|
DISPOZITIVE DE COMANDA PE GRILA
Scopul lucrarii: - studiul constructiv si functional al unor dispozitive
de comanda pe grila ( DCG ) utilizate in cadrul redresoarelor comandate,
invertoarelor, variatoarelor de tensiune continua sau alternativa, convertizoarelor
de frecventa.
Consideratii teoretice : Rolul DCGeste sa dea un impuls de comanda pe
poarta tiristorului, impuls avand faza reglabila si amplitudinea in tensiune
si curent in functie de tipul tiristorului comandat. De asemenea este
necesara sincronizarea functionarii DCG cu trecerea prin zero a tensiunii
pe tiristorul comandat.
Principiul de functionare al unui DCG cu generator de tensiune liniar
variabila ( GTLV ), realizat utilizand componente discrete, poate fi urmarit
cu ajutorul schemei din figura 1, si a diagramelor de variatie in timp
a potentialului punctelor mentionate in figura 2.
Fig. 1
Fig. 2
Cand in punctul A ne aflam pe alternanta pozitiva, in punctul B ne aflam
pe alternanta negativa, datorita cuplajului diferential al transformatorului
de sincronizare. Tranzistorul T1 este blocat datorita polarizarii inverse
a jonctiunii B – E , condensatorul C1 incarcandu-se la curentul constant
dat de generatorul de curent constant realizat cu tranzistorul T2, dioda
Zener D2 si potentiometrul P1. Tensiunea in punctul D creste liniar, panta
de crestere a tensiunii deci inclinarea dintelui de ferastrau poate fi
reglata din potentiometrul P1.
La sfarsitul alternantei pozitive a tensiunii in punctul A, deci cand
tensiunea in punctul b trece prin zero spre valori pozitive, tranzistorul
T1 se deschide si descarca condensatorul C1 prin rezistorul R2 si tranzistorul
T1. La bornele condensatorului C1 se obtine o tensiune liniar variabila
pe 180 grade electrice si o pauza pe celelalte 180 grade electrice.
Tensiunea in dinte de ferastrau obtinuta are dintii sincronizati cu
alternanta pozitiva a tensiunii retelei.
Tranzistorul T3 este in montaj repetor pe emitor avand rol de adaptor
cu impedanta de intrare marita. Pe baza tranzistorului T4 se face sumarea
tensiunii in dinte de ferastrau cu tensiunea de comanda ( - Uc ), furnizata
din exterior ( vezi diagramele din figura 2 ).
Cand tensiunea in dinte de ferastrau depaseste tensiunea de comanda
Uc, tranzistorul T4 se satureaza, potentialul punctului E modificandu-se
prin salt de la valoarea pozitiva +U la un potential apropiat de cel al
masei. Grupul R9 – C2 formeaza un circuit de derivare, in baza tranzistorului
T5 ( punctul H ) existand atat impulsurile pozitive cat si cele negative.
Doar impulsul negativ deschide tranzistorul T5, furnizand prin D5 un impuls
pozitiv in primarul transformatorului de adaptare Tra.
Dioda D5 are rolul de a proteja tranzistorul T5 impotriva tensiunilor
electromotoare induse in primarul transformatorului la variatia rapida
a curentului, dioda D7 este o dioda de recuperare iar dioda D6 din secundarul
transformatorului alege doar impulsul de polaritate corespunzatoare pentru
circuitul poarta – catod al tiristorului.
Dispozitiv de comanda pe grila comandat cu circuit
integrat bAA145
Comanda in faza a tiristoarelor poate
fi realizata si utilizand circuite integrate specializate. Circuitul specializat
pentru acest scop este bAA145. Schema bloc a circuitului este prezentata
in fig.1
Fig. 1
Detectorul
de nul sesizeaza trecerile prin zero ale tensiunii de sincronizare si
furnizeaza la pinul 16, impulsul cu amplitudinea de +8V la fiecare trecere
prin zero a tensiunii de sincronizare. Rezistenta R1 limiteaza curentul
de intrare iar impreuna cu R2 realizeaza o anumita viteza de variatie
a tensiunii de sincronizare la trecerea prin zero, tensiunea aplicata
pe pinul 9.
Generatorul
de rampa incarca capacitatea C2 la +8V la fiecare impuls generat de detectorul
de nul si o lasa sa se descarce prion R5 si P1 la tensiunea de –8V,
in perioade dintre doua treceri prin zero. Se obtine la pinul 7 o rampa
negativa de tensiune.
Simultan cu incarcarea capacitatii C2 are loc si incarcarea capacitatii
C3 conectata la pinul 2 cu rol in activarea monostabilului.
Comparatorul
are pe intrarea neinversoare semnalul generatorului de armpa iar pe intrarea
inversoare tensiunea de comanda. Cat V7>V8 comparatorul nu este basculat,
perioada de timp intre momentul trecerii prin zero a tensiunii de sincronizare
si momentul in care V7=V8 corespunde unghiului de aprindere. La V7=V8
are loc bascularea comparatorului si initializarea procesului de descarcare
a condensatorului C3 prin P2, R6 si R16.
Monostabilul
are rolul de a fixa durata impulsului de aprindere prin constanta grupui
exterior C2, P2, R6. Saltul negativ de pe pinul 2 trece spre pinul 11
comandand circuitele de iesire.
Blocul logic
si etajele de iesire au rolul de a distribui impulsul dat de monostabil
spre iesirea 14 (pentru alternanta pozitiva) sau spre iesirea 10 (pentru
alternanta negativa).
In figura 2 este prezentata schema completa a circuitului bAA745 in scopul
urmaririi amanuntite a functionarii acestuia.
Fig. 2
Un DCG simplu
pentru un tiristor este, un DCG cu referinta pe dioda Zener a carei schema
este data in figura 3.
Fig. 3
In alternanta
negativa tiristorul nu poate intra in conductie iar pe alternanta pozitiva,
tensiunea pe condensatorul C creste pana cand depaseste pragul diodei
Zener DZ la care tiristorul intra in conductie. Tensiunea cade acum pe
sarcina condensatorului descarcandu-se pe drumul D2-R1-T. La sfarsitul
alternantei pozitive tiristorul se stinge C se descarca prin Zs –D2-R1,
D3 limitand tensiunea inversa pe condensator.
Parte experimentala
In laborator se urmareste schema experimentala de mai jos. Acest DCG este
utilizat in convertizoarele miniatura monofazat.
Fig.4
a) Se urmareste functionarea circuitului bAA145 pe schemele prezentate
in figurile 1 si 2.
b) Se conecteaza printr-un potentiometru pe intrarea 8 (INT) o tensiune
de comanda Uc.
c) Se conecteaza montajul printr-un transformator de sincronizare la tensiunea
alternativa ce va fi aplicata pe tiristor.
d) Se utilizeaza transformatoare de adaptare pentru conectarea cu circuitul
P-K al tiristorului.
e) Se observa formele semnalului la pinii 7, 16, 2, 11, 14, 10 si se traseaza
pe hartie milimetrica aceste diagrame
f) Observati rolul diverselor componente exterioare circuitului integrat
si domeniul in care pot fi modificate valorile lor fara a perturba functionarea
circuitului.
g) Formulati concluzii comparative cu alte DCG-uri cunoscute.
h) Experimentati si funcionarea DCG-ului din Fig. 3
Forma
de unda 1
Forma
de unda 2
Forma
de unda 3
|
