Redresoare

Redresoare

1 Generalitati

O mare parte din instalatiile industriale moderne utilizeaza energia electrica sub forma de curent continuu. In unele tari, energia de acest fel reprezinta 20-25 % din valoarea totala a energiei electrice consumata in industrie.

Dintre consumatorii importanti de curent continuu se pot mentiona electrochimia, tractiunea electrica, electronica, etc.

Elementele, dispozitivele din care sunt construite instalatiile electronice industriale, necesita -in majoritatea cazurilor -alimentarea in curent continuu.

Transformarea curentului altenativ din retelele de distributie in curent continuu se face cu circuite redresoare.

Prin circuit redresor, se intelege acel dispozitiv capabil sa transforme energia electrixca de curent alternativ obisnuit, de frecventa joasa, in energie electrica de curent continuu.

Majoritatea elementelor redresoare sunt dispozitive statice, care se pot clasifica in diverse tipuri dupa natura sursei de electroni, natura mediului descarcarii, natura si mediul electronilor, caracterul descarcarii etc.

Elementele redresoare prezinta o caracteristica curent-tensiune neliniara, ceea ce conduce la unele dificultati in prezentarea si analizarea lor. Pentru acest motiv, circuitele de redresare se vor studia considerandu-se dispozitivul redresor ca fiind ideal.

Elementul redresor ideal se considera echivalent cu un intrerupator care, in stare inchisa, are rezistenta nula, curentul in sens normal de circulatie, in stare deschisa interupe total curentul, care tinde sa circule in sens invers.

Caracteristica curent-tensiune a elementelor redresoare cu vid (kenotroane) si semiconductoare este neliniara si in regimul de conductie poate fi aproximata, prin idealizare, cu o linie dreapta ce trece prin origine.

Pentru elementele redresoare de tip gazotron si tip redresor cu arc cu mercur, caracteristica curent-tensiune se aproximeaza cu o linie verticala, paralela cu axa ordonatelor.

Redresorul este compus din trei parti principale si anume: elementul redresor, transformatorul si filtrul de netezire.

Elementul redresor este un element neliniar, care prezinta o rezistenta mica intr-un sens al curentului si o rezistenta mare in sens invers.

Transformatorul are rolul de a modifica valoarea tensiunii alternative a retelei de alimentare, in asa fel incat la iesirea redresorului sa se obtina tensiunea continua dorita.

Filtrul de netezire are rolul de a reduce pulsatiile tensiunii redresate astfel incat la iesire sa se obtina    practic o tensiune continua. Asemenea filtre se realizeaza de obicei cu elemente de circuit reactive, condensatoare si bobine (uneori si rezistente).

Redresoarele se pot clasifica din mai multe puncte de vedere, unele dintre acestea fiind enuntate mai jos:

Dupa principiul de functionare, redresoarele se impart in:

-redresoare electrice;

-redresoare mecanice (se folosesc rar);

Redresoarele electrice sunt de urmatoarele tipuri:

-redresoare electronice (cu diode cu vid: kenotroane);

-redresoare ionice (cu diode cu gaz: gazotroane, tiratroane, tuburi cu vapori de mercur);

-redresoare cu diode semiconductoare.

Dupa numarul fazelor redresate, redresoarele se pot clasifica in:

-redresoare monofazate;

-redresoare polifazate.

2 Parametrii redresoarelor

Parametrii cei mai importanti ai unui redresor sunt:

-tensiunea redresasta in sarcina: U (V);

-curentul redresat in sarcina: I (A);

-factorul de ondulatie in sarcina: =U /U , unde U reprezinta amplitudinea componentei de frecventa cea mai mica, din tensiunea de iesire;

-randamentul redresarii: = Pu/Pa, unde Pu este puterea utila de curent continuu (Pu=U I ); iar Pa -puterea data de transformator elementelor redresoare si rezistentei de sarcina, in care in afara de puterea utila Pu se dezvolta si o putere de c.a. datorita ondulatiilor tensiunii redresate.

Parametrii principali ai elementului redresor, care constituie partea esentiala a unui redresor, sunt urmatorii:

-curentul instantaneu maxim: Imax

-curentul mediu maxim: Iomax

-curentul invers maxim: Iinv    max

-tensiunea inversa maxima: Uinv max

-puterea disipata maxima: Pd max

-rezistenta interna in sens direct: Rd

-durata de functionare.

Schemele de redresare intalnite curent in practica, atat in cazul redresarii curentilor monofazati, cat si in cazul redresarii curentilor polifazati, sunt urmatoarele:

-scheme de redresare a unei singure alternante (redresor monoalternanta);

-scheme de redresare a ambelor alternante (redresor dubla alternanta), cu doua variante:

-scheme cu priza mediana;

-scheme in punte.

3 Redresarea unei singure alternante

Cel mai simplu redresor este redresorul cu o singura dioda (poate fi echipat cu diode cu vid sau cu diode semiconductoare)(Vezi anexa 1 Fig.1)

Tensiunea redresata si curentul redresat in sarcina. Secundarul transformatorului produce o tensiune alternativa cu o frecventa de 50 Hz (frecventa retelei), de o valoare adecvata pentru a produce tensiunea continua necesara sarcinii. Tensiunea alternativa din secundarul transformatorului face ca anodul diodei sa fie mai pozitiv sau mai negativ decat catodul diodei dupa cum in secundar este alternanta pozitiva sau negativa.

Dioda nu conduce decat in semialternanta pozitiva, iar curentul prin sarcina nu trece decat intr-un singur sens, si anume in cel aratat in figura. Este un curent continuu pulsatoriu, iar tensiunea la bornele sarcinii va fi pulsatorie.

Se arata simplu ca, in alternanta pozitiva, tensiunea redresata u la bornele sarcinii are o variatie sinusoidala, iar in alternanta negativa este nula.

4 Redresorul dubla alternanta

in redresarea ambelor alternante, se folosesc doua montaje fundamentale, si anume:

cu transformator cu priza mediana in secundar;

cu montaj in punte.

4.1Redresorul dubla alternanta cu priza mediana in secundar

Este cel mai intalnit circuit de redresare. Secundarul transformatorului este prevazut cu o priza mediana la masa, ceea ce face ca tensiunile ce apar l acapetele infasurarii secundare sa mai fie in antifaza. Aceasta inseamna ca niciodata unul din capetele acestei infasurari nu poate lua valoarea zero (masa), cand celalalt capat are valoarea maxima pozitiva sau negativa a tensiunii (caz valabil pentru transformatorul din redresarea monoalternanta), ci numai valoarea negativa sau espectiv valoarea pozitiva maxima a acestei tensiuni (Vezi anexa 1 Fig.2 )

Adaugarea celei de-a doua diode permite obtinerea in sarcina a unei tensiuni redresate diferite de zero pe durata ambelor alternante. Astfel, in sarcina se dezvolta o energie dubla fata de cea obtinuta la redresarea monoalternanta. Cand polaritatea este pozitiva, dioda D conduce si prin sarcina trece curentul I . Acest curent dezvolta in sarcina tensiunea redresata cu polaritatea indicata. In cealalta jumatate de perioada (alternanta negativa), polaritatea infasurarii secundare se schimba si conduce dioda D , ceea ce are ca rezultat trecerea prin sarcina a unui curent, in acelasi sens si egal cu cel din alternanta pozitiva. Rezultatul este o tensiune continua de doua ori mai mare decat in redresarea monoalternanta.

In cazul redresarii ambelor alternante, fata de redresarea monoalternanta, se constata urmatoarele:

-sunt redresate ambele alternante si, prin urmare, componentele continue U si I sunt mai mari;

-frecventa pulsatiei este dubla;

-tensiunea inversa pe dioda este dubla.

Pentru redresorul dubla alternanta, valoarea randamentului nu poate depasi valoarea de 80 %.

In concluzie, se observa ca redresorul dubla alternanta poseda performante superioare in comparatie cu cel monoalternanta: dublarea componentei de curent continuu, micsorarea componentei de curent alternativ, micsorarea componentei de curent alternativ, dublarea frecventei componentei alternative (filtrare mai usoara) si un randament ridicat.

4.2Redresorul dubla alternanta in punte

Redresorul in punte este, in multe privinte, similar cu redresorul cu transformator cu priza mediana. Din punctul de vedere al randamentului si al factorului de ondulatie ele nu se dosebesc, dar din punctul de vedere al tensiunii de iesire, ele prezinta diferente. Se va studia schema circuitului cu diode semiconductoare (Vezi anexa 1 Fig.3).

Se observa ca una din diagonalele (neprezentate) puntii este conectata pe intreaga infasurare a transformatorului, in timp ce pe cealalta diagonala a puntii se conecteaza sarcina R. In avest caz, nu mai este nevoie de priza mediana a infasurarii transformatorului si deci toata tensiunea infasurarii secundare se aplica sarcinii. In cazul cand tensiunea pe infasurarea secundara are polaritatea (+), curentul va terce prin diodele 3 si 4 (polarizate in sens direct), in sensul in care pe sarcina se produce o cadere de tensiune de polaritatea indicata. In decursul celeilalte alternante, polaritatea tensiunii din infasurarea secundara se schimba si deci vor conduce acum celelalte doua diode, si anume 1 si 2, iar in sarcina curentul va avea acelasi sens ca in timpul primei jumatati de perioada. In acest caz, circuitul se inchide astfel: capatul jos al infasurarii secundare, dioda 2, sarcina, dioda 1 si capatul superior al infasurarii secundare.

Valoarea tensiunii redresate, a curentului redresat si a curentului prin elementul redresor sunt acelasi ca si in montajul bialternanta cu priza mediana, cu deosebirea ca tensiunea maxima inversa devine de doua ori mai mica (diodele lucreaza in serie si deci pe fiecare dioda se repartizeaza jumatate din valoarea tensiunii maxime). In plus, exiosta posibilitatea conectarii directe a puntii la retea (fara transformator), atunci cand tensiunea retelei coincide cu cea din secundar.

Norme de tehnica securitatii muncii

- la lucrari de reparatii auto

Uneltele utilizate de echipa de reparatii precum si dispozitivele de ridicare trebuie sa fie in buna stare.

La locul in care se executa lucrari de reparatii, pardoselile de beton sa fie acoperite cu gratare de lemn pentru a preveni alunecarea muncitorilor.

In cazul folosirii lampilor de iluminat portative tensiunea de alimentare trebuie sa fie de 24 V.

In incaperile unde se face spalarea si degresarea pieselor cu lichid inflamabil este interzis fumatul sau accesul cu foc deschis.

Se interzice cu desavarsire spalarea si degresarea pieselor si a motorului cu benzina montate pe autoturism sau demontate. Spalarea si degresarea se vor face cu: petrol, motorina, apa cu detergent, numai in locurile special amenajate.

In cazul in care se spala sau se degreseaza motorul sau piesele anexe, montate pe autoturism, se vor scoate in mod obligatoriu bornele de la bateria de acumulatoare inainte de inceperea operatiei.

In cazul pieselor de precizie se admite spalarea lor cu spirt, dar numai in incaperile special amenajate, cu o instalatie de ventilatie corespunzatoare, sau in lipsa acesteia in aer liber.

Uneltele de percutie din otel, ciocanele, daltile nu trebuie sa prezinte deformari pe partea activa.

Cozile si manerele vor fi bine fixate pe unealta respectiva.

Vinciurile, cricurile, macaralele, rampele suspendate, precum si orice dispozitiv care se utilizeaza la ridicarea autovehiculelor vor trebui sa indeplineasca conditiile tehnice corespunzatoare.

Manipularea, ridicarea, montarea agrtegatelor mari vor fi facute cu dispozitive mecanice.

ANEXE

Anexa 1

Fig.1 Redresorul monoalternanta

Fig.2 Redresorul dubla alternanta cu priza mediana in secundar

Fig.3 Redresorul dubla alternanta in punte

Bibliografie

Tocaiuc, G. -Instalatii si echipamente auto, editura Didactica si pedagogica, Bucuresti, 1994

Airinei, G., si colectiv -Componente si circuite electronice, editura Didactica si pedagogica, Bucuresti, 1976