Fracționator electronic
Această intrare sau secțiune despre subiectul fizicii nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . |
Distribuitorul electronic sau elicopterul este un convertor static care vă permite să reglați valoarea tensiunii într-un circuit de curent continuu .
Deși principiul de funcționare este identic cu cel al convertorului buck utilizat în sursele de alimentare cu putere redusă și medie pentru echipamente electronice, separatorul electronic folosește componente electronice de mare putere și variante de realizare a circuitelor foarte diferite.
Este de obicei utilizat pentru controlul motoarelor de tracțiune în curent continuu ale locomotivelor electrice , deși utilizarea sa a fost înlocuită progresiv de invertorul care alimentează motoarele de tracțiune asincrone trifazate.
Descriere și funcționare
Splitterul electronic sau elicopterul este un convertor de putere care este utilizat pentru a transforma o tensiune directă într-o altă tensiune directă de valoare diferită, adică îndeplinind o funcție similară cu cea a transformatorului în circuitele de curent alternativ .
Reglarea se realizează prin închiderea și deschiderea secvențială a unui comutator electronic pentru a furniza energie sarcinii numai în timpul intervalului de închidere, numit „timp de conducere”, și pentru a o lăsa deconectată de la generator în intervalul de deschidere, numit „interdicție timp".
Suma „timpului de conducere” și „timpul de golire” se numește „perioada de comutare” și „frecvența de comutare” inversă sau „frecvența de tăiere”.
Relația dintre „timpul de conducere” și „perioada de comutare” se numește factorul ciclului de funcționare .
Reglarea tensiunii pe sarcină se obține prin menținerea fixă a „perioadei de comutare” și prin variația „timpului de conducere”, obținând o valoare medie a tensiunii pe sarcină care este o funcție, de obicei neliniară, a „factorului de intermitență” (sau ciclul de funcționare ). Acest tip de reglementare, care este cel mai frecvent utilizat, se numește „frecvență fixă”.
Există, de asemenea, un tip de reglare, numit „frecvență variabilă”, cu care „timpul de conducere” este menținut constant și „perioada de comutare” este variată.
Componentele de bază ale splitterului electronic sunt un tiristor (înlocuibil cu un IGBT ) în serie cu generatorul de tensiune și o diodă în paralel cu sarcina; acesta din urmă trebuie să aibă în mod necesar o componentă inductivă. Dacă sarcina este pur rezistivă sau inductanța este prea mică, este necesar să introduceți un inductor în serie.
Ciclul de funcționare este următorul:
- trimitând tiristorul în conducție, sarcina este alimentată la tensiunea maximă a generatorului, provocând un pasaj de curent care crește cu o rampă a cărei panta inițială (numită constantă de timp) este determinată de componentele inductive și rezistive ale sarcinii;
- prin punerea tiristorului în interdicție, curentul care circulă în sarcină, care nu poate fi zero instantaneu având o componentă inductivă, se închide din nou prin dioda antiparalelă (numită diodă volant), reducând progresiv cu o rampă care are aceeași constantă de timp ca cea a faza de conducere;
- trimitând tiristorul din nou în conducție, ciclul se reia cu curentul care curge înapoi de la generator la sarcină până la următoarea interdicție și așa mai departe.
Domenii de aplicare
Domeniul principal de aplicare a fracționatorului electronic, sau elicopterului , este tracțiunea electrică feroviară , unde este utilizată pentru reglarea vitezei locomotivelor electrice echipate cu motoare de tracțiune în curent continuu .
Utilizarea splitterului electronic în tracțiunea electrică feroviară a fost introdusă în jurul anilor șaptezeci ai secolului al XX-lea, ca urmare a dezvoltării industriale a componentelor electronice de putere, ale căror performanțe electrice (în special curenții de funcționare insuficienți și inadecvarea de a funcționa cu tensiuni ridicate) au împiedicat până acum utilizarea sa pentru aplicații de mare putere.
Depășirea acestor limite tehnologice a făcut posibilă înlocuirea tradiției acționări electromecanice a motoarelor de tracțiune în curent continuu, caracterizată prin necesitatea recurgerii la combinații în serie și paralele ale motoarelor cu deconectarea progresivă a reostatului de pornire , cu un sistem capabil să regleze viteza continuu, eliminând scuturele care au avut loc împreună cu tranzițiile serie / paralelă ale motoarelor și excluderile rezistențelor reostatului.
Operația cu fracționatorul electronic îmbunătățește, de asemenea, eficiența electrică generală a locomotivei, care nu mai este supusă unor disipări puternice de putere pe reostat în timpul fazelor de pornire și de accelerație.
