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Conversione statica dell'energia

8/10/15

utilità inverter: migliorare la prestazione del motore per avere una coppia flessibile con velocità da ricoprire il piano del grafico alla coppia.

Elettronica: portata con bassa tensione

Rete elettrica ferroviaria: 3kV = locomotiva n

Trasformatore

AC → DC

COMPONENTI: ferro, rame, isolante

  1. primario
  2. secondario

flusso magnetico → e = Φ sen ωt

tensione indotta sullo spiro singolo → e2 = -dφ / dt

e1 = N1 dφ / dt = N1 ω Φ cos ωt = Em cos ωt

e2 = √2 E1 cos ωt

e2 = N2 dφ / dt = N2 Φ ω cos ωt

e2 = √2 E2 cos ωt

e1/e2 = E1/E2 = N1/N2

PERDITE: correnti parassite

lamierini ciclo di isteresi foglio più stretto

E2 = N2w1Φm = 2πfN2Φm = πfN2BmA / √2 √2 √2

2,44 NfBmA

Un buon valore di Bm è 1,2 kW cm2

Se il rapporto V / f cambia varia anche Bm rischio saturazione

a vuoto f.m.m. = N1I1µmgna

metto il carico: f.m.m. = N1I1 - N2I2

⇒ N1I1 = N2I2 ⇒ 1/I1 = N2/N1

2 perché

V1/V2 = N1/N2 = I2/I1 ⇒ V1I1 = V2I2

A1 = A2

Qce = ∫ qg dt = qg/mc t

caso non realistico. Per certi intervallo d' tempo posso considerarlo lineare

aggiungo la conduzione

qg = mc dQc/dt + k Qc

Qc(t) = qg/k (1 - e-kt/mc) = Qcaricare (1 - e-kt/mc)

τθ = mc/k = costante d' tempo termica

Simmetria circuito elettrico

Ic = c dVAB/dt + VAB/R

M: rappresento quello che succede ad un corpo piccolo

giunzione (junction)

p buche maggioritarie, elettroni minoritari n o speculare al p Dalla meccanica quantistica

np = ni2 x 1010

Per la diffusione, gli elettroni vanno da n verso p. In Oriente positivo e p negativo.

Messa un campo elettrico

Il campo elettrico frena la diffusione fino ad un certo punto

  • Potenziale di Bihrjing

Attacco generatore

Polarizzazione diretta

Polarizzazione inversa

Se la zona "svuotata" si riduce ⇒ conduce (è più facile, probabilisticamente, che elettrone passi)

ON    OFF

Calcolo valori efficaci

IAVE = 23A

  1. I1 = IAVE = 23 A

  2. ∫ sen2 x dx = x/2 - 1/4 sen 2x

    I2 = √2 Imax sen(ωt)

    nell’intervallo 0 → π

    I2 = √(1/2π) ∫0π (Imax/2)2 sen2 ωt

    = (Imax/2π) [x/2 - 1/4 sen x]0π

    = (1/2π) Imax2 [π/2 - π/4]

    = (1/2π) Imax2 (π/2) = Imax/2

    IAVE = ∫0π Imax sen ωt dωt = ∫0π (Imax/2π)

    = [-cos ωt]0π Imax = [1 + (cos 0)] Imax (1/2π)

    = 2/2π Imax = Imax/π

    I2 = Imax/2 = IAVEπ/2 = 28,27 A

Tiristori

SCR = Silicon controlled rectifier o raddrizzatore

Altri sono GTO, ASCR, FCT

TRIAC - “regolazione delle luce senza dispersione d'energia”

Ha delle emissioni elettromagnetiche

Il dispositivo blocca tutto se non ci fosse il gate

VBO = BREAK OVER

Per un fenomeno di moltiplicazione a valanga

snalanga

Perdite SCR

  1. Perdite di conduzione come diodo

P= Vmedio - Re. I2

  1. Recovery Inverso

P = Qrr. Vreverse. R

Vreverse OFF

Tj = temperatura di giunzione

Al variare varia la caratteristica di IA

Accensione

V > VBO, ig, T troppo alta

Spegnimento

  • Controllato -> circuito di commutazione forzata
  • Alternativo -> automatico con passaggio per 0

Per facilitare l'apertura uso snubber parallelo

qundo c'e -| il condensatore r. scarico sulla resistenza

(94μF) > maggiore che l'se perché è soggeto onde della corrente di carico

Snubber Serie:

a fa variare la potenza media che arriva sul carico.

Se guardo la corrente posso vedere il dispositivo come un generatore di armoniche.

Il sistema come visto genera disturbi, viene utilizzato per basse potenze.

Utilizzo, per esempio, regolatori velocità per trapani.

Alternativo per avere meno armoniche posso spezzare 2 volte e ne forma z.

Rifacciamo integrali:

Pi=∫2π 1/π2(2 Vremωt)2dωt=2/1 2(V2/R)2 ∫2π sen2ωt dω

=aV2/πR [ωt/2 + 1/4 sen2ωt]2π

=[*a/πR V2[τ2/*π/4 + [ωt2 velocità costante del motore

coppia: T=kΦI con I che varia

RISULTATI: 7,6 ms = conduzione + l.d.s; R=2,98 Ω

Dettagli
Publisher
Lociano94
A.A. 2015-2016
110 pagine
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SSD Ingegneria industriale e dell'informazione ING-IND/32 Convertitori, macchine e azionamenti elettrici
I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Lociano94 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Conversione statica dell'energia elettrica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Università degli Studi di Pavia o del prof Dallago Enrico.