Sterowniki mocy prądu przemiennego.docx

LABORATORIUM

1.       Wstęp

Sterowniki mocy są układami elektronicznymi służącymi do regulacji mocy elektrycznej do odbiorników prądu przemiennego zasilanych z częstotliwości sieciowej. Korzystne jest wtedy zastosowanie elementów półprzewodnikowych umożliwiających precyzyjne przełączanie się (np. tyrystory) przy zachowaniu względnie niskich strat.

Tyrystor jest łącznikiem jednokierunkowym i jego stosowanie wymaga połączenia dwóch tyrystorów w układzie odwrotnie równoległym lub zastosowanie innego typu półprzewodnika jakim jest triak. Tyrystorowe układy sterowania mocą pozwalają „dozować” energię elektryczną w sposób ciągły i znalazły szerokie zastosowanie m.in. w regulacji oświetlenia, regulacji prędkości silników komutatorowych czy regulacji temperatury. Tyrystor w układzie sterowania mocą pracuje jako łącznik w stanie „załącz / wyłącz”. Znajduje się w stanie przewodzenia gdy na jego bramkę jest doprowadzony impuls wyzwalający i w stanie „wyłącz” gdy napięcie na anodzie zaniknie (a prąd anodowy będzie równy zero). Dlatego sterowanie tyrystorami polega na opóźnianiu podania impulsu bramkowego, który „załączy” tyrystor do stanu przewodzenia, gdyż zanik napięcia na bramce przy dodatnim napięciu anodowym nie spowoduje przejścia tyrystora w stan zaporowy. Aby odbiornik mógł działać w sposób poprawny potrzebuje również symetrycznej, ujemnej części sinusoidy prądu przemiennego, co analogicznie wymaga takiego samego opóźnienia przy załączaniu drugiego tyrystora.

Rys. 1: Wykresy przedstawiające przebieg napięcia, prądu i średniej wartości mocy dla braku opóźnienia załączenia oraz dwóch wysterowań θz dla tyrystorów

2.       Schemat układu pomiarowego

Rys. 2: Schemat układu pomiarowego

3.       Tabela pomiarowa

3.1. Układ z obciążeniem rezystancyjnym R = 100 Ω