Riassunto lezioni Conversione statica dell'energia, prof. Zanchetta

CLASSIFICAZIONE DEI CONVERTITORI

La struttura del convertitore risulta fortemente influenzata:

• dal tipo di sorgente primaria di alimentazione
• dalla peculiarità del carico
• dalla potenza che deve essere trasferita al carico
• dal tipo di semiconduttori impiegati

Una prima classificazione può essere fatta sulla base del tipo di sorgente (in c.c o c.a.) e dal tipo di tensione fornita in uscita.

Tipi di convertitori:

• continua-continua (C.C.-C.C.)
• continua-alternata (C.C.-C.A.)
• alternata-alternata (C.A.-C.A.)
• alternata-continua (C.A.-C.C.)

Una seconda suddivisione prende in considerazione le possibilità di trasferimento dell'energia.

• Monodirezionali: permettono il trasf dell'energia in una sola direzione e nessuna delle 2 grandezze di uscita (I,V) può cambiare di segno.
• Bidirezionali: permettono il trasf. dell'en. in entrambe le direzioni e per cambiare la direzione del flusso di en. almeno una delle 2 grandezze di uscita deve poter cambiare di segno.

(a) - Convertitore Monodirezionale

(b) - Convertitori Bidirezionale a 2 Quadranti

CLASSIFICAZIONE DEI CONVERTITORI

La struttura del convertitore risulta fortemente influenzata:

• dal tipo di sorgente primaria di alimentazione
• dalla peculiarità del carico
• dalla potenza che deve essere trasferita al carico
• dal tipo di semiconduttori impiegati

Una prima classificazione può essere fatta sulla base del tipo di sorgente (in c.c o c.a.) e dal tipo di tensione fornita in uscita.

Tipi di convertitori:

• CONTINUA - CONTINUA (C.C. - C.C.)
• CONTINUA - ALTERNATA (C.C. - C.A.)
• ALTERNATA - ALTERNATA (C.A. - C.A.)
• ALTERNATA - CONTINUA (C.A. - C.C.)

Una seconda suddivisione prende in considerazione le possibilità di trasferimento dell'energia.

• MONODIREZIONALI: permettono il trasf. dell'energia in una sola direzione→ Nesuna delle 2 grandezze di uscita (I,V) può cambiare di segno
• BIDIREZIONALI: permettono il trasf. dell’en. in entrambe le direzioni→ X poter cambiare la direzione del flusso di en. almeno una delle 2 grandezze di uscita deve poter cambiare di segno.

1^a

2^a

CONVERTITORE BIDIREZIONALEA 2 QUADRANTI

CONVERTITORE BIDIREZIONALEA 4 QUADRANTI

CARATTERIZZAZIONE DEI CONVERTITORI STATICI

E' necessario tenere presente che il convertitore può essere considerato:

• come un dispositivo che permette il TRASFERIMENTO CONTROLLATO DI ENERGIA DALLA SORGENTE PRIMARIA AL CARICO
• come un AMPLIFICATORE, che consente di applicare al carico la tensione richiesta dal dispositivo di controllo

Per quanto concerne i CONVERTITORI BIDIREZIONALI A 2 QUADRANTI, occorre osservare che la possibilità di trasferimento di en. dal carico verso la sorgente diventa effettiva SOLO SE la grandezza (V, I) che deve cambiare di segno, affinché il carico possa funzionare da generatore, coincide con quella che può cambiare di segno ai morsetti di uscita del convertitore.

1. Affinché la macchina elett. possa funzionare da generatore è necess. che la corrente di armatura (o altra) cambi di segno; pertanto il recupero di en. meccanica è possibile solo se il convertitore è in grado di operare nel secondo quadrante.

(Figura 6, d)

SORGENTEin cc o ca.

CONVERTITORESTATICO

CARICOMECCANICO

CONTROLLO

Velocitàd'esercizio

V_c(t)

V_o(t)

i_a(t)

M

ω

comandoVc(t)

Motor ac.c.

Vd(t)

CONVERTITORI CC-CC

MONODIREZIONALI

BIDIREZIONALI

- CHOPPER RIDUTTORE

carico resistivo

Il t_e viene chiuso e aperto alternativamente, durante gli intervalli di tempo t_e in cui Te chiuso, la Vu applicata al carico risulta pari ad E_s e Ia corrente Io e il carico è Io=E_s/R.

Nei restanti intervalli di tempo (T-t_e) la Vu e Io sono nulle.

carico induttivo

L'induttanza L rappresenta la somma dell'induttanza presente sul carico ed quella aggiunta appositamente per ridurrel'ondulazione di corrente.

La tensione Vu di uscita ha lo stesso andamento visto nel caso di carico resistivo.

Nell'int. di tempo in cui il T. conduce La Vu è pari ad E_s; mentre quando il transistor è interdetto, la corrente assorbita del carico e nulla oppure circola nel diodo D.

Anche nel caso di carico induttivo, come in quello resistivo, La Vo=γ/T E_s

- CHOPPER RIDUTTORE (CARICO ATTIVO)

In molte applicazioni, in serie alla resistenza e dell'induttanza, il carico presenta una forza controelettromotrice E_c.

È possibile, mediante un carico attivo, ridurre l'o