Pornirea Motoarelor Asincrone

Pornirea MAS este procesul tranzitoriu care începe de la turația zero (n = 0) și se termină la turația de regim staționar (n = ns).

Condiții de desfășurare a pornirii sunt:

a) cuplul electromagnetic mai mare decât cuplul rezistent (M > MR);

b) curentul mai mic decât valoarea limită (I < Ilim) admisibilă pentru aparate;

c) timp de pornire mic pentru a diminua pierderile și timpii morți;

1.3.1.Pornirea prin conectare directă la rețea

Este cea mai simplă metodă și se întâlnește la mașini unelte simple, ventilatoare. polizoare. Conectarea înfășurării statorice la rețeaua trifazată se face prin contactele de forță ale unui contactor. Pentru că curentul de pornire este mult mai mare decât curentul de mers în gol, impedanța laturii transversale din schema echivalentă în “T” se poate neglija.

Fig.1. Schema electrică pentru pornirea directă.

La MAS obișnuite (cu colivie simplă) rezultă Ip = (5…8)I1N. Curentul de pornire Ip solicită puternic rețeaua, echipamentul electric și motorul. De aceea pornirea directă se aplică numai pentru porniri ușoare și pentru MAS cu P 2,2 kW. Semnele și simbolurile electrice utilizate sunt corespunzătoare standardizării actuale.

Explicații funcționale: transformatorul m1 se numește transformator de separație pentru că separă galvanic alimentarea circuitelor de forță de alimentarea circuitelor de comandă. Contactul K1 conectat în paralel cu butonul de pornire S1 se numește contact de automenținere pentru că menține alimentarea bobinei contactorului K1 până la apăsarea butonului de oprire S2. Pentru protecție împotriva electrocutărilor accidentale carcasa motorului este conectată la pământ și la nulul de protecție.

1.3.2. Pornirea stea – triunghi (Y/)

Se poate efectua la MAS ale căror înfășurări statorice au accesibile toate cele șase borne având t.e.m. de fază egală cu t.e.m. de linie a rețelei. La joasă tensiune: UL= 0,4 kV; iar la medie tensiune UL = 6 kV .

Dacă pe eticheta MAS este scris 220/380V, atunci MAS nu poate fi pornit Y/ pentru că tensiunea de fază este U1f = 220V și nu 380V, cât s-ar aplica pe fază în conexiunea . Pe eticheta motorului trebuie să fie trecut 380/660V; deoarece 660 = 380.

Domeniul de utilizare este pentru P 11 kW, dar numai dacă MAS pornește în gol sau în sarcină redusă la MR = (1/3)MN.

Fig.1.13. Schema electrică la pornirea stea-triunghi.

Pornirea se poate face manual, utilizând un comutator cu trei poziții (0-Y-) sau automat în funcție de timp (fig.1.13). Timpul t1, reglat la releul de timp (D1) se alege astfel ca șocul de cuplu să fie minim Mmin. Caracteristica mecanică la pornirea stea-triunghi este reprezentată în figura 1.14.

Fig. 1.14. Caracteristica mecanică la pornirea stea-triunghi.

Pornirea mașinii asincrone cu inele

Se realizează prin conectarea unui reostat trifazat în circuitul indusului prin inele colectoare și perii. În procesul de pornire, rezistențele se reduc, în final MASI funcționând cu periile scurtcircuitate pe caracteristica mecanică naturală (c.m.n.). Odată cu modificarea rezistențelor reostatului exterior alunecarea critică crește proporțional cu rezistența totală din indus (sk ~ R’2t), dar cuplul critic nu se modifică (Mk = constant). Caracteristicile devin mai moi și se poate alege o rezistență exterioră R2tx pentru care se obține cuplul maxim la pornire Mpx = Mk. Reostatul de pornire Rp și treptele acestuia se dimensionează astfel încât pornirea să aibă loc la un cuplu mediu Mpmed care să asigure accelerarea impusă de procesul acționat. Uzual limitele de variație sunt:

(1.61)

De fapt la pornire cuplul variază în intervalul: Mp [Mmin; Mmax], în care:

(1.62)

A. Calculul treptelor reostatului de pornire

Din expresia cuplului electromagnetic (1.11) se observă că pentru o valoare constantă a cuplului (M = constant), respectiv a curentului rotoric, raportul dintre rezistența totală din circuitul rotoric deîmpărțită la alunecare. trebuie să se mențină constantă.

(1.63)

Treptele reostatului se notează în ordine crescătoare pe măsura scurtcircuitării lor (fig.1.22). Pentru domeniul anterior de variație al cuplului din timpul pornirii și un număr z = 3 trepte ale reostatului se obține egalitatea rapoartelor (fig.1.19).

Figura 1.19. Pornirea reostatică a mașinii cu inele.

Pentru Mmax rezultă: (1.64)

Pentru Mmin rezultă: (1.65)

Rapoartele anterioare se împart între ele în două moduri diferite pentru a elimina mai întâi rezistențele, ulterior alunecările. Se obțin:

(1.66)

Observație: Alunecările corespunzătoare cuplurilor limită (Mmax, Mmin) pe aceeași treaptă de rezistență și valorile rezistențelor totale din indus pe trepte succesive ale reostatului se găsesc într-o progresie geometrică cu rația . Prin înmulțirea termenilor primei relații între ei se obține:

(1.67)

(1.68)

Rația progresiei geometrice este: (1.69)

Alunecarea sz de pe caracteristica mecanică naturală se calculează cu formula lui Kloss:

(1.70)

In relația anterioară se notează: și . (1.71)

Rezultă ecuația : (1.72)

cu soluțiile: (1.73)

Pentru calcule mai precise se utilizează expresia canonică a caracteristicii M(s), în care mai intervine termenul b. Valoarea rezistenței exterioare legate la circuitul rotoric prin inele este:

(1.74)

Rezistența aferentă unei trepte x a reostatului conectat în rotor este:

(1.75)

Atribuind ordinului treptei valorile x = 1,…,z se obțin valorile treptelor reostatului exterior conectat în rotorul MASI.

(1.76)

Observație: Prin liniarizarea poprțiunii stabile de funcționare caracteristiciile mecanice concură într-un punct MH. In acest fel se poate lucra cu triunghiuri asemenea ca și în cazul calculării treptelor reostatului conectat în indusul motorului de curent continuu (MCC).

Regimul de frânarea al mașinii asincrone

In principiu frânarea mașinii asincrone se efectuează în trei moduri: cu recuperare, în contracurent și dinamică cu metode care țin cont de particularitățile celor două tipuri constructive: MAS și MASI.

1.4.1. Frânare suprasincronă (frânare cu recuperare):

Pentru > 0 rezultă că cuplul electromagnetic (M) își schimbă sensul. La un mecanism de ridicare pentru efectuarea coborârii se schimbă sensul c.m.î. prin rocada legării a două faze la rețea. Pentru < 0 sarcina este accelerată, la = 0 mișcarea este uniformă deoarece cuplul dinanmic este zero (Md = 0), iar la > 0 sarcina este frânată. Caracteristica de frânare cu recuperare la un mecanism de ridicare-coborâre este notată cu 2 și reprezintă coborârea. La un mecanism de deplasare liniară (vehicul) caracteristica este notată cu 1, iar punctul de funcționare trece din A1 în B1.

Frânarea nu numai că nu oprește, dar are loc la viteze suprasincrone, F > 0.

Prin modificarea numărului de perechi de poli p sau a a pulsației de alimentare 1 se pot extinde frânările recuperatoare de energie: .

a) b)

Fig.1.23. Frânarea cu recuperare.

a) mecanismul de ridicare – coborâre; b) funcționarea pe caracteristica mecanică 2a, 2b.

Exemplu: prin dublarea lui p pentru p2 = 2p1 rezultă:

; Mk ~ p (1.81)

Fig. 1.24. Caracteristicile de frânare cu recuperare.

1.4.2. Frânarea în contracurent:

Procedeul aplicat este în funcție de tipul sarcinii: reactivă sau potențială.

a) Pentru sarcină reactivă se inversează sensul c.m.î. din statorul motorului prin inversarea conectării a două înfășurări de fază la rețea. Pentru limitarea curentului de frânare IF se conectează o rezistență de frânare RF în rotor.

Funcționarea are loc în cadranul doi al planului (n;M).

În bilanțul energetic mașina electrică absoarbe energie electrică și mecanică pe care le transformă în căldură. Solicitarea MA este maximă. Alunecarea în regim de frână propriuzisă este:

(1.82)

ZN <ZF < Zp

Fig.1.25. Modificarea conetării statorului la frânarea în contracurent.

Fig.1.26. Caracteristicile mecanice la frânarea în contracurent.

Aplicație: La frânarea în contracurent să considerăm cuplul de frânare inițial MFin dat. MFin = kF MN cu kF > 1. Se cere să se determine rezistența de frânare RF.

Din formula lui Kloos se obține:

(1.83)

Rezultă o ecuație de gradul doi și soluțiile acesteia:

(1.84)

În care alunecarea inițială este:

(1.85)

deoarece valoarea inițială a turației este: nin = nR rezultă: sin = 2- sR

Dacă se consideră porțiunea de funcționare stabilă a caracteristicii mecanice liniarizată se obține :

sR = sN mR (1.86)

Turațiile critice sunt proporționale cu rezistențele totale din indus.

(1.87)

Se cunoaște : (1.88)

Prin efectuarea calculelor în relația după înlocuirea lui skF din (1.88) se obține :

(1.89)

Se obține rezistența de frânare în valoare relativă :

(1.90)

în care kF este impus, iar sin = 2 – sNmR.

Deci: (1.91)

Fig. 1.27. Schema electrică a pornirii reostatice, frânării în contracurent și reversării MASI.

In fig. 1.27 este dată schema electrică a pornirii reostatice, frânării în contracurent și reversării MASI. Funcționarea schemei se desfășoară în modul următor: D1 – releul de tensiune nulă anclanșează dacă controlerul,cheia sau comutatorul S1 este pe poziția 0. Orice cădere de tensiune sub limita admisibilă întrerupe alimentarea schemei prin releul D1 ,iar pentru repornire controlerul trebuie adus din nou în poziția O. Cu D2 este notat releu de tensiune minimă pentru urmărirea tensiunii de alunecare. Reglajul releului este: Uanclanșare = 1,5E20, Udeclanșare = E20. Tensiunea măsurată la inele este: U2 = sE20. Releul anclanșează prin urmare pentru inițierea frânării în contracurent la sin = 2 și declanșează pentru oprire la s = 1 (=0).

Pornire spre dreapta: Se pune cheia S1 pe poziția dreapta, bobina contactorului K2 este alimentată și închide contactele principale, care alimentează înfășurările statorice ale MAS. Prin K3 se scurtcircuitează treapta de rezistență RF. – Rp. Pornirea decurge în funcție de curent conform schemei electrice din fig.1.27. S-a renunțat la reprezentarea releelor de timp pentru ușurarea explicațiilor.

Pentru frânarea în contracurent și reversare, S1 este trecut de pe poziția D pe poziția S. Se deschide contactorul K2 și se alimentează bobina contactorului K1. Alunecarea este s2 deci D2 anclanșează, iar contactul normal închis se deschide și împiedică alimentarea bobinei contactorului K3. Incepe frânarea care decurge cu întreaga rezistență RF în rotor până la oprirea motorului. La oprire n = 0 rezultă s = 1, D2 declanșează ceea ce permite alimentarea bobinei lui K3 și scurtcircuitarea treptei de rezistențe:

RF-Rp.

Va începe pornirea reostatică a MASI în funcție de curent în sens contrar conform schemei descrise anterior. Pentru oprire S1 se trece pe poziția de 0 de către operator la n = 0.

b) Sarcină potențială Frânarea contracurent se realizează prin introducerea la inele a unei rezistențe de frânare RF suficient de mari pentru ca cob < 0, scob>1. Funcționarea are loc în cadranul IV al planului (n;M).

1.4.3. Frânarea dinamică (în câmp excitat de c.c.)

Infășurarea statorică se leagă la rețeaua trifazată și se alimentează după o anumită schemă de conexiune în c.c. MAS funcționează în regim de generator sincron cu statorul ca inductor, iar rotorul ca indus. MF scade odată cu , pentru = 0 rezultă MF = 0. Regimul de frânare poate fi modificat prin două mărimi : a) UF – tensiunea de alimentare a înfășurării statorice și b) RF – rezistența reostatului rotoric pentru MASI. Generatorul sincron funcționează cu turație, deci și frecvență f1() variabile.

Domeniul de aplicație este pentru oprirea mecanismelor cu moment de inerție mare, de exemplu: unele mașini unelte și mecanismele de extracție minieră.

Funcționarea MAS în regim de frânare dinamică se studiază făcând echivalența cu funcționarea în regim de motor. Pentru aceasta se consideră înfășurarea statorică parcursă în locul c.c. (I) de un sistem trifazat de curenți (I1) care să producă aceeași amplitudine a solenației în întrefier () ca și c.c.

Numărul de spire al înfășurării statorice N1 rămâne neschimbat. Există mai multe modalități de conectare ale înfășurărilor de fază statorice. Se deosebesc cinci scheme de alimentare date în tabelul următor.

Fig. 1.28. Schema de conexiuni la frânarea dinamică.

Fig. 1.29. Caracteristica mecanică la frânarea dinamică.

1.6. Reglarea vitezei motoarelor asincrone

1.6.1. Reglarea vitezei prin modificarea numărului de poli

Întrucât p poate lua numai valori întregi această metodă conduce la modificarea în trepte a turației. Numărul treptelor de turație realizate este mic (2…4). Schimbarea numărului de perechi de poli presupune modificarea structurii înfășurării statorice. Motoarele cu număr de poli modificabil se construiesc în variantele: a) cu mai multe înfășurări distincte, suprapuse, fiecare realizând o anumită valoarea lui p; b) cu o singură înfășurare, având posibilitatea modificării modului de conectare a bobinelor, astfel încât să realizeze diferite valori ale lui p.

a) b)

Fig. 1.44. Conexiunile bobinelor statorice: a) în serie; b) în paralel.

Cele mai răspândite motoare de acest fel sunt cele cu înfășurare de tip Dahlander, numite și motoare cu două turații. Acestea au înfășurările de fază realizate din două secțiuni identice, care pot fi conectate astfel: a) în serie, realizând un număr mare de perechi de poli; b) în paralel și în opoziție caz în care numărul perechilor de poli se reduce la jumătate.

Motorul cu înfășurarea Dahlander realizează deci două trepte de turatie, aflate în raport 1:2. În figura 1.45 se prezintă un mod de realizare a conexiunilor la acest tip de motor. Simultan cu modificarea conexiunii din stea în dublă stea (sau invers) se inversează alimentarea a două înfășurări de fază de la rețea pentru a menține neschimbat sensul de rotație.Trecerea de la conexiunea stea la conexiunea dublă stea se realizează la cuplu electromagnetic constant. Pentru conexiunea stea curentul de linie este egal cu curentul prin înfășurarea de fază, iar pentru conexiunea dublă stea este de două ori mai mare. Considerând factorul de putere invariabil puterea absorbită pentru conexiunea dublă stea este de două ori mai mare. Pentru aceeași conexiune viteza de sincronism este de două ori mai mare datorită înjumătățirii numărului de perechi de poli.

a)

b)

Fig.1.45. Conexiunile înfășurărilor statorice: a) stea-dublă stea, b) triunghi-dublă stea.

În concluzie cuplul electromagnetic se menține constant. Trecerea de la viteza la viteza 0,5. are loc în regim de frânare suprasincronă. Punctul de funcționare staționară se mută din Q’ in Q’’’ , deoarece în primele momente turația se menține constantă, iar mașina va funcționa în regim de generator până în punctul de intersecție al caracteristicii mecanice cu axa ordonatelor C2. În continuare cuplul mecanic își modifică sensul transformându-se din cuplu de frânare în cuplu motor. Noul punct de funcționare se stabilește în punctul Q’’ la intersectia caracteristicii mecanice a MAS pentru conexiunea stea a înfășurării statorice cu caracteristica cuplului rezistent. Trecerea de la conexiunea triunghi la conexiunea dublă stea se realizează la putere aproximativ constantă. Presupunând menținerea constantă a factorului de putere se obțin următoarele expresii ale puterilor active:

(1.133)

(1.134)

(1.135)

Fig.1.46. Schema electrică de comandă a unui motor asincron cu două turații.

Schema electrică de comandă a unui motor asincron cu două turații este reprezentată în figura 1.46. La acționarea butonului S2 anclanșează contactorul K1. Acesta cuplează motorul la reațea în conexiunea stea, realizând funcționarea pe trepta de turație joasă.

Acționând manual butonul S3 se comandă declanșarea contactorului K1 și anclanșarea simultană a contactorelor K2, K3. Se realizează astfel conexiunea în dublă stea a înfășurării, concomitent cu inversarea alimentării înfășurărilor mașinii conectate la fazele S ; T. Motorul fucționează pe treapta de turație mare. Oprirea motorului se comandă, în oricare din cazuri, prin butonul S1.

Observație : S2 și S3 sunt butoane duble, realizând interblocarea comenzilor de funcționare cu cele două turații. Un interblocaj suplimentar este realizat prin contactele normal – închise K1 și K3 înseriate cu bobinele contactoarelor (K2;K3), respectiv K1.

Fig. 1.47. Caracteristicile mecanice ale motoarelor asincrone cu două turații.

Acționarea cu motoare asincrone cu mai multe viteze se aplică pentru mașini unelte de prelucrare prin așchiere a metalelor și de prelucrare a lemnului, pentru pompe, ventilatoare, ascensoare, etc.

3.2 Reglarea vitezei mașinii asincrone alimentate prin convertoare de frecvență

Reglarea vitezei prin modificarea frecvenței statorice f1 este procedeul cel mai economic din punct de vedere al pierderilor. Variația cuplului critic și a alunecării critice pentru motoare mari, cnd este valabilă formula lui Kloss (1.1.22; 23; 24) este:

(3.2.1)

Pentru a menține invariabilă capacitatea de supraîncărcare a MAS la diferite cupluri rezistente trebuie să existe relațiile de proporționalitate între tensiuni I frecvențe:

Acest tip de reglare a vitezei de rotație impune anumite cerințe față de convertoare și față de sistemul de reglare adaptat .Pentru funcționarea normală a MAS la cuplu constant, M=const., trebuie menținut fluxul polar constant. Acest flux este limitat superior de saturația fierului, iar inferior de o utilizare eficientă. Considerând valoarea efectivă a tensiunii pe faza statorică,

(3.2.3)

se obține expresia fluxului, în care cu C s-a notat o constantă.

(3.2.4)

Prin neglijarea căderii de tensiune pe impedanța statorică se determină algoritmul de reglare:

Pentru f1 < f1N /2, deoarece, relația Mk ~

nu mai este riguroasă . Algoritmul de reglare care asigură invariabilitatea cuplului critic Mk este :

(3.2.5)

De exemplu : pentru PN = 4,8 kW se obțin :k1 = 0,85 și k2 = 0,15

La turații superioare celei nominale reglarea se face la putere aproximativ constantă. Pentru asigurarea rigidității dielectrice tensiunea trebuie menținută la valoarea nominală. Rezultă o funcționare a MAS cu slăbire de flux.

Fig. 3.2.1. Modificarea tensiunii statorice în funcție de frecvență

Fig :3.2.2. Caracteristici mecanice relative de funcționare cu cuplu critic constant, respectiv putere constantă .

Observații: Se obține un domeniu larg de modificare a vitezei cu păstrarea rigidității caracteristicii mecanice. Pentru f1 > f1N deoarece reglarea vitezei se face cu U1 = U1N va rezultă scăderea cuplului critic pentru a menține fluxul polar constant. Comportarea dinamică a MAS alimentate cu frecvență variabilă este similară cu cu comportarea MCC alimentate cu tensiune variabilă pe indus. Pentru că t.e.m a MAS este cu mult mai mică pot apărea tendințe de pendulare, care trebuie evitate prin alegerea unui sistem de reglare automată (SRA).

3.2.2. Reglarea vitezei prin convertoare indirecte de frecvență

(cu circuit intermediar de c.c. )

Un convertor indirect de frecvență (CIF) este compus din : redresor, filtru și invertor . Conversia energiei de c.a. realizată printr-o rețea intermediară de c.c. are avantajul că prin decuplarea celor două circuite de c.a. face ca frecvența de ieșire să poată fi reglată într-o gamă largă. După filtrul din circuitul intermediar de curent continuu se deosebesc două tipuri de CIF (fig. 3.2.5.)

cu circuit intermediar de tensiune continuă (a);

cu circuit intermediar de curent continuu (b).

Fig. 3.2.5 Convertoare indirecte de frecvență.

a) cu circuit intermediar de tensiune continuă ; b) cu circuit intermediar de curent continuu.

La prima clasă sursa de alimentare a invertorului are caracter de sursă de tensiune prin urmare invertorul se numește invertor de tensiune , iar la clasa a doua sursa de alimentare are caracter de sursă de curent , deci invertorul se numește invertor de curent .

La invertoarele de tensiune se comută tensiunea de ieșire , deci sunt cu tensiune imprimată, iar curentul se stabilește în funcție de tipul sarcinii . La invertoarele de curent se comută curentul, care alimentează MAS, deci sunt cu curent imprimat , iar tensiunea este stabilită în funcție de tipul sarcini.

Convertoarele de frecvență cu circuit intermediar de tensiune continuă se pot clasifica în:

cu tensiune continuă constantă ;

cu tensiune continuă variabilă.

În primul caz redresorul CIF este necomandat , iar invertorul are rol de-a produce o tensiune de ieșire cu frecvență și amplitudine variabilă. Cel mai adesea acest obiectiv se obține printr-o modulație în durată sau în amplitudinea a eșantioanelor tensiunii de ieșire.

În cazul al doilea redresorul este comandat și variază tensiunea continuă la intrarea invertorului, care modifică numai frecvența de ieșire .

Convertoarele statice cu circuit intermediar de c.c. au în componență uzual un redresor comandat , o bobină și un invertor de curent . Curentul de fază la ieșire are forma a două blocuri dreptunghiulare de sens contrar cu durată de (2/3) și defazate cu () radiani . Invertoarele evoluate au curentul la ieșire format din impulsuri modulate în durată , ceea ce determină o diminuare sau chiar o anihilare a unor armonici de frecvență joasă. Invertoarele de curent sunt mai puțin aplicate decât invertoarele de tensiune și anume pentru motoarele de medie și înaltă tensiune.

In continuare studiul se va axa asupra invertorului trifazat de tensiune, cu șase pulsuri. La bornele de intrare ale invertorului este conectat pentru filtrare un condensator de capacitate mare, care păstrează tensiunea constantă în circuitul intermediar. Invertorul reprezintă o sursă de tensiune de frecvență variabilă cu viteza cu care dispozitiele semiconductoare sunt comandate: să amorseze – starea X, sau să blocheze – starea Y.

Dispozitivele semiconductoare utilizate în cadrul intervalelor cu șase pulsuri sunt în principal tiristoarele . Forme de undă ale curenților din invertor de caracteristicile sarcinii și sunt independente de tipul dispozitivului semiconductor de putere folosit . Se face excepție de la această regulă numai atunci cînd intervalele dintre două comutații succesive sunt foarte mici .

În continuare se analizează formele de undă ale curentului din cadrul invertorului, presupunând o sarcină RL în conexiunea triunghi și o comutație instantanee a dispozitivului semiconductor . În Fig. 3.2.14 sunt indicate sensurile curenților de linie IA, Ib și IC și ale curenților de fază IR, IS și IT .

Fig. 3.2.14. Invertorul trifazat în punte cu sarcina echilibrată în conexiunea triunghi.

Formele de undă ale tensiunilor de linie sunt formate din trei nivele de tensiune : +Ud, 0 și –Ud (Fig. 3.2.15). Ca urmare , forma de undă a curentului de fază (în conexiunea triunghi) este formată dintr-o serie de exponențiale care se modifică odata cu modificarea nivelului de tensiune . Dacă se consideră ca origine de timp momentul când T4 este comandat X și dispozitivul complementar T1 este comandat Y , se vor afla în conducție următoarele dispozitive semiconductoare: T5, T6 și T1 .

Tensiunea se aplică fazei R este chiar forma de undă a tensiunii de linie uAB (Fig. 3.2.15. a) . Astfel , pentru prima treime din ciclu (0-1200) se aplică sarcinii de pe faza R tensiunea +Ud . Această treaptă de tensiune produce o creștere exponențială a curentului IR , notată cu II în Fig. 3.2.15.b. După 1200 , dispozitivul T3 este comandat X și T6 este comandat Y. Tensiunea aplicată la bornele fazei R se va reduce de la +Ud la zero .

Fig. 3.2.15. Formele de undă la ieșirea unui invertor trifazatcu șase pulsuri cu sarcină RL în conexiune triunghi.

D. Curentul prin tiristor și prin diodă

Considerînd aceeași origine de timp curentul de linie IA pe intervalul (0,t1) este negativ și va circula prin dioda de regim liber D1 (Fig.2.10) . Pe acest interval are loc o reducere a curentului absorbit de la sursa de c.c. La momentul t1 curentul IA devine pozitiv și tiristorul T1 intră în conducție . Momentul cînd curentul își schimbă sensul depinde de circuitul de sarcină . După momentul t2 (1800) tiristorul T1 este comandat X. Pentru un interval de timp (t2 , t3) curentul de linie va rămîne pozitiv și va circula prin dioda D4 . În fig. 3.2.15.a sunt prezentate , pentru o jumătate de ciclu , durate de conducție ale fiecărui dispozitiv semiconductor în parte . Diodele de regim liber conduc numai câte o porțiune din fiecare jumătate de ciclu .

Fig. 3.2.16. Formele de undă ale curentului pentru un inversor trifazat cu șase pulsuri cu sarcină RL în conexiune triunghi.

E. Curentul absorbit de la sursa de c.c.

Formele de undă ale curenților în fazele R,S și T, pentru o sarcină în conexiune triunghi, sunt prezentate în fig. 3.2.15. Deoarece curentul de linie este negativ pentru o porțiune din intervalul 1: 00-600,acesta va circula prin dioda de regim liber D1 și va reduce curentul absorbit de la sursa de c.c. În intervalul 2: 600-1200, tiristorul T1 este singurul dispozitiv semiconductor conectat la linia pozitivă a sursei de c.c. Pentru o sarcină puternic inductivă, în cadrul intervalului 2, curentul IA încă mai poate să fie negativ. Cunoscându-se aceste condiții,o inversare a curentului din ciclul intermediar de c.c.( id ) semnifică o returnare substanțială a energiei înmagazinată în sarcină prin intermediul diodelor de regim liber. În practică, acest fenomen apare atunci cînd factorul de putere al fundamentaleieste mai mic decît 0,55.

Regimurile de frânare ale unei mașini de c.a. măresc intervalele de conducție ale diodelor de regim liber și ca urmare, curentul absorbit de la sursa de c.c. devine negativ. Această energie trebuie să fie disipată sau returnată rețelei de c.a.

F. Curentul prin mașina de curent alternativ

Alimentarea unei mașini de c.a. prin intermediul unui invertor de tensiune cu șase pulsuri va conduce la obținerea unor forme de undă pentru curent similare cu cele prezentate în fig. 3.2.15, pentru cazul unei sarcini RL. Acești curenți au un conținut bogat în armonici, influențând comportarea mașinii la frecvențe joase.Pentru frecvențe mai mici de 5Hz sunt utilizate alte tipuri de convertoare care pot să furnizeze pentru curenții statorici o formă de undă mai apropiată de o sinusoidă.