Prostowniki to przekształtniki energoelektroniczne służące do łączenia sieci napięcia przemiennego z siecią napięcia stałego. Uzyskane napięcie wyjściowe bezpośrednio na prostowniku jest napięciem jednokierunkowym pulsującym. Aby wygładzić przebieg napięcia na wyjściu, stosuje się kondensatory wygładzające. Użycie dławików pozwala na wygładzenie prądu.
Podstawowy podział prostowników wiąże się z możliwościami sterowania zastosowanych przyrządów półprzewodnikowych. Prostowniki niesterowane zbudowane są z diod. Wartość średnia napięcia wyprostowanego w stanie jałowym UIndeks dolny d0d0 zależy od układu połączeń prostownika, liczby faz i napięcia zasilającego.
Prostowniki sterowane zbudowane są z tyrystorów. Dzięki temu możliwa staje się regulacja wartości średniej napięcia wyprostowanego UIndeks dolny dd poprzez zmianę kąta wysterowania tyrystorów αalfa, mierzonego od punktu komutacji naturalnej.
R14xF3AA7I2AF
Ilustracja przedstawia kwadrat. W lewym górnym rogu znajduje się znak fali. W prawym dolnym rogu znajduje się symbol minus. Od lewego dolnego rogu ciągnie się do środka ukośna linia. Od prawego górnego rogu ciągnie się do środka ukośna linia. Od ściany prawej oraz lewej ciągną się do zewnątrz poziome linie. W środku znajduje się pozioma linia, na której opisany jest trójkąt i pionowa kreska.
Rys. 7.1 Symbol prostownika
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
Układy prostownikowe można podzielić na:
sterowane (z tyrystorami SCR),
niesterowane (diodowe).
W obydwu powyższych grupach można dokonać podziału uwzględniającego sposób zasilania i topologię układu:
Parametry charakteryzujące prostownik to przede wszystkim:
sprawność energetyczna,
napięcie zasilania,
wartość skuteczna napięcia wyjściowego,
stałe składowe napięcia wyjściowego i prądu wyjściowego,
dopuszczalny prąd wyjściowy.
Najprostszym prostownikiem jest układ jednopołówkowy czyli jednopulsowy (Rys. 7.2), w którym w obwód włączona jest pojedyncza dioda. Układ taki jest jednak bardzo rzadko stosowany wskutek występowania dużych tętnień napięcia wyjściowego. Ponadto energia źródła wykorzystywana jest tylko przez pół okresu. Wprowadza to dużą niesymetrię obciążenia obwodu prądu przemiennego. Układ prostownika jednopołówkowego stosuje się jedynie w układach niewielkiej mocy.
RjXAGTbQxcfq3
Ilustracja przedstawia schemat i wykres. Schemat: Po lewej znajdują się na jednej linii po lewej dwa punkty. Od punktu górnego biegnie w prawo linia, skręca w dół, trzykrotnie wybrzusza się, biegnie dalej w dół, po czym skręca w lewo i dociera do punktu położonego niżej. Obszar między punktami opisany jest jako fala te z indeksem dolnym er. Obok wybrzuszenia znajduje się pionowa linia, po przeciwnej stronie linii znajduje się symetryczne odbicie. Obok wybrzuszeń po prawej stronie wzdłuż biegnie strzałka od dołu do góry opisana jako u z indeksem dolnym dwa. Linia powyżej wybrzuszenia skręca w prawo, przechodzi przez punkt de, po czym zamienia się w strzałkę i z indeksem dolnym de prowadzi do białego punktu. Dalej biegnie w prawo, potem skręca w dół, przechodzi przez punkt er z indeksem dolnym zero, następnie skręca w lewo. Przechodzi przez biały punkt, biegnie w lewo, po czym skręca w górę do ściany z wybrzuszeniami. Od białego punktu na dolnej poziomej linii do punktu na górnej poziomej linii biegnie strzałka opisana U z indeksem dolnym de. Wykres: Oś pozioma opisana jest jako omega te. Na osi poziomej zaznaczone są wartości pi, dwa pi oraz trzy pi. Oś pionowa opisana jest jako u z indeksem dolnym de. Na wykresie zaznaczone są cztery parabole. Pierwsze dwie wchodzą od punktu zero, a kończą się na wysokości pi. Parabola osiągająca szczyt wyżej opisana jest jako u z indeksem dolnym de, niższa parabola opisana jest jako i de.Trzecia i czwarta wchodzą od punktu dwa pi, a kończą się na wysokości trzy pi. Parabola osiągająca szczyt wyżej opisana jest jako u z indeksem dolnym de, niższa parabola opisana jest jako i de.
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
Kolejnym układem jest prostownik pełnookresowy - dwupołówkowy (inaczej: dwupulsowy) (Rys. 7.3), który składa się z dwóch diod mocy podłączonych do obciążenia. Układ taki stanowi złożenie dwóch prostowników jednopołówkowych, z których każdy odpowiada za przewodzenie prądu obciążenia w połówce napięcia zasilającego. W tym przypadku dla dodatniej połówki napięcia zasilającego przewodzi dioda DIndeks dolny 11, a dla ujemnej dioda DIndeks dolny 22.
RwVuZ4snEodXT
Ilustracja przedstawia schemat i wykres.
Schemat: Po lewej znajdują się na jednej linii po lewej dwa punkty. Od punktu górnego biegnie w prawo linia, skręca w dół, trzykrotnie wybrzusza się, biegnie dalej w dół, po czym skręca w lewo i dociera do punktu położonego niżej. Obszar między punktami opisany jest jako fala te er. Obok wybrzuszenia znajduje się pionowa linia. Po prawej stronie pionowej linii znajduje się kolejna linia. Linia wybrzusza się trzykrotnie, biegnie dalej w górę, przechodzi przez czarny punkt, znów wybrzusza się trzykrotnie. Na wysokości dolnego wybrzuszenia znajduje się strzałka w górę opisana jako u z indeksem dolnym dwa. Na wysokości górnego wybrzuszenia znajduje się strzałka w górę opisana u z indeksem dolnym dwa. Od dwóch końców pionowej linii biegnie w prawo po jednej linii. Górna linia przechodzi przez punkt de z indeksem dolnym jeden, następnie linia przemienia się w strzałkę i de z indeksem dolnym jeden, po czym skręca rozdwaja się. Pierwsza część biegnie w dół i łączy się z linią na dole, która przeszła przez punkt de z indeksem dolnym dwa, a następnie zamieniła się w strzałkę i de z indeksem dolnym dwa. Górna linia biegnie dalej w prawo, zamienia się na strzałkę i de, po czym rozdwaja się. Pierwsza część biegnie w prawo, przechodzi przez biały punkt, biegnie dalej w prawo, następnie w dół. Przechodzi przez prostokąt er z indeksem dolnym zero, biegnie dalej w dół, po czym skręca w lewo, przechodzi przez biały punkt. Z dolnego białego punktu do górnego prowadzi strzałka opisana u z indeksem dolnym de. Linia po przejściu przez dolny biały punkt, biegnie dalej w lewo, po czym skręca do góry i po przejściu przez czarny punkt, biegnie do góry przechodząc przed dwie poziome linie opisane ce i łączy się z poziomą linią między strzałką i de oraz białym punktem. Między czarnymi kropkami, ta położoną między wybrzuszeniami, a tą położoną przez punktem ce znajduje się linia łącząca je. Wykres: na osi poziomej omega te oznaczone są wartości zero, pi, dwa pi, trzy pi. Na końcu osi poziomej znajduje się opis U z indeksem dolnym de. Na wykresie znajduje się sześć paraboli. Dwie pierwsze wychodzą od zera do pi nad niższą równanie i z indeksem dolnym de równa się i z indeksem dolnym de jeden. Nad wyższą znajduje się napis u z indeksem dolnym de. Dwie kolejne wychodzą od pi do dwa pi nad niższą równanie i z indeksem dolnym de równa się i z indeksem dolnym de dwa. Nad wyższą znajduje się napis u z indeksem dolnym de. Dwie kolejne wychodzą od dwa pi do trzy pi, nad niższą równanie i z indeksem dolnym de równa się i z indeksem dolnym de jeden. Nad wyższą znajduje się napis u z indeksem dolnym de.
Rys. 7.3 Prostownik dwupołówkowy czyli dwupulsowy.
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
Wadą tego typu prostownika pełnookresowego jest konieczność zastosowania transformatora o większej mocy z dwoma oddzielnymi i identycznymi uzwojeniami po stronie wtórnej. Powoduje to zwiększenie kosztu całego urządzenia.
Aby wyeliminować wady prostownika pełnookresowego, stosuje się układ mostkowy. Zastosowano w nim cztery diody prostownicze, które połączono w konfigurację mostka Graetza (Rys. 7.4). Przebiegi napięcia uzyskuje się w tym prostowniku analogiczne jak dla prostownika pełnookresowego.
R81KMbMBL4Yre
Ilustracja przedstawia schemat. Po lewej stronie schematu znajdują się na jednej linii po lewej dwa punkty. Od punktu górnego biegnie w prawo linia, skręca w dół, trzykrotnie wybrzusza się, biegnie dalej w dół, po czym skręca w lewo i dociera do punktu położonego niżej. Obszar między punktami opisany jest jako fala te z indeksem dolnym er. Obok wybrzuszenia znajduje się pionowa linia. Po prawej stronie pionowej linii znajduje się linia. Linia wybrzusza się trzykrotnie. Na wysokości wybrzuszenia znajduje się strzałka skierowana do góry opisana jako u z indeksem dolnym dwa. Linia, na której znajduje się wybrzuszenie po prawej stronie pionowej linii, skręca w prawo, potem do dołu, łączy się z rogiem kwadrata zlokalizowanego w centrum schematu. Na każdej ścianie kwadratu znajduje się symbol. Na górnej prawej ścianie symbol de z indeksem dolnym jeden. Na górnej lewej ścianie symbol de z indeksem dolnym cztery. Na dolnej prawej ścianie symbol de z indeksem dolnym dwa. Na dolnej lewej ścianie symbol de z indeksem dolnym trzy. Linia wychodząca z dolnego rogu prowadzi w dół, po czym skręca w lewo i łączy się z wybrzuszającą się linią po prawej stronie od pionowej linii. Z prawego kąta wychodzi linia, biegnie w lewo, potem do góry, następnie w prawo. Potem biegnie w dół i rozdwaja się. Linia biegnie w prawo, przechodzi przez biały punkt, biegnie dalej w prawo, następnie w dół. Przechodzi przez prostokąt er z indeksem dolnym zero, biegnie dalej w dół, po czym skręca w lewo, przechodzi przez biały punkt. Z dolnego białego punktu do górnego prowadzi strzałka opisana jako u z indeksem dolnym de. Linia po przejściu przez dolny biały punkt biegnie dalej w lewo, po czym skręca do góry i po przejściu przez czarny punkt, biegnie do góry, następnie skręca w lewo do najbardziej wystawionego na prawo kąta. Druga część biegnie w dół, przechodzi przez dwie krótkie poziome kreski opisane literą ce i łączy się z dolną linią w czarnym punkcie.
Rys. 7.4 Prostownik dwupołówkowy w układzie mostka Graetza
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
RRam0E5kwdeVP
Ilustracja przedstawia schemat. Po lewej stronie schematu znajdują się na jednej linii po lewej dwa punkty. Od punktu górnego biegnie w prawo linia, skręca w dół, trzykrotnie wybrzusza się, biegnie dalej w dół, po czym skręca w lewo i dociera do punktu położonego niżej. Obszar między punktami opisany jest jako fala te z indeksem dolnym er. Obok wybrzuszenia znajduje się pionowa linia. Po prawej stronie pionowej linii znajduje się linia. Linia wybrzusza się trzykrotnie. Na wysokości wybrzuszenia znajduje się strzałka do góry opisana jako u z indeksem dolnym dwa. Linia, na której znajduje się wybrzuszenie po prawej stronie pionowej linii, skręca w prawo, pod nią znajdują się zielone strzałki wskazujące w prawo, powyżej czerwone strzałki pokazujące w lewo. Potem do dołu, łączy się z rogiem kwadratu zlokalizowanego w centrum schematu. Na każdej ścianie kwadratu znajduje się symbol. Na górnej prawej ścianie symbol de z indeksem dolnym jeden i zielone strzałki pokazujące w dół. Na górnej lewej ścianie symbol de z indeksem dolnym cztery oraz czerwona strzałka pokazująca w górę. Na dolnej prawej ścianie symbol de z indeksem dolnym trzy i zielone strzałki pokazujące w dół. Na dolnej lewej ścianie symbol de z indeksem dolnym dwa i czerwona strzałka pokazująca w górę. Linia wychodząca z dolnego rogu prowadzi w dół, nad nią znajduje się zielona strzałka pokazująca w lewo, pod nią czerwona strzałka pokazująca w prawo. Następnie skręca w lewo i łączy się z wybrzuszającą się linią po prawej stronie od pionowej linii. Z prawego kąta wychodzi linia, biegnie w lewo, potem do góry, następnie w prawo. Nad linią znajduje się czerwona strzałka pokazująca w prawo oraz zielona strzałka pokazująca w prawo. Potem biegnie w dół i rozdwaja się. Linia biegnie w prawo, przechodzi przez biały punkt, biegnie dalej w prawo, nad linią znajduje się czerwona strzałka w prawo, pod linią zielona strzałka w prawo Następnie linia skręca w dół. Przechodzi przez prostokąt er z indeksem dolnym zero, pod obydwóch jego stronach znajdują się strzałki wskazujące do dołu. Linia biegnie dalej w dół, po czym skręca w lewo, przechodzi przez biały punkt. Z dolnego białego punktu do górnego prowadzi strzałka opisana u de. Linia po przejściu przez dolny biały punkt, nad linią znajduje się zielona strzałka wskazująca lewo, pod linią czerwona strzałka wskazująca kierunek w lewo. Linia biegnie dalej w lewo, po czym skręca do góry i po przejściu przez czarny punkt, biegnie do góry, po obu jej stronach znajdują się strzałki wskazujące do góry.Następnie linia skręca w lewo do najbardziej wystawionego na prawo kąta. Druga część biegnie w dół, przechodzi przez dwie krótkie poziome kreski opisane literą ce i łączy się z dolną linią w czarnym punkcie.
Rys. 7.5 Prostownik dwupołówkowy w układzie mostka Graetza. Kolor zielony - kierunek przepływu prądu dla połówki dodatniej; kolor czerwony - kierunek przepływu prądu dla połówki ujemnej.
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
Praca prostownika w układzie mostkowym polega na przewodzeniu pary diod DIndeks dolny 11 i DIndeks dolny 22 dla dodatniej połówki napięcia zasilania oraz DIndeks dolny 33 i DIndeks dolny 44 dla ujemnej połówki. Prąd płynący przez obciążenie RIndeks dolny 00 ma w tych stanach ten sam kierunek.
Prostownik dwupołówkowy, podobnie jak każdy prostownik jednofazowy, charakteryzuje się dużymi tętnieniami napięcia wyjściowego. Aby je zmniejszyć na wyjściu prostownika podłącza się kondensator wygładzający napięcie. Proces wygładzania związany jest z naprzemiennym ładowaniem i rozładowywaniem kondensatora (Rys. 7.6).
RN7rrxMFFBHAo
Ilustracja przedstawia wykres. Jest to wykres omega te od u z indeksem dolnym de. Na wykresie przedstawiono przebieg napięcia bez kondensatora oraz ładowanie i rozładowanie.
Wartość średnią napięcia wyprostowanego dla prostowników jednofazowych bez zastosowania kondensatora wygładzającego wyznacza się z wzorów ( jest to wartość skuteczna strony wtórnej transformatora zasilającego prostownik):
dla prostownika jednopołówkowego:
dla prostownika dwupołówkowego:
bg‑azure
Prostowniki sterowane
Na Rys. 7.7 przedstawiono podstawowy schemat prostownika jednopulsowego.
RqMOsQtqbCX75
Ilustracja przedstawia schemat. Po lewej stronie znajdują się dwa białe punkty. Od punktu położonego niżej do tego wyżej prowadzi strzałka opisana jako u z indeksem dolnym jeden. Od górnego punktu biegnie w prawo linia, następnie skręca w dół, trzykrotnie wybrzusza się, biegnie dalej w dół, następnie skręca w lewo i biegnie do niżej położonego punktu po lewej stronie schematu. Na wysokości potrójnego wybrzuszenia po jego prawej stronie znajduje się pionowa kreska, nad kreską znajduje się oznaczenie te z indeksem dolnym er. Po prawej stronie kreski znajduje się trzykrotne wybrzuszenie. Linia biegnie do góry, po czym skręca w prawo, przechodzi przez biały punkt, biegnie dalej w prawo, przechodzi przez symbol oznaczony literą te, zamienia się w strzałkę opisaną i z indeksem dolnym de, biegnie dalej do kolejnego białego punktu. Od wybrzuszenia biegnie w dół linia, skręca w prawo, przechodzi przez biały punkt. Od tego punktu, do pierwszego białego punktu na górnej linii poprowadzona jest strzałka opisana U z indeksem dolnym dwa, linia biegnie dalej w prawo do białego punktu. Od tego białego punktu poprowadzona jest w górę strzałka do drugiego białego punktu położonego na linii górnej za strzałką i z indeksem dolnym de. Strzałka opisana jest jako u z indeksem dolnym de.
Rys. 7.7 Prostownik jednofazowy, jednopulsowy
Na następnych rysunkach przedstawiono odpowiednie przebiegi prądów i napięć dla obciążenia typu R (Rys. 7.8), RL (Rys. 7.9).
R1ewNAzXfgadV
Na ilustracji znajdują się trzy wykresy jeden pod drugim. Oś pozioma opisana jest jako omega te, oś pionowa opisana jest jako u z indeksem dolnym alfa. Na wykresie umieszczona została jednostajnie wzrastająca i opadająca poniżej zera parabola. Cały fragment powyżej zera opisany jest jako U z indeksem dolnym wu. Fragment wznoszenia się linii opisany jest jako U indeksem dolnym es. Fragment powyżej zera wykluczając moment wznoszenia opisany jest alfą oraz równaniem U z indeksem dolnym alfa równa się u z indeksem dolnym er. Od momentu wznoszenia do momentu wznoszenia się kolejnej paraboli jest odległość dwa pi.
Rys. 7.8 Przebiegi napięć, prądu i impulsu sterującego w prostowniku jednopulsowym dla obciążenia typu R.
Źródło: Na podstawie: Maciej Tondos, Podstawy energoelektroniki, licencja: CC BY 3.0.
RYw0t2k1Mt0tN
Na ilustracji znajdują się trzy wykresy jeden pod drugim. Oś pozioma opisana jest jako omega te, oś pionowa opisana jest jako u z indeksem dolnym alfa. Na wykresie umieszczona została jednostajnie wzrastająca i opadająca poniżej zera parabola. Fragment wznoszenia się linii opisany jest jako U z indeksem dolnym es. Od momentu wznoszenia do momentu wznoszenia się kolejnej paraboli jest odległość dwa pi. Szczyt paraboli zlokalizowany poniżej zera oznaczony jest jako u z indeksem dolnym dwa. Szczyt paraboli zlokalizowany powyżej zera opisany jest jako u z indeksem dolnym de.
Rys. 7.9 Przebiegi napięć, prądu i impulsu sterującego w prostowniku jednopulsowym dla obciążenia typu RL.
Źródło: Na podstawie Maciej Tondos, Podstawy energoelektroniki, licencja: CC BY 3.0.
Załączenie tyrystora jest możliwe tylko w przypadku jego dodatniej polaryzacji, czyli w zakresie kątów załączenia . W przypadku obciążenia typu R (Rys. 7.8) na wyjściu układu prostownikowego pojawiają się tylko dodatnie fragmenty sinusoidy. W przypadku obciążenia typu RL (Rys. 7.9) napięcie wyjściowe zawiera także składową ujemną, powodując spadek średniej wartości napięcia wyprostowanego. Aby wyeliminować to zjawisko stosuje się układ, w którym dodano tzw. „diodę zerową” (Rys. 7.10). Odpowiednie przebiegi prądów i napięć przedstawiono na Rys. 7.11. Na wyjściu układu otrzymuje się tylko dodatnie wartości napięcia i prądu - w tym układzie praca falownikowa nie jest możliwa.
R161tgZlFOu0I
Ilustracja przedstawia schemat. Po lewej znajdują się na jednej linii dwa punkty. Od dolnego do górnego poprowadzona jest strzałka opisana jako u z indeksem dolnym jeden. Od punktu górnego biegnie w prawo linia, skręca w dół, trzykrotnie wybrzusza się, biegnie dalej w dół, po czym skręca w lewo i dociera do punktu położonego niżej. Obok wybrzuszenia znajduje się pionowa linia. Po przeciwnej stronie linii znajduje się symetryczne odbicie. Linia powyżej wybrzuszenia umieszczonego po prawej stronie pionowej linii skręca w prawo, przechodzi przez biały punkt, następnie punkt opisany jako te, po czym zamienia się w strzałkę z indeksem dolnym de. Przechodzi przez biały punkt. Biegnie dalej w prawo, przechodzi przez czarny punkt, zamienia się w strzałkę opisaną jako: i z indeksem dolnym de, biegnie dalej w prawo, skręca w dół. Przechodzi przez prostokąt er, następnie przez trzykrotne wybrzuszenie opisane literą el. Linia skręca w lewo. Przechodzi przez czarny punkt. Z czarnego punktu do czarnego punktu położonego na linii górnej poprowadzona jest linia, przechodzi ona przez symbol trójkąta z poziomą linią na jego najmniejszym kącie. Dolna linia biegnie dalej w lewo, przechodzi przez biały punkt. Z białego punktu do punktu białego na linii górnej poprowadzona jest strzałka opisana u z indeksem dolnym de. Dolna linia biegnie dalej w lewo, przechodzi przez kolejny biały punkt. Z tego punktu poprowadzona jest strzałka do białego punktu położonego na górnej linii, w jednej linii z punktem dolnym. Strzałka jest opisana u z indeksem dolnym dwa. Dolna linia biegnie dalej w lewo, po czym skręca w górę do ściany z wybrzuszeniami.
Rys. 7.10 Prostownik jednopulsowy z diodą zerową.
Źródło: Na podstawie Maciej Tondos, Podstawy energoelektroniki, licencja: CC BY 3.0.
RYP9MmfDYBDq5
Ilustracja przedstawia dwa wykresy narysowane jeden pod drugim. Pionowa oś wykresu górnego opisana jest jako u z indeksem dolnym de, pozioma oś wykresu opisana jest jako omega te. Na pionowej osi dolnego znajduje się wartość i z indeksem dolnym de, na poziomej omega te. Na górnym wykresie znajdują się parabole. Najwyższy punkt paraboli opisany jest jako u z indeksem dolnym de, najniższy jako u z indeksem dolnym dwa. Parabola schodzi na poziom zera na wysokości liczby pi na osi poziomej, przekracza zero wznosząc się do góry na wysokości dwa pi. Na niższym wykresie zaznaczona jest podwójną strzałką odległość między połową wysokości paraboli umieszczonej na wykresie powyżej a miejscem, w którym parabola przecięła punkt zero względem osi iks. Opisane jest to równaniem alfa z indeksem dolnym dwa równa się pi minus fał z indeksem dolnym dwa.Na niższym wykresie zaznaczona jest podwójną strzałką odległość między miejscem, gdzie parabola przecięła punkt zero względem osi iks a miejscem, w którym kolejna parabola osiągnęła połowę swojej wysokości. Jest to opisane wzorem alfa z indeksem dolnym ef znak równości pi minus fał z indeksem dolnym zet.
Rys. 7.11 Przebiegi napięć i prądu w prostowniku jednopulsowym z diodą zerową dla obciążenia typu RL
Źródło: Na podstawie Maciej Tondos, Podstawy energoelektroniki, licencja: CC BY 3.0.
bg‑azure
Prostowniki dwupulsowe
Na Rys. 7.12 przedstawiono możliwe konfiguracje prostowników dwupulsowych. Układ z panelu a) złożony jest z typowego jednofazowego, dwuuzwojeniowego transformatora i czterech tyrystorów w układzie mostkowym. W takim układzie możliwe jest tez zastosowanie dwóch tranzystorów i dwóch diod. Na panelu b) pokazano układ wymagający zastosowania dwóch tyrystorów i jednofazowego transformatora trójuzwojeniowego.
RIiWyxGI4wyVB
Ilustracja przedstawia dwa schematy. Schemat mostkowy: Po lewej stronie schematu znajdują się dwa białe punkty. Od punktu położonego niżej do tego wyżej prowadzi strzałka opisana jako u z indeksem dolnym jeden. Od górnego punktu biegnie w prawo linia, następnie skręca w dół, trzykrotnie wybrzusza się, biegnie dalej w dół, następnie skręca w lewo i biegnie do niżej położonego punktu po lewej stronie schematu. Na wysokości potrójnego wybrzuszenia po jego prawej stronie znajduje się pionowa kreska, nad kreską znajduje się oznaczenie te z indeksem dolnym er. Po prawej stronie kreski znajduje się trzykrotne wybrzuszenie. Linia biegnie do góry, po czym skręca w prawo. Przechodzi przez biały punkt i łączy się z długą pionową linią. Od wybrzuszenia biegnie w dół linia, skręca w prawo, przechodzi przez biały punkt, krzyżuje się z linią, z którą łączy się górna pozioma linia i dociera do równoległej do pionowej linii, linii położonej bardziej na prawo. Od dolnego białego punktu do górnego przebiega strzałka opisana jako u z indeksem dolnym dwa. Na pierwszej pionowej linii znajdują się trójkąty z dwiema kreseczkami opisane jako te z indeksem dolnym trzy oraz te z indeksem dolnym jeden. Na drugiej pionowej linii znajdują się trójkąty z dwiema kreseczkami opisane jako te z indeksem dolnym cztery oraz te z indeksem dolnym dwa. Z pierwszej pionowej kreski ciągnie się w prawo linia, przechodzi przez czarny punkt, z którego pociągnięta jest druga pionowa linia, biegnie dalej w prawo, zamienia się w strzałką opisaną ia, biegnie przez biały punkt, po czym skręca w dół, biegnie przez prostokąt opisany odebe. Biegnie dalej w dół, po czym skręca w lewo, przechodzi przez biały punkt. Od białego punktu na dole do białego punktu na górnej linii biegnie strzałka opisana u z indeksem dolnym trzy. Dolna linia biegnie dalej w lewo, przechodzi przez czarny punkt, z którego ciągnie się druga pionowa linia, po czym skręca w górę łącząc się z pierwszą pionową linią. Schemat drugi, dwuelementowy: Po lewej znajdują się na jednej linii po lewej dwa punkty. Od punktu na dole, do punktu górnego biegnie strzałka opisana jako u z indeksem dolnym jeden. Od punktu górnego biegnie w prawo linia, skręca w dół, trzykrotnie wybrzusza się, biegnie dalej w dół, po czym skręca w lewo i dociera do punktu położonego niżej. Obszar między punktami opisany jest jako fala te z indeksem dolnym er. Obok wybrzuszenia znajduje się pionowa linia. Po prawej stronie pionowej linii znajduje się linia. Linia wybrzusza się trzykrotnie, biegnie dalej w górę, przechodzi przez czarny punkt, znów wybrzusza się trzykrotnie. Między wybrzuszeniami ma koniec linia en biegnąca w prawo ze strzałką opisaną jako i a wskazującą lewą stronę, linia przechodzi przez prostokąt opisany odebe, poniżej prostokąta strzałka w prawą stronę z napisem u z indeksem dolnym de. Drugi koniec linii łączy się z pionową linią znajdującą się po prawej stronie schematu. Linia biegnąca od górnego wybrzuszenia, skręca w prawo, przechodzi przez biały punkt. Do tego punktu od linii oddzielającej wybrzuszenia biegnie strzałka opisana jako u z indeksem dolnym dwa a. Linia biegnie dalej, przechodzi przez trójkąt z dwiema kreseczkami opisany jako te z indeksem dolnym jeden. Biegnie dalej w prawo, następnie w dół, tworząc pionową kreskę po prawej stronie schematu, z którą łączy się linia mająca koniec między wybrzuszeniami. Linia biegnie dalej do dołu, skręca z lewo, przechodzi przez punkt te z indeksem dolnym dwa, oznaczony trójkątem z dwiema kreseczkami, biegnie dalej w lewo i przechodzi przez biały punkt. Do białego punktu od środkowej linii poprowadzona jest w dół strzałka opisana u z indeksem dolnym dwa be. Linia biegnie dalej w lewo, po czym skręca do góry i łączy się z dolnym wybrzuszeniem.
Rys. 7.12 Prostownik jednofazowy, dwupulsowy, a) mostkowy; b) dwuelementowy
Źródło: Na podstawie Maciej Tondos, Podstawy energoelektroniki, licencja: CC BY 3.0.
R1J92gzbBwJor
Na ilustracji znajdują się trzy wykresy jeden pod drugim. Oś pozioma to na każdym wykresie omega te. Oś pionowa górnego wykresu ma oznaczenie u z indeksem dolnym de, oś pionowa środkowego wykresu opisana jest jako i z indeksem dolnym de, a oś pionowa dolnego jako i gie. Na górnym wykresie przedstawiona jest parabola. Na paraboli zaznaczone są punkty u z indeksem dolnym dwa a, u z indeksem dolnym de oraz u z indeksem dolnym dwa pe. Punkt U z indeksem dolnym dwa a oznaczony jest w miejscu oddalonym o fał z indeksem dolnym zet od początku wzrostu paraboli. Między wzrostem paraboli powyżej zera, a opadnięciem poniżej jest odległość równa pi. Od punktu U z indeksem dolnym dwa a oraz punktu przecięcia linii paraboli punktu zero pociągnięte są przerywane linie przez dwa poniższe wykresy. Na środkowym wykresie linie te ograniczają obszar opisany równaniem i z indeksem dolnym de znak równości i z indeksem dolnym te jeden. Na dolnym wykresie odległość między przerywanymi liniami określona jest jako alfa z indeksem dolnym te znak równości pi minus fał z indeksem dolnym zet. Na dolnym wykresie znajdują się trzy słupki. Swój początek maja na wysokości punktu u z indeksem dolnym dwa a. Opisane są jako te jeden, te dwa, te jeden. Między początkiem pierwszego słupka a początkiem trzeciego oznaczona jest odległość dwa pi.
Rys. 7.13 Przebiegi napięć, prądu i impulsu sterującego w prostowniku jednofazowym, dwupulsowym dla obciążenia typu R
Źródło: Na podstawie Maciej Tondos, Podstawy energoelektroniki, licencja: CC BY 3.0.
R1dpqPpwExm6g
Na ilustracji znajdują się dwa podwójne wykresy. Wykres a jest to wykres omega te od u z indeksem dolnym de. Przez wykres biegną parabole. Na parabolach zaznaczone są punkty: u z indeksem dolnym dwa a, u z indeksem dolnym a, u z indeksem dolnym dwa be oraz u z indeksem dolnym dwa a. Połowa długości paraboli opisana jest na wykresie poniżej omega te od i z indeksem dolnym de, jest to fał z indeksem dolnym zet. Wykres opisany literką be ukazuje wartości u z indeksem dolnym a oraz omega te. Przez wykres biegną jednostajnie wznoszące się i opadające parabole. Na pierwszej paraboli oznaczony jest blisko najwyższego punktu strzałką punkt u z indeksem dolnym de. Na dolnym wykresie i z indeksem dolnym de od omega te oznaczone są długości paraboli znajdującej się na wyższym wykresie. Jest to odległość od jednej piątej długości względem osi iks pierwszej paraboli do jednej piątej długości względem osi iks drugiej paraboli. Opisane jest to wzorem alfaz indeksem dolnym te znak równości pi. Długość od początku wznoszenia się powyżej zera paraboli do jednej piątej długości względem osi iks drugiej paraboli opisany jest równaniem fał z indeksem dolnym wu znak równości fał z indeksem dolnym zet plus pi. Lustrzane parabole przecinają się na wysokości zera względem osi pionowej w miejscach na osi poziomej: pi, dwa pi, trzy pi.
Rys. 7.14 Przebiegi napięć, prądu i impulsu sterującego w prostowniku jednofazowym, dwupulsowym dla obciążenia typu RL. a) prądy przerywane; b) prądy ciągłe
Źródło: Na podstawie Maciej Tondos, Podstawy energoelektroniki, licencja: CC BY 3.0.
Wartość średnia napięcia wyprostowanego dla prostowników sterowanych jest równa: