این مقاله اجرای یک مدار رکتی فایر پل تمام کنترل شده تک فاز با یک بار که شامل هم مقاومت وهم یک سلف که به طور سری قرارگرفته است می باشد.
آنالیز در این مبحث بر اساس این فرض است که SCR ها با سوئیچهای واقعی کنترل شده اند.
هدف اصلی مدار رکتی فایر پل تمام کنترل شده بهبود یافتن شکل ولتاژ DC از یک منبع ac است.
عملکرد مدار

مدار یک رکتی فایر پل تمام کنترل شده تک فاز در شکل بالا نشان داده شده است. این مدار چهار تا ترانزیستور دارد. دربهترین حالتی که مدار دو تریستور دارد یک جفت s1,s2 ویک جفت دیگر s3,s4 است که با هم کار می کنند وبرای این مدار vs یک منبع ولتاژ سینوسی است.
در نیم شکل مثبت، تریستورهای s1,s3 می توانند تریگر شوند وسپس جریان از vs به تریستور s1 وبارالقایی l و بار مقاومتی R و تریستور S3 جاری می شود. ودوباره به منبع باز می گردد.

در نیم سیکل بعدی، جفت تریستور بعدی هدایت می کند.
حتی مسیر جریان ازطریق منبع متناوب از یک نیم شیکل تا نیم سیکل دیگر، جریان از طریق بار به طور غیر مستقیم باقی می ماند.
هدف اصلی از این مدار بهبود بخشیدن یک ولتاژ خروجی dc متغیر که وسیله زاویه آتش وسیعی فراهم می شود.
در نظر می گیریم :

Vs=Esin wt 0<wt>360
اگر wt=30 موقعی که s1,s3 تریگر می شوند، سپس زاویه آتش ۳۰ می شود وجفت دیگر از زاویه wt=210 تریگر می شود .
موقعیکه vs از یک مقدار مثبت به یک مقدار منفی تغییر می کند،جریان از طریق بار به مقدار صفر در wt= رادیان افت نمی کند وبارکه شامل یک القاگر است وتریستورهای به هدایتشان ادامه می دهند و تریستورها به همراه القاگر به عنوان یک منبع عمل می کنند.

موقعی که جریان از طریق یک القاگر افت می کند،اثر ولتاژ عبوری در مقایسه با اثر ولتاژ درموقع افزایش جریان تغییر می کند.
موقعی که جریان از طریق القاگر افت می کند منبع به بار مقاومتی ولتاژ را تحویل می دهد و ومقداری توان به منبع ac تحت شرایط ویژه بر می گردد وتریستورها در شرایط با یاس forward نگه داشته می شوند.

اگر زاویه آتش کمتر از زاویه بارباشد،انرژی ای در القاگر ذخیره می شود که تا هنگامی که جفت تریستور بعدی تریگر شود به اندازه کافی توانایی هدایت کردن را دارد..
موقعی که زاویه آتش بزرگتر از زاویه بار است، جریان از طریق بار صفر شده و ادامه نمی یابد. معمولا توصیف این مدار با این فرض که جریان بار تا زمانی که دارد بار القایی به اندازه کافی بزرگ بوده ومدار ریپل دار است . با بررسی ونشان دادن چگونگی مدار،عملکرد مدار شرح داده می شود.
منبع ولتاژ و ولتاژ خروجی پل همچنین نشان داده شده اند. تنها اگر زاویه آتش کمتر از۹۰ باشد نمایش جریان صحیح بوده و بار القایی کاملا زیاد است برنامه های زیر به طور صحیحی برای هر زاویه آتش به اجرا در میآیند.

آنالیز ریاضی
آنالیز با دست براساس این فرض است که بار القائی به اندازه کافی بزرگ باشد وجریان بار بدون ریپل نگه داشته شود.
اما برنامه های نوشته شده برای نمایش دادن بوسیله کامپیوتر با این فرض پایه گذاری نشده است و پارامترهایی را نشان می دهند که برروی آنها کلیک زده می شود.

موقعی که جریان بار ادامه می یابد مقدار ولتاژخروجی شامل تمام جریان شارش شده می شود.
اگرمنبع ولتاز vs برابر باشد ( که از ۰ تا رادیان تغییر می کند)
و ولتاژ خروجی میانگین د رمعادله ۱ نشان داده شده زاویه آتش می باشد.
اگرجریان بار ادامه یاید، ولتاژ خروجی rms در معادله ۲ نشان داده شده است.

ماکزییم مقدار ولتاژ خروجی متوسط در زاویه آتش صفر درجه اتفاق می افتد .اگر v=vom فاکتور ریپل در معادله ۳۴ نشان داده شده است.
و معادله ۴و۵ زمانی استفاده می شود که هدایت منبع ادامه نمی یابد.

ولتاژ خروجی متوسط متغیر rms وضریب ریپل با زاویه آتش در زیرنشان داده شده است وبر اساس این فرض که بارالقایی بزرگ باشد پایه گذاری شده است.
دراین طرح که در زیر نشان داده شده ناست با رد نظر گرفتن Vom نرمالیز شده است.
برای مثال،موقعی که زاویه آتش ۶۰ است، خروجی متوسط در مقدار ۵/. ولت نشان داده شده است همچنین همزمانی که زاویه آتش ۰ است و ولتاژ خروجی rms درحدود vom 1/1 وضریب ریپل د رحدود ۴۸/. است. ضریب ریپل با افزایش زاویه آتش افزایش می یابد.

اگر زاویه آتش به مقدار زیادی کاهش یابد یا اگر بارالقایی به اندازه کافی بزرگ نباشد، هدایت جریان بار ادامه نمی یابد.
بگذارید تصور کنیم که در نیم سیکل مثبت هستیم موقعی که برابر زاویه آتش است تریستورهای s1,s3 تریگر می شود.

جریان بار از صفر در جائیکه شروع به افزایش می کند.تا زمانیکه در جریان تا مقدار صفر افت می کند واین تا قبل از تریگر جفت تریستور بعدی رخ می دهد.
اگر :ولتاژ خروجی متوسط درمعادله ۴ نشان داده شده است و ولتاژ خروجی rms درمعادله ۵ نشان داده شده است.
مقدار می تواند بوسیله تکرار بدست آید همانطور که در صفحات قبلی آمده است و درزمانی که هدایت قطع می شود مقدارهای ولتاژ خروجی متوسط ولتاژ خروجی rms وضریب ریپل در زیرشرح داده شده است :

نرخ WL/R موقعی که L بار القایی و R بار مقاومتی و W فرکانس زاویه ای منبع باشد در زاویه بار محاسبه می شود یعنی زاویه بارمی تواندبه وسیله تعریف شود.در تمرین این نرخ توان مقدار وسیعی از مقادیر پائین حدود ۵ را داشت.موقعی که زاویه آتش کمتر از زاویه بار باشد هدایت ادامه می یابد.
واگر زاویه آتش از زاویه بار بزرگتر باشد جریان بار همانطور که در زیر شرح داده شده .
عملکرد پارمترها

درابن بخش،در مورد جریان بار صحبت می کنیم، پس در مورد جریان خط صحبت میکنیم. جریان خط rm s، مقدار اصلی rms از جریان خط مقدار THD در جریان خط، طیف فرکانس ای جریان خط طیف فرکانس ومحتوای ریپل ولتاژ خروجی پل و همچنین شامل طیف فرکانسی وریپل ولتاژ عبوری از مقاومت بار می باشد.
اگرجریان بار در هر نیمه از تا شارش یابد هدایت تریستورها ادامه نمی یابد. در مدت یک پریود، معادله دیگری که جریان بار را محاسبه می کند( معادله ۶) است که زاویه آتش، زاویه خاموشی و ( ) زاویه هدایت در یک سیکل است درمعادله ۷ ، (ثابت زمانی) برابر WL/R نرخ رشد بار راکتانس تا بار القایی ،بوده و Q زاویه بار است وبه صورت تعریف می شود.

موقعی که هدایت کردن ادامه می یابد از معادله ۹ استفاده می شود حل معادله ۹ در معادله ۲۰ آمده است زمانی که سیگنال برای مدار بار در یک سیکل به کار می رود بعد از یک دوره گذرا، جریان بار نیزهمچنان متناوب است.
این بدان معنا است که معادله ۱۱برای جریان ادامه می یابد ومعتبر است.
برای ادامه جریان، مثبت است.موقعی که هدایت ادامه می یابد ولی مقدار A باید جبران کننده باشد.
اگر و A=0 باشد هر دو عبارت برای A صحیح است وموقعی که باشد،جریان سنیوسی از منبع کشیده می شود وبرابر است با
محاسبه Z د رمعادله ۱۲ آمده است:

موقعی که جریان بار برای یک نیم سیکل تعریف می شود، شامل عبارت جریان خط می باشد. د راین نیم سیکل تریستورهای S1,S2 درحال هدایت هستند. وزمانی که جریان بار منفی می شود جفت دیگر تریستورها شروع به هدایت می کنند.
آنالیزهای بیشتر به یافتن سری های فوریه وDPF وPF جریان خط می انجامد.

متن دوم
صفحه ۱ از ۳۰ تا صفحه ۵ از ۳۰
عملکرد منبع القایی :
رکتی فایر کنترل شده تک فاز
عملکرد مدار
دیاگرام مدار

آنالیز ریاضی
شبیه سازی
PSpice
شبیه سازی MATHCAD
به کارگیری C
خلاصه
دیاگرام مدار :
این مقاله عملکرد یک مدار رکتی فایر پل تمام کنترل شده تک فاز را با یک بار شامل مقاومت وسلف بررسی می کند.
درضمن یک منبع ac توان موردنیاز مدار را تامین می کند.

عملکرد مدار :
منبع القایی عملکرد مدار را درطول کموتاسیون تغییر می دهد.
کلمه کموتاسیون به سوئیچینگ وهدایت از یک جفت از تریستورها به جفت دیگر برمی گردد.
فرض کنید vs=Esin wt با .<wt<360 و همچنین بار القایی به اندازه کافی بزرگ باشد تابتواند یک جریان ماندگار برای بار ایجاد کند.

اگر زاویه آتش برابر ۳۰ باشد تریستورهای s2,s4 برای wt>30 د رحال هدایت خواهند بود. و هنگانیکه s1,s3 در wt=30 تریگر می شوند جریان از طریق منبع القایی درجهت مخالف در مدا رشارش می یابد واز این روکموتاسیون جریان از s3,s4 تا s1,s3 به طور آنی و یکدفعه اتفاق نمی افتد.
جریان منبع از (-il ) تا (+il )تغییر میکند وباعث القای ولتاژ در دوسر منبع می شود.

موقعی که s1 تریگر می شود به همراه s4 هدایت می کند وجریان از طریق s1 ازمقدار صفر تا I بالا می رودوجریان ازطریق s4 از il تا صفر افت می کند.
فرآیند مشابه ی برای تریستورهای s2,s3 اتفاق می افتد.در طول این پریود، جریان از طریق s3 از مقدار صفر تا il بالا می رود واز طریق s3 ازمقدار il تا صفر کاهش می یابد.
طول مدت این فرایند بستگی به نوع کموتاسیون مورد استفاده دارد.