SIMULAREA FUNCTIONARII UNUI REDRESOR TRIFAZAT CU TIRISTOARE FOLOSIND RETELELE PETRI

retelele petri

Conf.univ.dr.ing. Bogdan Octavian

    Resumé

    L¢ article presente la modélisation d¢ un redresseur triphasé à thyristors, utilisant les reseaux Petri. Le modèle peut être utilisé pour la simulation du fonctionement du redresseur afin de réaliser un logiciel de la commande assistée par ordinateur d¢ un redresseur à thyristors.

    1. Introducere

    Redresorul trifazat cu tiristoare este unul dintre circuitele componente de baza care intra in alcatuirea convertizoarelor statice, folosite pentru comanda si alimentarea motoarelor electrice fie de curent continuu fie de curent alternativ. Modelul rezultat poate fi utilizat la simularea functionarii redresorului cu calculatorul, lucru ce face posibila comanda asistata de calculator a unui redresor cu tiristoare. Extinzând principiul si la alte parti componente ale unui convertizor si realizând toata partea de comanda a acestuia in forma programata, rezulta un convertizor static la care partea de comanda este realizata cu ajutorul calculatorului.

    2. Modelarea redresorului

    Redresorul trifazat cu tiristoare este prezentat in fig. 1.
 
 

Fig. 1. Redresorul trifazat cu tiristoare

    Consideram urmatoarele ipoteze:
    - tiristoarele sunt ideale, ceea ce inseamna ca caderea de tensiune in starea de conductie este nula, iar curentul in stare de blocare este nul;

    - comanda de deschidere se face cu o intârziere unghiulara a;
    - regimul de lucru considerat este stationar pentru o sarcina cu impedanta infinita.
    In fig. 2 se arata modelul unui tiristor T.

                                                            a) Tiristorul                                                         b) Reteaua Petri

Fig. 2. Modelul tiristorului T

    Pozitia PT cu un punct reprezinta tiristorul T in stare de conductie, iar pozitia PT goala reprezinta tiristorul T blocat. In dreptul celor doua tranzitii sunt trecute conditiile electrice care trebuiesc indeplinite ca tiristorul sa se deschida, respectiv sa se blocheze. Conditia pentru tranzitia tr₁ este ca tensiunea v la bornele tiristorului sa fie pozitiva si pe poarta G sa se aplice un impuls de deschidere, iar conditia pentru tr₂ este ca curentul i sa treaca prin 0.
    Reteaua Petri care modeleaza functional redresorul este prezentata in fig. 3.

Fig. 3. Modelul (reteaua Petri) redresorului trifazat

    Pozitiile PT_i si PT_i¢, i=1 ... 3 reprezinta tiristoarele redresorului modelat. Pozitia PC simbolizeaza comanda tiristoarelor T_i si T_i¢. Când pozitia PC primeste un punct, un impuls de aprindere trebuie sa fie trimis pe poarta unui tiristor si acesta se va aprinde dupa o intârziere unghiulara a . Intârzierea aprinderii tiristoarelor este modelata prin pozitia Pa , pozitie la care se asociaza o temporizare d_i datorata intârzierii unghiulare (relatia (1)).
     (1)

    f fiind frecventa tensiunii retelei de alimentare.
    Punctul care ajunge in pozitia Pa este indisponibil pe durata d_i si de când devine disponibil, tranzitia tr_j, j = 2…7, poate fi valida si asadar executata (fig. 4).

 

Fig. 4. Detaliu din modelul redresorului care arata modul de executie a tranzitiei tr_j, j=2….7

    Tranzitiile tr₂…… tr₇ sunt executate când sunt validate conform retelei Petri si când are loc amorsarea evenimentului corespunzând unui impuls primit pe poarta tiristorului T_i+1.
    Pozitia P_e asigura generarea de puncte de fiecare data când exista egalitate intre doua tensiuni simple pozitive sau negative ale retelei trifazate de alimentare. Asadar, tranzitia tr₈ devine executabila când se realizeaza evenimentul Du=0. Modelul reprezentat prin reteaua petri cu pozitii temporizate permite sa se tina cont de realizarea evenimentului Du=0 prin asocierea la pozitia P_e a unei temporizari d. Temporizarea d are o valoare cunoscuta, constanta, pe când temporizarea di are o valoare variabila dependenta de valoarea dorita a tensiunii redresate.
    Pentru a putea descrie functionarea redresorului conform secventelor de conductie a tiristoarelor, este necesar sa se defineasca un ciclu de executare a tranzitiilor tr_j in ordinea tr₂, tr₃, tr₄, tr₅, tr₆, tr₇. De asemenea, impunem urmatoarele prioritati tranzitilor: 5 pentru tr₂, 4 pentru tr₃, 3 pentru tr₄, 2 pentru tr₅, 1 pentru tr₆ si 0 pentru tr₇, unde 5 este prioritatea cea mai puternica, iar 0 este prioritatea cea mai slaba.
    Pozitiile a₁ si a₂ ajuta la anularea conflictului structural intre tranzitiile tr₇ si tr₂ si asigura trecerea de la ultima secventa de conductie, cea a tiristoarelor T₃ si T_1¢, la prima secventa de conductie, cea a tiristoarelor T₁ si T_2¢.
    Modelul, prezentat in ciclul sau de evolutie, descrie functionarea electrica a redresorului pe o perioada t , perioada a carei valoare minima de determina conform [ 3] .

    3. Concluzii

    Modelul realizat, folosind un software special de tratare a retelelor Petri (de exemplu Petri Maker), poate fi transformat intr-un program de comanda a unui redresor real.

BIBLIOGRAFIE

[ 1] Aubry, J.F., Sawicki, J.P., Zanne C., Exemple d¢ un convertisseur statique: la modélisation hybride améliore la fiabilité, Revue génerale d¢ éléctricité, 1, 1995.
[ 2] Banaszak, Z., Modelling and Control of FMS. petri Net Aproach, Wroc?aw Technical University Press, Wroc?aw, 1991.
[ 3] Berrue, J., Ferrier, J.L., Sechilariu, M., Faisabilité et limites d¢ une comande interactive de convertisseurs statiques, Revue génerale d¢ éléctricité, 1, 1995.