ELETTRONICA DI POTENZA

Sistemi elettronici di conversione (conversione ac-dc, ac-ac, dc-dc,

dc-ac)

Cenni su alcuni componenti raddrizzanti elementari

Diodo, tiristore, contattore statico

DiodoElemento raddrizzatore non controllabile

Tiristore

Elemento raddrizzatore controllabile

Contattore statico

Nel tiristore tradizionale si ha un solo comando destinato ad innescare la conduzione. Nel contattore statico abbiamo un ulteriore comando per l’estinzione della i. Si possono usare particolari tiristori a spegnimento controllato o transistori o più tiristori + circuiti ausiliari .

Elemento raddrizzatore controllabile

Classificazione dei dispositivi

Sono possibili diversi criteri di classificazione: ad es. sulla base delle funzioni svolte (variatori o regolatori di corrente, raddrizzatori,convertitori di corrente, inverter, convertitori di frequenza) oppure sulla base della commutazione (passaggio della conduzione da un elemento raddrizzante ad un altro) distinguendo tra:

• Dispositivi con commutazione (naturale o forzata); la commutazione naturale avviene esclusivamente per i valori assunti da v ed i; quella forzata per l’intervento di un contattore statico.

• Dispositivi senza commutazione

Variatori o regolatori di corrente

Conversione ac-ac

Conversione dc-dc

Raddrizzatori semplici e controllati

Nei raddrizzatori semplici la tensione in uscita non è regolabile e può essere data da:

con k fisso e dipendente dal tipo di raddrizzatore. Nei raddrizzat. controllati

con h variabile con continuità da 0 ad 1 in funzione del segnale di comando.

tVv sin2 11 12 2VkV 10 k

12 2VhkV 10 k

Dominio di lavoro dei raddrizzatori semplici e controllati

La corrente in uscita I2 è unidirezionale con verso imposto dagli elementi raddrizzanti. Se per il bipolo collegato all’uscita del raddrizzat.re si adopera la convenz.ne dell’utilizzatore, il luogo dei possibili valori di V2 ed I2 si trova nel primo quadrante del piano I2, V2 Il flusso della potenza P= V2 I2 è unidirezionale dall’ingresso all’uscita.

Convertitori di corrente

Conversione ac-dc realizzata da particolari raddrizzatori controllati in grado di invertire V2:

Il luogo dei punti I2,V2 appartiene al I ed al IV quadrante. La potenza P può cambiare di segno ed il suo flusso è bidirezion.

12 2VhkV 10 kbha 10 a 10 b

tVv sin2 11

Inverter

Conversione dc-ac. La tensione in uscita è periodica non sinusoidale di valore efficace V2. Sono regolabili la frequenza f e V2 in funzione dei segnali applicati ai canali di comando.

Convertitore di frequenza

Conversione ac-ac. La tensione in uscita è periodica non sinusoidale di valore efficace V2. Sono regolabili la frequenza f e V2 in funzione dei segnali applicati ai canali di comando.

Ponti raddrizzatori (conversione ac-dc)

Raddrizzatori semplici e controllati, convertitori di corrente

Ponte a diodi (ponte di Graetz)

dt

di

L

vR 220

se 22 tancos IteiL

1v

t

12V

0 2

t

2I

tVv sin2 11

Ponte a diodi (ponte di Graetz)

2I

11

0

2

22)()sin(2

1VtdtVV

Ponte a tiristori

2I

LR,

t

t

gcv

3

2

cos22

)()sin(21

112 VtdtVV

Ponte semicontrollato

LR,

2I

t

t

2

2vBAv

)cos1(22

)()sin(21

112 VtdtVV

Variatori di corrente

Variatori di corrente alternata e di corrente continua

Variatore di corrente alternata (carico puramente ohmico)

R i1i

2i

t

t

Variatore di corrente alternata (carico puramente induttivo)

L

1i

2i

t

t

)sin(2 1 tVdt

diL 0

1 )cos(2

ItL

Vi

per t 0i

cos2 1

0 L

VI )cos(cos

2 1 tL

Vi

%

Variatore di corrente alternata (carico puramente induttivo)

Corrente:

si annulla per:

Deve essere:

)cos(cos2 1 tL

Vi

2t

2/

2

Variatore di corrente continua (Chopper)

t

t

t

t

t

2vpT

ct Dt

2V

1V

aa

sa

1i

2I1I

DI 2I

Di12 V

tt

tV

dc

c

21 Itt

tI

dc

c

2211 IVIV

INVERTER

Convertitori di frequenza

1v iv 2v

1f 2f0if

%

%