COLEGIUL TEHNIC INFOEL BISTRITA

PROIECT DE SPECIALITATE

pentru sustinerea examenului de certificare a competentelor

profesionale-nivel 3

Tema:Redresoare

Coordonator : Nume elev:

Clasa:

Profil:Tehnic

Calificarea profesionala: Tehnician de telecomunicatii

Bistrita

2011-2012

1

Cuprins:

pag

1.Argument.........................................................................3

2.Surse de alimentare........................................................6

3.Clasificarearedresoarelor...............................................7

4.Schema bloc a unui redresor.........................................8

5.Redresoare monofazate necomandate.........................9

5.1.Redresoare monofazate monoalternata....................9

5.2.Redresoare monofazate dubla alternanta................10

5.3.Redresor monofazat monoalternanta cu sarcina RL....................................................................12

5.4.Redresorul monofazat dubla alternanta cu sarcina RL ................................................................13

5.5.Redresorul monofaza monoalternanta cu sarcina RC................................................................14

5.6.Redresorul monofaza dubla alternanta cu sarcina RC ..............................................................17 6.Redresoare monofazate comandate...........................19

6.1.Redresoare monofazate comandate

cu tiristoare....................................................................20

6.2.Redresor comandat cu punct median

(dubla alternanta)..............................................................20

6.3.Redresorul comandat in punte..................................21

2

7.Dioda redresoare...........................................................22

8.Aplicati ale redresoarelor.............................................26

9.Masuri de protectia a muncii la utilizarea

instalatiilor si echipamentelor electrice.........................26

10.Anexe...........................................................................29

11.Bibliografie..................................................................30

3

1.ARGUMENT

Pentru alimentarea de la reteaua de curent alternativ a unor

instalatii energetice, instaltii industriale, aparate electronice de cele mai

diverse tipuri si care functioneaza in curent continuu se utilizeaza, in

general, sursele chimice sau redresoarele. Cateva dintre aplicatiile

curentului electric sunt prezentate in continuare :

Luminatul electric cu (becuri incandescente sau cu tuburi cu

descarcari in gaze ), atat pentru nevoile productive, cat si pentru

iluminatul public si cel interior al locuintelor spitalelor spatiilor de

invatamant etc.

Incalzitul electric poate fi realizat cu elemente rezistive ( ca la

fierul electric de calcat sau radiatorul electric) sau cu arc electric (la

sudura electrica sau la cuptoarele metalurgice pentru obtinerea otelului),

fie cu curenti de inalta frecventa (pentru calirea superficial a otelurilor

sau topirea unor substante);

Telecominicatiile si transmisiunile de date incepand cu telefonul

obisnuit si continuand cu telegraful, teleimprimatorul si telefaxul si

terminand cu marile sisteme de comunicatie prin satelit.

Radiotelecomunicatiile si televiziunea, atat cel pentru marele

public cat si cea utilizata in comunitii profesionale ( salvare, taxi politie

armata marina aviatie, santiere de constructii etc ) sau televiziune in

circuit inchis si urmarirea proceselor din mediul toxic sau periculos, in

investigatii, in medicina ;

Prelucrarea sunetului si imaginii prin inregistrarea acestora pe

suporturi solide , cel mai adesea magnetice , in vederea redarii ulterioare

, cu ajutorul magnetofoanelor, video- casetofoanelor, compact discurilor

etc;

Actionarile mecanice prin intermediul motoarelor electrice (fie cu

miscare circulara, fie cu miscare liniara), la majoritatea masinilor

unelte(strunguri, masini de gaurit, freze, razboaie de tesut, etc.) a

4

utilajelor de pompare a apei sau a altor lichide a echiparii

compresoarelor (imclusiv celor din frigidere si agregate frigorifice) a

benzilor transportoare.

Automatizarile in toate domeniile activitatii productive, atat in

industrie cat si in agricultura, in minerit sau chimie, introducerea robotiilor

si a tehnicii de calcul electronic, cu ajutorul carora se efectuaza fara

greseala si cu precizie uimitoare operatii complicate si calcule

matematice rapide;

Este de la sine inteles ca pentru a putea fi folosit pentru atatea aplicatii,

curentul electric trebuie sa fie produs in permenent (majoritar este

produs de termocentralele si hidrocentralele sistemului energetic), prin

conversia unor alte forme de energie (termica sau mecanica ) in energia

electrica.

In acest urias " imperiu electric", curentii electrici se intalnesc intr-o

foarte mare gama de valori, de la milionimi de Amperi la zeci de mii de

Amperi, furnizati de surse ce au tensiuini de la milivolti la milioane de

Volti, atat in curent continuu cat si in curent alternativ, atat la frecvente

industriale, cat si la frecvente ridicate , ce pot avea , usor, valori de

megahertzi, sau gigahertzi, sub puteri extrem de mici, de ordinul

picovatului sau puteri enorme, de sute de megavati , cum ar fi cele

furnizate de marile termocentrale sau centrale atomice.

Pentru fiecare domeniu de activitate specific pentru care se

utilizeaza de regula , marimi elctrice intr-o gama de 3...4 ordine de

marime; in decursul timpului s-au considerat curenti tari cei de peste

10... 100 A , le tensiuni de peste 1000 V, si curenti slabi cei specifici

telecomunicatiilor si radiocomunicatiilor, care se regleaza sub 1 V si la

tensiuni sub 100 V. Aceasta impartire nu mai este astazi de actualitate ,

circuitele electronice moderne lucreaza frecvent la mii de amperi si zeci

de kilovolti. Totusi se fac anumite repartizari asupra echipamentelor,

deoarece sunt necesare anumite grade de protectie si volume de munca

pentru fiecare structura concreta. In acest sens se convine a se

mentiona ca , daca energia curentului electric poate fii dirijata cum dorim

, atata timp cat sunt respectate toate legile si conditiile de functionare

impuse , aceasta energie furnizata de surse si scapa de sub control la

utilizatori, poate duce la aparitia unor accidente grave (incendii, avarii,

5

sau chiar electrocutari mortale) .Pentru ca aceste situatii sa nu apara

sunt necesare atat pentru utilizatori, cat si pentru profesionisti , atat

cunostinte teoretice dar si cunostinte practice asupra materialelor,

aparatelor, echipamentelor, si utilajelor electrice si electronice , cat si

asupra tehnologiilor de fabricatie, montate, punere sub tensiune si

utilizare a acestora. Proiectul meu se refera la surse de alimentare

numite redresoare. Prin redresoare se intelege un circuit electronic

capabil sa transforme energia electrica de curent alternativ in energie

electrica de curent continuu. Redresoarele au in componenta lor

transformatorul de retea, elementul redresor si filtrul de netezire. In

lucrarea mea apare clasificarea redresoarelor: redresorul monofazat

monoalternanta; redresorul monofazat dubla alternanta cu transformator

cu priza mediana; redresorul monofazat dubla alternanta in montaj de tip

punte; redresorul monofaza monoalternanta cu sarcina RL; redresorul

monofaza dubla alternanta cu sarcina RL; redresorul monofaza

monoalternanta cu sarcina RC; redresorul monofaza dubla alternanta cu

sarcina RC.

Redresoarele comandate au propietatea de a-si varia usor anumite

limite, valoarea tensiunii continue sau a curentului continuu de la iesire.

Acestea sunt de trei tipuri: -redresoare monofazate comandate cu

tiristoare -redresor comandat cu punct median -redresor comandat in

punte.

In incheiere pot sa spun ca redresoarele au varietate larga de

utilizare cum ar fi: la alimentarea telefoanelor mobile, in industrie la

diferite masini si aparate, Redresoarele au rolul de a marii durata de

viata a bateriilor si a acumulatoarelor folosite la masinile auto dar mai pot

fi folosite si pentru intrebuintarile aparatelor electrocasnice.

6

2.Surse de alimentare

Generalitati:

Datorita avantajelor prezentate in producere, transport si distributie,

marile centrale electronice produc in prezent energie electrica numai sub

forma de curent alternativ. In unele utilizari insa, curentul continu este

folosit cu prioritate, uneori fiind chiar indispensabil. Astfel, curentul

continu este folosit in tractiunea electrica, in industria chimica, la

comenziile instalatiilor automate, instalatii de semnalizare, statii pentru

incarcarea acumulatoarelor, etc. Pentru astfel de consumatori, curentul

alternativ trebuie transformat in curent continuu.

Larga raspandire a redresoarelor se datoreaza avantajelor pe care

acestea le prezinta in exploatare, ca spre exemplu: nu au piese in

miscare si deci nu sunt supuse uzurii prin frecari, pot fi puse cu usurinta

si repede in serviuciu fara o pregatire prealabila, au randamente mari la

orice sarcina, sunt usoare si nu necesita fundatii speciale, intretinerea lor

este usoara, etc. Pentru alimentarea aparaturii electronice sunt necesare

surse de energie de curent continuu. Aceste surse pot fii surse chimice

(baterii galvanice, acumulatoare) sau redresoare. Prin redresor se

intelege un circuit electronic capabil sa transforme energia electrica de

curent alternativ in energie electrica de curent continuu.

Alimentarea redresoarelor se face de obicei de la reteaua de energie

electrica. Redresoarele de putere mici (pana la 1 kW) se alimenteaza in

curent alternativ monofazat, iar cele de putere mari se alimenteaza in

curent alternativ trifazat.

Dintre elementele componente ale redresorului, cele electronice

trebuie sa aiba proprietatea de a conduce unilateral, respectiva sa

prezinte o caracteristica pronuntata nelineara si sa functioneze in regim

neliniar. Se pot folosi diode cu vid (kenotroane), diode semiconductoare,

tiroatroane, tiristoare, etc.

7

3.Clasificarea redresoarelor

Dup tipul tensiunii alternative redresate:

- redresoare monofazate

- redresoare trifazate

Dup numrul de alternane redresate:

- redresoare monoalternan

- redresoare bialternan

Dup modul de variaie a tensiunii redresate:

- redresoare necomandate realizate cu diode, tensiunea redresat este

constant

- redresoare comandate realizate cu tiristoare , tensiunea redresat

poate fi variat

Dupa natura sarcinii:

-redresoare cu sarcina rezistiva (R);

-redresoare cu sarcina inductiva (RL);

-redresoare cu sarcina capacitiva (RC);

8

4.Schema bloc a unui redresor

O instalaie de redresare este format din :

Transformator de reea cu ajutorul lui se obine n secundar valoarea

tensiunii alternative ce trebuie redresat

Redresor care transform tensiunea alternativ n tensiune pulsatorie

Filtru de netezire micoreaz pulsaiile tensiunii redresate, aducnd-o

la o form ct mai apropiat de cea continu

Stabilizator care poate lipsi, dar care menine tensiunea constant pe

rezistena de sarcin

Fig. 1. schema bloc a unui redresor

a sursa de curent alternativ; b transformatorul; c elementul redresor; d

filtrul; e sarcina pe care se obtine tensiunea continua

9

5.Redresoare monofazate necomandate

5.1Redresoare monofazate monoalternate

Functionare are loc astfel: la aplicarea unei tensiuni alternative in

primar, ia nastere in secundar tot o tensiune alternativa, ce se aplica pe

anodul diodei redresoare. Pe durata alternantelor pozitive dioda

conduce, in circiut aproape un curent proportional cu tensiunea aplicata,

deci avand aceeasi forma cu ea. Pe durata alternantelor negative, dioda

este blocata si curentul prin circuit este nul. Curentul prin sarcina circula

deci intr-un singur sens, sub forma unor alternante.

Schema electrica:

Fig.2. redresor monofazat monoalternanta cu sarcina rezistiva: a schema

electrica; b forma de unda a tensiunii redresate.

10

5.2.Redresor monofazat dubla alternanta cu priza mediana

Se numesc dubla alternanta pentru ca redreseaza ambele alternante a

tensiunii monofazate

In fig. urmatoare , este redata schema electrica a unui redresor dubla

alternanta, la care tensiunea de alimentare se aplica printr-un

transformator avand un secundar cu priza mediana legata de masa.

Schema contine doua redresoare monoalternanta formate din:

- infasurare L2, D1, Rs - infasurarea L2, D2, Rs

Datorita modului in care sunt conectate infasurarile, tensiunile la

bornele celor doua tensiuni variaza in antifaza. La aparitia antifazei

pozitive la infasurare L2 dioda D1 este polarizata direct, conduce si

determina aparitia curentului care strabate rezistenta de sarcina Rs in

sensul indicat.

Cand se aplica alternanta negativa, dioda D1 se blocheaza, iar dioda

D2 conduce. In circuitul ei apare curentul ce strabate rezistenta de

sarcina in sensul in care coincide cu cel al curentului. In felul acesta la

bornele sarcinii apare o tensiune de forma indicata in fig. 3b

Fig. 3. redresor monofazat dubla alternanta folosind transformator cu priza

mediana si sarcina rezistiva: a schema electrica; b forma de unda a

tensiunii redresate

11

Pentru realizarea redresrii dubl alternan se utilizeaz mai multe

variante de legare a elementelor redresoare. Mai des utilizat este

schema cu patru diode redresoare conectate n punte ca n figura

Schema ce ofera avantajele redresorului anterior, evitand

dezavantajele lui, este cea a unui redresor monofazat dubla alternanta in

punte (fig. 4).

Cele patru diode redresoare folosite formeaza bratele unei punti, in

care alimentarea in curent alternativ se face printr-o diagonala, de la

secundarul unui transformator, iar tensiunea redresata se culege la

bornele unei rezistente plasata in cea de a doua diagonala.

Functionarea redresorului este urmatoare: in timpul aplicarii

alternantei pozitive la o extremitate a secundarului transformatorului,

conduc diodele D1 si D3 care sunt polarizate direct, determinand un

curent in rezistenta Rs iar diodele D2 si D4 fiind invers polarizate,sunt

blocate.

La aparitia celei de-a doua alternante, D1 si D3 sunt blocate, pe

cand D2 si D4 conduc, determinand aparitia curentului ia ce strabate in

acelasi sens rezistenta de sarcina Rs.

Se observa ca forma tensiunii redresate este aceeasi ca si in cazul

redresorului folosind un transformator cu priza mediana, tensiunea

inversa maxima pentru fiecare dioda fiind insa Uim ca si in cazul

redresorului monoalternanta.

Fata de redresorul precedent, acest tip de redresor prezinta

avantajul unei singure infasurari secundare si al unei diode de tensiune

inversa maxima de doua ori mai mic.

Aceste doua avantaje sau obtinut pe seama unor diode in plus.

Daca sarcina are conectata borna la masa (de exemplu punctul B),

atunci infasurarea secundara este flotanta trebuind sa fie bine izolata

fata de restul elementelor si fata de masa.

Dezavantajele acestui montaj consta in numarul marit de diode

folosit (patru) si necesitatea unei bune izolari fata de restul elementelor a

capatului nelegat la masa al rezistentei de sarcina Rs.

12

Fig. 4. redresor monofazat dubla alternanta, in punte avand sarcina:

a schema electrica; b forma de unde a tensiunii redresate

5.3.Redresor monofazat monoalternanta cu sarcina RL

In fig. 5a se prezinta schema electrica iar in fig. 5b forma de unda a

curentului prin sarcina pentru acest tip de redresor. Datorita faptului ca

inductanta se opune variatei de curent, cand dioda se deschide (in

semialternanta pozitva a tensiunii u) curentul prin sarcina creste mai lent

de cat printr-o sarcina rezistiva, inductanta introduce inertie in

functionarea schemei, referitor la variatia de curent. Cand, dupa o

semiperioada dioda tinde sa se blocheze si sa anuleze curentul prin

circuit, in inductanta apare o tensiune contraelectromotoare e (cu sensul

indicat prin semnele (+) (-) in figura) care mentine dioda in conductie

pana cand intreaga energie acumulata in campul magnetic al bobinei

este consumata.

13

Pulsul de curent prin sarcina are o forma care difera de tensiunea

aplicata si dureaza un interval de timp 0 mai mare decat semiperioada in

intervalul de timp in care curentul prin sarcina provine din energia

acumulata in campul magnetic al bobinei, o parte din aceasta energie se

consuma in circuit, iar o alta parte este retrocedata retelei de alimentare.

Inductanta din circuitul de sarcina poate apartine consumatorului

(motoare de curent continuu, retele, etc.) sau poate fi introdusa prin

prelungirea pulsului de curent in scopul netezirii acestuia.

Fig. 5. redresor monofaza monoalternanta cu sarcina RL:

a schema electrica; b forma de unda pentru curent si tensiune

5.4.Redresorul monofazat dubla alternanta cu sarcina RL

Forme de unde mult mai apropiate de cele continue, atat pentru

curentul prin sarcina cat si pentru tensiunea pe sarcina, se pot obtine

daca in cazul unei sarcini RL se recurge la redresarea ambelor

alternante ale tensiunii de retea. Schema care se utilizeaza in acest scop

este reprezentata in fig 6a formele de unda corespunzatoare acestui

redresor este redata in fig 6b.

In semialternanta in care conduce dioda D1 la cresterea tensiunii

de retea corespunde o crestere a curentului prin sarcina.cand tensiunea

incepe sa scada, curentul tinde si el sa se reduca dar prin mecanismul

14

amintit, mentine o valoare suficient de mare chiar in momentul in care

tensiunea de retea se anuleaza si exista o tendinta ca dioda D1 sa se

blocheze. In clipa in care tensiunea pe anodul diodei D1 devine negativa

(fata de punctul median al secundarului transformatorului) tensiunea pe

anodul diodei D2 devine pozitiva. Aceasta tensiune, cu concursul

tensiunii contraelectromotoare (care se tinde sa mentina dioda D1 in

conductie) asigura deschiderea diodei D2, dupa care procesul se repeta.

In felul acesta la fiecare trecere prin 0 a tensiunii de retea, conductia

trece de la o dioda la alta, fara ca prin sarcina curentul sa se mai

anuleze.

Forma de unda a curentului este foarte apropiata de cea continua.

Fig. 6. redresor monofaza dubla alternanta cu sarcina RL:

a schema electrica; b forma de unda pentru curent si tensiune

5.6.Redresorul monofaza monoalternanta cu sarcina RC

Dupa cum sa vazut in cazul redresoarelor cu sarcina RL,

elementele capabile sa acumuleze energie electrica (in redresoarele

precedente inductanta L) contribuie la imbunatatirea formei de unda a

curentului redresat. In cazul redresoarelor cu sarcina RC, a carei

schema electrica este reprezentata in fig. 7a, in paralel cu sarcina

(rezistenta Rs) se conecteaza un condensator C. In fig. 7b este redat

modul de variatie in timp a tensiunii din secundarul transformatorului,

u(t)=Umsint.

15

Deoarece condensatorul C se afla in paralel cu rezistenta de

sarcina Rs , totdeauna tensiunea de pe acest condensator este egala cu

tensiunea pe sarcina uc(t)=us(t)=Rsis(t), prin urmare graficele

reprezentand variatia in timp a tensiunii pe condensator si a tensiunii pe

sarcina sunt identice, iar graficul curentului prin sarcina is(t) are aceeasi

latura (is=us/ Rs), motiv pentru care in fig. 7b nu a mai fost reprodus.

Fie 2u tensiunea de pe condensator (foarte apropiata de valoarea

tensiunii de alimentare U2Um) in momentul de timp 2t , moment de

timp dupa care tensiunea de alimentare u(t) devine mai mica decat

tensiunea de pe condensator.

Dupa acest timp dioda D se blocheaza deoarece tensiunea de pe

catodul sau (uc pozitiva) este mai mare decat tensiunea de pe anod,

dioda fiind astfel polarizata invers.

Dupa cum se stie sarcina acumuleaza pe armaturile unui

condensator C, atunci cand intre armaturile acestuia se afla diferenta de

potential U, este data de relatia Q=CU. Se deduce atunci sarcina

acumulata pe condensator in momentul de timp t2: Q2=CU2

Dupa blocarea diodei grupului (Rs, C) este decuplat de la

transformator si reprezinta un circuit electric independent. Deoarece la

bornele rezistentei exista o tensiune (uc) prin rezistenta va circula un

curent is= uc/Rs, iar prin efect electrocaloric in rezistenta Rs se va

consuma energie, in dauna energiei acumulate in campul electric al

condensatorului. Cu scurgerea timpului cantitatea de energie consumata

va fi din ce in ce mai mare, iar rezerva de energie din condensator se va

reduce din ce in ce mai mult. Cu alte cuvinte existand un curent de

descarcare (is) sarcina de pe condensator va scadea si odata cu ea se

va reduce si tensiunea de pe condensator. Descarcarea condensatorului

continua pana in momentul de timp t3 in care tensiunea de alimentare

u(t) devine egala cu tensiunea de pe condensator. Fie U1 valoarea

tensiunii de pe condensator in momentul de timp t3.

In consecinta sarcina de pe condensator in acest moment de timp

va fi: Q1=CU1

16

Intre intervale de timp t2 si t3 condensatorul se descarca de la

tensiunea U2 la tensiunea U1si pierde din sarcina sa o cantitate:

Q=Q2-Q1=C(U2-U1)=CU; U=U2-U1

Dupa momentul de timp t3 dioda se inchide si prin ea circula un

plus de curent reprezentat hasurat in figura 7b. O parte din acest curent

(ic din fig 7a) contribuie la reincarcarea condensatorului cu cantitatea de

sarcina pe care a pierdut-o, Q , iar o alta parte se inchide prin sarcina,

asigurand curent prin aceasta in intervalul de timp in care condensatorul

se incarca (acumuleaza energie).

Procesul de incarcare continua pana in momentul de timp t4, in

care sarcina pe condensator devine egala cu U2. dupa momentul de

timp t4 fenomenele se deruleaza intocmai ca dupa momentul de timp t2.

Se remarca echivalenta momentelor de timp t4 si t2 respectiv t3 si t1.

Dupa cum se observa, dioda conduce un interval de timp 20 (egal

cu t2- t1, t4- t3). Acest interval de timp este de regula foarte mic,

neglijabil fata de perioada tensiunii alternative de retea, dar pe durata sa

curentul prin dioda este foarte mare.

Acest curent in intervalul de timp foarte mic 20, trebuie sa

reincarce condensatorul cu cantitatea de sarcina pe care acesta o pierde

intr-un interval mult mai mare (t3- t220), sub influenta curentului de

descrcare prin sarcina is.

Dupa cum se observa din fig. 7b forma de unda a tensiunii

redresate (curentului redresat) se apropie de cea continua , mai mult

dect pentru oricare din tipurile de redresoare precedente.

Fie U0 componenta continua a tensiunii redresate si I0 componenta

continua a curentului redresat (I0= U0\R8). Tensiunea U0 se plaseaza

aproximativ, la jumatatea intervalului dintre U2 si U1 , prin urmare

U0=(U1+U2) /2.

In intervalele de timp in care curentul de descarcare a redresorului este

mai mare decat valoarea medie (continua) a curentului prin sarcina (I0),

condensatorul se descarca ceva mai repede iar in intervalul de timp in

care curentul de descarcare este mai mic decat valoarea medie,

condensatorul se descarca ceva mai incet decat s-ar descarca la un

curent egal cu valorea medie.

17

In consecinta se poate presupune ca intervalul t2: t3 condensatorul

se descarca aproximativ sub curent constant, egal cu valorea medie a

curentului prin sarcina . In aceste conditii sarcina pierduta de

condensator prin descarcare va fi: Q = I0(t3 - t2)~I0T

Fig. 7. redresor monofaza monoalternanta cu sarcina RC: a

schema electrica; b forme de unda pentru curenti si tensiunii; c

caracteristica externa

5.7.Redresorul monofaza dubla alternanta cu sarcina RC

Acest redresor se bucura de cea mai larga utilizare in practica . In

continuare pentru puteri medii , formele de unda ale tensiunii pe sarcina

si curentului prin sarcina se apropie foarte mult de cele continue . Ca si

redresorul monofaza dubla alternanta cu sarcina rezistiva , se poate

realiza in doua variante: cu transformator cu priza mediana in secundarul

transformatorului si cu punte de diode . Avand in vedere identitatea

dintre cele doua variante , in cele ce urmeaza se v-a prezenta redresorul

cu transformator cu priza mediana in secundar.

Schema electrica a acestui redresor este reprezentata in fig. 8a .

Modul de functionare rezulta din fig. 8b si este asemanator cu cel din

cazul redresorului monoalternanta , cu deosebirea ca dupa momentul de

timp t2, cand dioda D1se blocheaza si condensatorul tinde sa se

18

descarce dupa curba 2-1'-1" (punctul 1" ar corespunde punctului 3 din

fig. 7b) procesul de descarcare este intrerupt in momentul t'1.

In semialternanta negativa u 1 (t) apare semialternanta negativa a

tensiunii u2 (t) , iar in momentul t'1 aceasta tensiune devine mai mare

decat tensiunea de pe condensator (sarcina) , ceea ce conduce la

deblocarea diodei D2 si la un nou ciclu de incarcare a condensatorului C.

Se observa ca forma de unda este mult mai buna decat in cadrul

redresorului monoalternanta , consecinta fireasca a faptului ca frecventa

pulsurilor de curent de incarcare a condensatorului s-a dublat, iar timpul

de descarcare a condensatorului s-a redus cu mai mult de jumatate .

Daca in cazul redresorului monoalternanta periodicitatea pulsurilor de

curent si a pulsatilor tensiunii redresate era caracterizata prin perioada T

in cazul redresarii dubla alternanta, aceasta periodicitate este

caracterizata prin T/2.

In incheiere , se sublineaza faptul ca atat in fig. 8b cat si in fig.7b ,

curba de variatii a tensiunii pe condensator, in intervalul de timp t1/t2se

plaseaza sub curba de variatie a tensiunii u(t). Diferenta dintre aceste

doua tensiuni reprezinta caderea de tensiune de pe dioda , adica

tensiunea de polarizare in sens direct a diodei, datorita careia prin dioda

circula pulsurile de curent de incarcare a condensatorului.

Fig. 8. redresorul monofaza dubla alternanta cu sarcina RC: a

schema electrica; b forme de unda pentru curenti si tensiuni.

19

6.Redresoare monofazate comandate

Redresoarele semicomandate si cele comandate asigura la ieire o

tensiune continua reglabila.

Principala utilizare a acestor redresoare este reglarea turaiei motoarelor de c.c. prin redresoarelor fie in indus fie incircuitul de excitaie al motoarelor de c.c. In cazul conectrii redresorului in indusul motorului, turaia se regleaz prin variaia tensiunii produsa de redresor si turaia variaz in acelai sens cu variaia tensiunii de comanda.

La conectarea redresorului in circuitul de excitaie al motorului turaia se regleaz prin metoda fluxului de excitaie si turaia variaz in sens invers cu variaia tensiunii de comanda. Cu toate ca redresoarele comandate sunt mai scumpe fata de cele semicomandate ele se utilizeaz mai mult deoarece pot asigura si frnarea cu recuperare de energie in cazul motoarelor ce functioneaza in ambele sensuri de rotaie

Comutaia directa a tiristoarelor din cadrul redresoarelor se face prin aplicarea unui impuls de comanda in circuitul poarta-catod atunci cnd tiristorul este polarizat direct de circuitul de fora. Astfel prin controlul momentului amorsrii pe durata polarizrii directe se obine un reglaj continuu al tensiunii de ieire. Aceasta metoda se numete comanda in faza a tiristoarelor.

Comutaia inversa a tiristoarelor se face prin micorarea curentului prin circuit sub valoarea curentului de meninere sau prin aplicarea unei tensiuni inverse. Tipuri de redresoare :

- redresoare monofazate comandate cu tiristoare

- redresor comandat cu punct median

-redresor comandat in punte

20

6.1Redresoare monofazate comandate cu tiristoare

Daca in schemele de redresare anterioare se inlocuiesc diodele cu

dispozitive comandate (tiristoare) se obtin redresoare comandate. In fig.

9a este prezentat un redresor monofazat monoalternanta cu tiristoare cu

sarcina rezistiva, iar in fig. 9b, formele de unda ce caracterizeaza

functionarea acestuia . Se observa prezenta dispozitivului de comanda

pe poarta (DCP) ,care furnizeaza impulsuri de comanda conform celor

din fig. 9b. Impulsurile de comanda sunt sincrone cu trecerile prin zero

ale tensiunii de alimentare a redresorului si defazate cu un unghi de

comand (alfa). In timpul alternantei pozitive a tensiunii de alimentare tiristorul este polarizat in sens direct. La aplicarea impulsului de

comanda ip, tiristorul se deschide si curentul circula prin rezistenta de

sarcina pana la blocarea acestuia , adica pana la t= 180 , cand

tensiunea de alimentare se anuleaza, urmand polarizarea inversa a

tiristorului.

Fig. 9. redresor comandat cu tiristor: a schema electrica; b

schema tensiunii redresate cand impulsurile se aplica cu defazajul

fata de semnalul de intrare.

6.2Redresor comandat cu punct median (dubla alternanta)

In aceasta schema si in continuare nu am mai figurat dispozitivele de

comanda pe poarta (DCP). Tiristoarele T1, si T2, la primirea comenzilor

de amorsare in timpul alternantelor, tensiunii de alimentare , care

polarizeaza in sens direct tiristorul respectiv, se deschid alternativ . Astfel

, in cazul nostru , se comanda initial T1 care conduce in prima alternanta

in intervalul ( 180- ). La t=180, curentul anodic al tiristorului se

21

anuleaza , iar in continuare tiristorul se polarizeaza invers. T2 conduce in

cea de a doua alternanta, care il polarizeaza in sens direct s.a.m.d.

Fig. 10. redresor monofazat dubla alternanta cu priza mediana,

comandat cu tiristoare: a schema; b formele de unda.

6.3Redresorul comandat in punte

Daca se comanda initial simultan grupul de tiristoare T1 - T3, care

sunt polarizate in sens direct in prima alternanta considerata, aceasta

intra in conductie , unghiul de conductie este (180- ). In continuare se comanda grupul T2si T4, prin care se inchide curentul de sarcina in cea

de a doua alternanta s.a.m.d.

Dupa cum se observa din caracteristicile de reglare , valoarea

medie a tensiunii redresate este dependenta de unghiul de comanda .

Tensiunea medie se poate regla teoretic in limitele 0-U 0 , practic

aceasta gama de reglare este mai redusa avand in vedere faptul ca

tiristorul intra in conductie numai daca curentul anodic este mai mare

decat curentul de mentinere si se blocheaza inainte ca tensiunea de

alimentare sa se anuleze, ceea ce corespunde scaderii curentului anodic

sub valoarea sa de mentinere. Redresoarele comandate cu tiristoare ,

datorita modului suplu de reglare a tensiunii redresate, au o arie larga de

utilizare in alimentarea instalatilor si circuitelor electronice, a motoarelor

de curent continuu cu turatie variabila etc.

22

Fig. 11. redresorul monofazat dubla alternanta in punte, comandat

cu tiristoare: a schema; b formele de unda.

7.Dioda redresoare

Structura fizica

Reprezentare conventionala:

23

Caracteristica statica:

Functionare: Dioda redresoare polarizat direct ( cu plusul pe anod i minusul pe

catod,UF > 0 ) intr n conducie pentru valori ale tensiunii de polarizare

mai mari dect tensiunea de prag ( 0,2 -0,4V pentru diode cu Ge si 0,4

0,7V pentru diodele cu Si ) .Peste aceast valoare curentul crete foarte

rapid cu tensiunea. n polarizare direct dioda prezint o rezistent foarte

mic (fraciuni sau uniti de ohm)

Dioda ideal n polarizare direct poate fi considerat comutator nchis

.Dioda ideal se comport ca un comutator ideal comandat de tensiunea

la borne.

La polarizare invers ( cu plusul pe catod i minusul pe anod , U F< 0 )

dioda permite trecerea unui curent rezidual foarte mic . Deoarece

valoarea intensitii curentului rezidual este foarte mic, putem considera

cu o bun aproximare c la polarizarea invers a diodei redresoare, ntre

anod i catod nu circul curent electric. Dioda ideal n acest caz poate

fi considerat comutator deschis

Parametrii specifici:

IF - curentul direct continuu, este valoarea instantanee a curentului

direct prin diod.

24

UF- tensiunea continu direct,este valoarea instantanee a tensiunii

directe la bornele diodei parcurse de un curent.

IO - curentul direct continuu maxim, este curentul maxim care poate

trece prin diod n sens direct , n regim permanent, n absena oricrei

componente alternative

Mrimi limit:

URRM tensiunea invers de vrf, este valoarea cea mai mare

admisibil a tensiunii inverse n regim permanent.

IFRM -- curentul direct de vrf repetitiv, este valoarea instantanee

cea mai ridicat a curentului direct,

Principalul parametru termic l constituie puterea maxim disipat

care este valoarea puterii disipate care nu trebuie depit n

timpul funcionrii.

P= IFUF

Temperatura ce rezult n timpul degajrii puteri duce la creterea

curentului prin diod, att a celui direct, ct i acelui invers. Pentru

creterea capacitii de disipaie diodele de putere se monteaz pe

radiatoare.

Depirea mrimilor limit duce la creterea excesiv a curentului prin

diod, la supranclzirea ei i la distrugerea jonctiunii

Utilizri:

La construcia redresoarelor ce lucreaz cu semnale mari i frecvene

mici, de obicei 50Hz.

La aplicarea unei tensiuni alternative, diodele vor funciona pe

alternana pozitiv a acesteia , conducnd un curent mare proporional

cu tensiunea aplicat , iar pe alternana negativ ele se vor bloca, lasnd

25

s treac cureni att de mici nct pot fi considerai neglijabili. n felul

acesta , pe diod se aplic o tensiune alternativ i n circuit apare un

curent numai pe durata alternanei pozitive . Aceast operaie prin care

se transform un semnal alternativ ntr-un semnal continuu poart

numele de redresare.

n circuite de limitare, sunt utilizate pentru a mrgini domeniul de

variaie al semnalelor la anumite valori precizate.

Un dezavantaj al diodelor cu jonciune este acela c ele nu pot fi

utilizate la frecvene mari de lucru datorit faptului c prezint o

capacitate echivalent de minimum civa pF. Pentru acest domeniu se

folosesc diode de o alt construcie tehnologic, numite diode cu

contact punctiform.

Defecte specifice:

Pentru practic este important posibilitatea de verificare a diodelor cu

ohmetrul. O diod fr defect prezint o rezisten neglijabil dac este

polarizat direct i o rezisten foarte mare dac este polarizat invers.

Dioda scurtcircuitat prezint rezisten neglijabil n ambele sensuri.

.Dimpotriv, o diod ntrerupt are, pentru ambele sensuri, o rezisten

infinit

Aspect fizic:

26

Tipuri de capsule:

9.Masuri de protectia a muncii la utilizarea instalatiilor si

echipamentelor electrice

Pentru evitarea accidentelor prin electrocutare, este necesara eliminarea posibilitatii de trecere a unui curent periculos prin corpul omului. Masurile, amenajarile si mijloacele de protectie trebuie sa fie cunoscute de catre tot personalul muncitor din toate domeniile de activitate. Principalele masuri de prevenire a electrocutarii la locurile de munca sunt:

amplasarea conductelor electrice, chiar izolate, precum si a unor echipamente electrice, la o inaltime inaccesibila pentru om. Astfel, normele prevad ca inaltimea minima la care se pozeaza orice fel de conducto electric sa fie de 4M, la traversarea partilor carosabile de 6M, iar acolo unde se manipuleaza materiale sau piese cu un gabarit mai mare, aceasta inaltime se depaseasca cu 2.25m gabaritele respective.

Izolarea electrica a conductoarelor;

Folosirea carcaselor de protectie legate la pamant;

Ingradirea cu plase metalice sau cu tablii perforate, respectandu-se distanta impusa pana la elementele sub tensiune. qs866b1558essn

Folosirea tensiunilor reduse (de 12, 24, 36V) pentru lampile si sculele electrice portative. Sculele si lampile portative care functioneaza la tensiune redusa se alimenteaza la un transformator coborator. Deoarece exista pericolul inversarii bornelor este bine ca atat distanta picioruselor fiselor de 12, 24 si 36V, cat si grosimea acestor picioruse, sa fie mai mari decat cele ale fiselor obisnuite de 120, 220 si 380 V, pentru a evita posibilitatea inversarii lor.

27

La utilizarea uneltelor si lampilor portative alimentate electric, sunt obligatorii:

varificarea atenta a uneltei, a izolatii ai a fixarii sculei inainte de incperea lucrului;

evitarea rasucirii sau a incolacirii cablului de alimentare in timpul lucrului si a deplasarii muncitorului, pentru mentinerea bunei stari a izolatiei;

menajarea cablului de legatura in timpul mutarii uneltei dint-un loc de munca in altul, pentru a fi solicitat prin intindere sau rasucire; unealta nu va fi purtata tinandu-se de acest cablu;

evitarea trecerii cablului de alimentare peste drumurile de acces si in locurile de depozitare a materialelor; daca acest lucru nu poate fi evitat, cablul va fi protejat prin ingropare, acoperire, cu scanduri sau suspendate;

interzicerea repararii sau remedierii defectelor in timpul functionarii motorului sau lasarea fara supraveghere a uneltei conectate la reteua electrica.

Folosirea mijloacelor individuale de protectie si mijloacelor de avertizare. Mijloacele de protectie individuala se intrebuinteaza de catre electricieni pentru prevenirea electrocutarii prin atingere directa si pot fi impartite in doua categorii: principale si auxiliare.

Deconectarea automata in cazul aparitiei unei tensiuni de atingere periculoase sau a unor scurgeri de curent periculoase. Se aplica mai ales la instalatiile electrice care functioneaza cu punctul neutru al sursei de alimentare izolat fata de pamant.

Separarea de protectie se realizeaza cu ajutorul unui transformator de separatie. Prin acesta, se urmareste crearea unui circuit izolat fata de pamant, pentru alimentarea echipamentelor electrice, la care trebuie inlaturat pericolul de electrocutare. In cazul uni defect, intensitatea curentului care se inchide prin om este foarte mica, deoarece trebuie sa treaca prin izolatia care are o rezistenta foarte mare.

la un transformator de separatie sa nu se poata conecta dacat un singur utilaj;

izolatia conductorului de alimentare sa fie intotdeuna in stare buna, pentru a fi exclusa posibilitatea aparitii unui curent de punere la pamant de valoare mare.

Izolarea suplimentara de protectie consta in executarea unei izolari suplimentare fata de izolarea obtinuta de lucru, dar care nu trebuie sa reduca calitatile mecanice si electrice impuse izolarii de lucru.

aplicarea unei izolari suplimentare intre izolatia obisnuita de lucru si elementele bune conducatoare de electricitate ale utilajului;

28

aplicarea unei izolatii exterioare pe carcasa utilajului electric;

izolarea amplasamentului muncitorului fata de pamant.

Protectia prin legarea la pamant este folosita pentru asigurarea personalului contra electrocutarii prin atingerea achipamentelor si instalatiilor care nu fac parte din circuitele de lucru, dar care pot intra accidental sub tensiune, din cauza unui defect de izolatie. Elementele care se leaga la pamant sut urmatoarele: carcasele si postamentele utilajelor, masinilor si ale apartelor electrice, scheletele metalicecare sustin instaltiile electrice de distributie, carcasele tablourilor de distributie si ale tablourilor de comanda, corpurile mansoanelor de calibru si mantalele electrice ale cablurilor, conductoarele de protectie ale liniilor electrice de transport etc. Instalatia de legare la pamant consta din conductoarele de legare la pamant si priza de pamant, formata din electrozi. Prizele de paman verticale sau orizontale se realizeaza astfel incat diferenta de potential la care ar putea fi expus muncitorul prin atingere directa sa nu fie mai mare de 40V.

29

ANEXE -redresor inalta frecventa -punte redresoare

-diode redresoare de putere -punte redresoare trifazica

-punte redresoare monofazata - redresor monofazatcu limitare de tensiune

30

Bibliografie

Dorea R. Masuri electrice si electronice, manualul pentru

liceee cu profil de electrotehnica si matematica-fizica, clasa a

XI-a, editura didactica si pedagogica, Bucuresti 1980

Theodor D. Componente si circuite electronice Ed. Didactica

si pedagogica, Bucuresti 1979

Informatii de pe Internet