Redresoare cu diode

Redresoare cu diode

Definitie

Redresorul este un convertor static de putere care face conversia unei tensiuni alternative intr-o tensiune continua, sensul energiei fiind de la reteaua de c.a. spre consumatorii de c.c. Redresorul construit cu diode, datorita conductiei unidirectionale a acestora, furnizeaza curent redresat cu o singura polaritate si, fiind necomandat, o tensiune redresata fixa, de aceeasi polaritate. Astfel, redresorul functioneaza cu caracteristici de sarcina intr-un singur cadran al sistemului de axe U_d-I_d si anume in cadranul I (la care ne vom referi in general) sau in cadranul III. Notatiile utilizate sunt U_d pentru valoarea medie a tensiunii redresate si I_d pentru valoarea medie a curentului redresat al redresorului.

O schema de redresor contine, in general, un transformator (poate lipsi cand redresorul se conecteaza direct la retea), filtre, diodele redresoare cu elemente de protectie ale acestora la supratensiuni si scurtcircuit (elementele de protectie au fost analizate in capitolul 3 si, pentru simplificarea schemei, nu vor mai fi reprezentate). Diodele conduc succesiv, dupa o anumita regula, incat in timpul unei perioade corespunzatoare frecventei retelei au loc un anumit numar de comutatii ale curentului de sarcina, de la o dioda care a condus la urmatoarea care intra in conductie. Numarul de comutatii intr-o perioada defineste ordinul redresarii (numarul de pulsuri) q pentru tensiunea redresata. Energia reactiva necesara comutatiei este preluata de la reteaua de alimentare de curent alternativ, de aceea redresoarele necomandate se mai numesc si convertoare statice cu comutatie naturala, cu functionare intr-un singur cadran.

Clasificarea redresoarelor

Clasificarea redresoarelor (schemelor de redresare) se poate face dupa mai multe criterii:

1. Dupa felul tensiunii alternative de alimentare:

a) redresoare monofazate - sunt redresoarele alimentate de la o sursa monofazata de tensiune alternativa; din aceasta categorie fac parte redresorul monoalternanta si redresorul bialternanta (cu punct median sau in punte);

b) redresoare trifazate - sunt redresoarele alimentate de la o sursa trifazata de tensiune alternativa; cele mai cunoscute conexiuni (nu neaparat si utilizate, dupa cum se va vedea in continuare) sunt: redresorul trifazat cu punct median, redresorul in stea hexafazata cu punct median, redresorul trifazat in punte, redresorul cu dubla stea si transformator interfaza, redresoare duodecafazate (cu 12 pulsuri ale tensiunii redresate pe o perioada a tensiunii retelei);

2. Dupa posibilitatea de reglaj a tensiunii de iesire:

a) redresoare necomandate - sunt redresoarele care furnizeaza o tensiune de valoare medie U_d constanta; ele sunt construite numai cu diode;

b) redresoare comandate - sunt redresoarele care furnizeaza o tensiune de valoare medie U_d, reglabila ca nivel; aceste redresoare sunt construite cu dispozitive semiconductoare comandate (tiristoare sau tiristoare si diode, tranzistoare);

3. Dupa modul de grupare a fazelor tensiunilor alternative (infasurarilor) care furnizeaza tensiunea redresata:

a) redresoare de tip paralel (P_m) la care cele m faze alternative (infasurari), fiecare in serie cu dioda sa, sunt grupate in stea si apar in paralel in raport cu bornele de iesire ale redresorului; redresorul contine m diode, valoarea instantanee a tensiunii redresate fiind egala cu valoarea instantanee a celei mai pozitive tensiuni din cele m; din aceasta categorie fac parte redresorul monofazat bialternanta cu punct median (P₂), redresorul trifazat cu punct median (P₃) si redresorul in stea hexafazata cu punct median (P₆);

b) redresoare de tip dublu paralel (DP_m) la care cele m faze alternative (infasurari) sunt grupate tot in stea, insa se utilizeaza 2m diode; valoarea tensiunii redresate in fiecare moment este egala cu diferenta dintre cea mai pozitiva si cea mai negativa tensiune alternativa; exemple sunt: redresorul monofazat bialternanta in punte (DP₂), redresorul trifazat in punte avand transformatorul cu secundarul in stea (DP₃);

c) redresoare de tip serie (S_m), la care infasurarile la bornele carora apar tensiunile alternative sunt montate in poligon (suma celor m tensiuni este nula, deoarece tensiunile formeaza un sistem echilibrat); redresorul de tip serie are 2m diode; de exemplu, redresorul trifazat in punte avand transformatorul cu secundarul in triunghi este un redresor de tip serie (S₃).

Factorul de putere si factorul de deplasare al redresorului

Redresorul este consumator pentru reteaua de c.a. si generator pentru cea de c.c.

Redresorul este alimentat de la reteaua monofazata, respectiv trifazata cu o tensiune sinusoidala, respectiv cu un sistem simetric de tensiuni sinusoidale, dar curentul sau curentii care ii absoarbe de la retea nu sunt sinusoidali, datorita faptului ca in orice moment curentii din primarul transformatorului redresorului trebuie sa echilibreze curentii din secundar. Printre parametri legati de retea se numara factorul de putere si factorul de deplasare al redresorului.

a) Redresorul monofazat monoalternanta

Tensiunea de alimentare a transformatorului este sinusoidala, astfel incat tensiunea de la iesire va fi tot sinusouidala dar de o valoare mult mai mica.In momentul in care tensiunea va avea alternanta pozitva si va polariza dioda, aceasta se va deschide, permitand valorii de tensiune pozitiva sa treaca.Cand valoarea tensiunii va fi 0, la polarizarea directa a diodei aceasta se va inchide, blocandu-se astfel pe perioada de timp cat tensiunea va fi de valoare negativa.

Daca in schema se va monta un condensator de o anumita valoare, tensiunea la iesire nu va mai fi o tensiune pulsatorie, ea devenind o tensiune aproximativ continua datorita condensatorului care in perioada de timp a polarizarii directe a diodei acesta se va incarca pana la valoarea tensiunii maxim pozitive, iar descarcarea lui facandu-se pe o perioada mai mare de timp fata de variatia tensiunii alternative.

Schema redresorului si formele de unda sunt date in figura 3.7, respectiv figura 3.8.

In reprezentarea formelor de unda din figura 3.8 s-a presupus ca condensatorul are o capacitate suficient de mare astfel incat, in regim permanent, acesta nu se descarca complet si, deci, incarcarea reincepe de la o valoare pozitiva U_m.

3.3.2. Redresorul monofazat bialternanta

La conexiunea bialternanta se observa ca cele doua diode vor deschide numai in momentul polarizarii directe astfel ele functionand alternativ.In figura vvvv se observa redresarea tensiunii pe cele doua diode.La conectarea in paralel a condensatorului. Acesta va avea acelasi rol ca si la redresarea monolaternanta

cu punct median si sarcina rezistiv-capacitiva conexiunea paralel (R C)

Redresorul monofazat punte cu sarcina rezistiva R

Datorita faptului ca diodele folosite de acest redresor , sunt diode de mare putere, legaturile intre diode s-a facut pe un suport izolator din materiale electrotenice.La executarea reviziei puntii redresoare s-a efectuat o verificare asupara trangerii legaturilor electrice executate intre diode si fiecare MPR, legaturi executate din platbande metalice.Astfel s-au demontat fiecare platbanda, s-a executat o curatire de oxizii de pe suprafetele de contact cu ajutorul smirghelului cu granulatie de 80 si s-au montat la pozitie, in final verificandu-se strangerea lorpiulitelor pe suruburi cu ajutorul a doua chei fixe de 13.La bornele (+) si (-) de la iesirea din punte, asupra papucilor de conectare a conductoarelor de alimentare a tabloului de distributie, s-a efectuat aceasi procedura de curatire si strangere.