

3.Convertorul de curent continuu cu intrare in curent continuu realizeaza

conversia curentului continuu la tensiune si polaritate data , intr-un curent la

alta tensiune si polaritate cerutta,iar energia va trece de la un sistem de curent

continuu la altul.

4.Convertorul de curent alternativ cu intrare in curent alternativ realizeaza

convertirea curentului alternativ de o frecventa , tensiune si numar de faze date

intr-un curent de tesniune ,frecventa si numar de faze cerute,iar energia va trec

dintr-un sistem de curent alternativ spre un alt sistem transformat.

Clasificarea s-a facut in functie de sistemele electrice intre care este comutat

convertorul.

Fig. 1.3. Tipurile si functiile de baza ale convertoarelor