azionamenti elettrici cap6

Raddrizzatori trifaseRaddrizzatori trifaseVengono utilizzate per potenze maggiori

Consentono di migliorare le forme d’onda di tensionee corrente sia lato rete (corrente più prossima ad unasinusoide), sia lato carico (tensione più costante).

La configurazione più utilizzata è quella a ponte

Le configurazioni possono essere:

Raddrizzatore a semi-ondaRaddrizzatore ad onda intera (ponte)

Raddrizzatore trifase a semiRaddrizzatore trifase a semi--ondaonda

D1

i(t)

v(t)

D2 D3

R

eS1(t) eS2(t) eS3(t)

Lato “alto”v+(t)

neutro0

La conduzione avviene per il diodo con l’anodocollegato al morsetto di rete che presenta il maggior potenziale, ovvero, la maggior tensione stellata

v(t) = v+(t) = max{eSk (t)}

conduce il diodo fase k


La tensione di uscita risulta l’inviluppo delle eSk (t)

ωt

eS1(t)

v+(t)

eS2(t) eS3(t)

2/3π

0

v(t)


Armonica fondamentale:150 Hz

Ne consegue che ogni diodo conduce per 1/3 di periodo:

°⇔π⇔ 12032

3Tconduzione

per diodo

Si ha in questo caso la conduzione di un solo diodoalla volta. Il funzionamento è assimilabile a quello del raddrizzatore monofase con presa centrale.


Un’eventuale L nel carico non influenza la conduzione dei diodi

Un’eventuale L lato rete influenza la conduzione dei diodi

Esaminare le varie casistiche:

• carico R-E

• carico R-L (calcolo correnti medie)

• carico Io

• carico R-L-E


- π/3 ≤ α ≤ π/3

v(α) ≅ ESM cos (α)

∫∫π

π

π

παα

π=αα

π=

3

3

3

3 23

23 /

/-SM

/

/-dc dcosEd)(vV

[ ] SMSM/ /-

SMdc VEsenEV

π=

π=α

π= π

π 23

233

23 3

3

SSSdc E.V.VV 1716702

23 ==π

=

Tensione di uscita:Valor medio, Vdc


- π/3 ≤ α ≤ π/3

v(α) ≅ ESM cos (α)Tensione di uscita:Picco-picco, Vpp

Vpp = ESM [cos (0) - cos (π/3)]

Vpp = ESM [1 -1/2] = 0.5 ESM

Vpp= 0.605 Vdc


ωt

eS1(t)

2/3π

0

v(t)


is1(t)

Manca la semionda negativa lato rete:Le correnti hanno una componente continua


D1

i(t)

v(t)

D2 D3

R

eS1(t) eS2(t) eS3(t)

Lato “basso”v−(t)

neutro0

La conduzione avviene per il diodo con il catodocollegato al morsetto di rete che presenta il minor potenziale, ovvero, la minor tensione stellata

v(t) = v−(t) = min{eSk (t)}

conduce il diodo fase k


La tensione di uscita risulta l’inviluppo delle −eSk (t)

ωt

eS1(t)

v−(t)

eS2(t) eS3(t)

2/3π

0

v(t)


Armonica fondamentale:150 Hz

D1

vS(t)

i(t)

v(t)

D2 D3

D4 D5 D6

ReS1(t)

eS2(t)

eS3(t)

Lato “alto”

Lato “basso”

v+(t)

v−(t)

Raddrizzatore trifase a ponteRaddrizzatore trifase a ponte


La conduzione avviene per la coppia di diodi collegati ai morsetti di rete che presentano la maggior differenza di potenziale, ovvero, la maggior tensione concatenata:

eSk(t) = max{eSj (t)}

eSh (t) = min{eSj (t)}

conduce il diodo “alto” fase k

conduce il diodo “basso” fase h


ωt

eS1(t)

v+(t)

eS2(t)eS3(t)

2/3π

v−(t)

v(t)


D1

vS(t)

i(t)

v(t)

D2 D3

D4 D5 D6

ReS1(t)

eS2(t)

eS3(t)

v(t) = eS1(t) – eS3(t)= vS13(t)

eS1 = max{eSj}eS3 = min{eSj}

Esempio:


Ne consegue che ogni diodo conduce per 1/3 di periodo:

conduzioneper diodo

Durante la conduzione dei diodi su ogni lato (alto÷basso)vi è la commutazione tra due diodi sull’atro lato

°⇔π⇔ 12032

3T

ωt

vS12(t)

v(t)

vS23(t)Armonica fondamentale:

300 Hz

Vpp

π/3

vS31(t)


Vdc

- π/6 ≤ α ≤ π/6

v(α) ≅ VSM cos (α)

∫∫π

π

π

παα

π=αα

π=

6

6

6

6 331 /

/-SM

/

/-dc dcos

/Vd)(v

/V


[ ] SMSM/ /-

SMdc V.Vsen

/VV 95503

366 =

π=α

π= π

π

SSdc V.VV 35123 =π

=

Tensione di uscita:Valor medio, Vdc


- π/6 ≤ α ≤ π/6

v(α) ≅ VSM cos (α)Tensione di uscita:Picco-picco, Vpp

Vpp = VSM [cos (0) - cos (π/6)]

Vpp = VSM [1 -√3/2] = 0.134 VSM

Vpp= 0.141 Vdc


ωt

eS1(t)

2/3π

DF = cos ϕ1 = 1PF < 1

is1(t)

Sono presenti entrambe le semionde (+) e (−) :La corrente lato rete è alternata

D1D4

D1

Altri casi (vedi PSpice):

• carico RL, RE, RLE, RC• carico Idc = cost• correnti lato rete


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