Convertitori statici di energia

Conversione di Energia
• Conversione elettrica
Convertitori statici di energia
Considerazioni generali
•Le grandezze elettriche erogate al carico hanno
caratteristiche di ampiezza e frequenza diverse da
quelle dell’alimentazione
•Il convertitore statico ha rendimento molto alto
poiché è realizzato con componenti a basse perdite
Conversione di Energia
• Conversione elettro-meccanica
Azionamenti
Tipi di convertitori
Per le conversioni di energia
prevalentemente convertitori statici:
- ca/cc
si
usano
raddrizzatori
- ca/ca
•La grandezza di uscita è meccanica (coppia,
velocità, posizione)
•Il convertitore statico eroga le tensioni e le correnti
opportune (in ampiezza, fase e frequenza) per
controllare il motore
M. Zordan, 29/1/2004
- cc/ca
invertitori
- cc/cc
Tutti i convertitori impiegano interruttori elettronici
che consentono elevata velocità di operazione e
buon rendimento energetico
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Schema generale di un alimentatore di
tensione non regolato
Funzioni del trasformatore
• Isolamento tra alimentazione e carico
• Adattamento di tensione
• Possibilità di generare diverse tensioni tra loro
isolate (sistemi multiuscita)
Struttura del raddrizzatore
(a doppia semionda)
Caratteristiche
dell’alimentatore non regolato
• Rendimento elevato
Raddrizzatore a
ponte di Graetz
• Tensione di uscita non regolata
• varia se ug varia
• dipende dal carico
• Corrente d’ingresso deformata
Raddrizzatore
con trasformatore
a presa centrale
M. Zordan, 29/1/2004
• Trasformatore a 50 Hz (ingombrante e costoso)
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Alimentatore di tensione
con regolatore lineare
Caratteristiche dell’alimentatore
a regolazione lineare
• Uscita stabilizzata ad un valore fisso
• Semplice ed economico (IC commerciali)
• Rendimento basso (regolatore dissipativo)
• Utilizzabile per piccole potenze d’uscita
Alimentatore con regolatore switching
(SMPS: Switched Mode Power Supply)
Caratteristiche di un
alimentatore switching
• Manca il trasformatore a 50 Hz
• Tensione di uscita stabilizzata e regolabile
• Rendimento elevato
• Trasformatore ad AF (piccolo ed economico)
• Un solo convertitore cc/cc può fornire più uscite
isolate
• Utilizzabile per potenze anche elevate
• Circuito complesso
M. Zordan, 29/1/2004
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Convertitori CC/CC per azionamenti
• Alimentazione di motori in CC
Convertitori CC/CC per azionamenti
• Classi di funzionamento
• Regolazione delle grandezze meccaniche
tramite regolazione delle grandezze elettriche
(tensione variabile)
I2
I
• Convertitore a un quadrante
• Convertitori a due quadranti (poco usati)
• Convertitori a quattro quadranti
I
1
+
I2
U2
U2
U2
2
b)
+
U1
U2
-
-
a)
I2
I
c)
I
2
U
2
d)
I2
2
U
U2
2
e)
Convertitori CC/CC per azionamenti
• Alimentatore: convertitore switching
• Carico: motore CC (carico RLE)
• Integrazione delle funzionalità (p.e. filtraggio
delle armoniche di corrente effettuato
dall’induttanza del motore)
• Eliminazione dello stadio d’uscita (filtro) del
convertitore in impieghi di azionamento
• Importanza della forma d’onda di corrente, più
che quella della tensione d’uscita
M. Zordan, 29/1/2004
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