Kuidas arvutada modifitseeritud siinuse lainekuju

Proovige Meie Instrumenti Probleemide Kõrvaldamiseks





Olen kindel, et olete võinud sageli mõelda, kuidas saavutada modifitseeritud ruutlaine optimeerimise ja arvutamise õige viis nii, et see tekitaks inverterrakenduses kasutamisel peaaegu identse siinuslaine replikatsiooni.

Selles artiklis käsitletud arvutused aitavad teil õppida tehnikat, mille abil muudetud ruutlaine vooluahela saaks muuta siinuslaine ekvivalendiks. Õppime protseduure.



Esimene kriteerium selle saavutamiseks on modifitseeritud ruudu RMS-väärtuse sobitamine siinuslaine analoogiga viisil, et tulemus kordaks sinusoidaalset lainekuju võimalikult täpselt.

Mis on RMS (ruutkeskmine ruut)

Me teame, et meie kodu vahelduvvoolu sinusoidse lainekuju pinge RMS määratakse järgmise suhte lahendamisega:



V tipp = √2 V rms

Kus V tipp on siinuslaine tsükli maksimum- või tipppiir, samas kui lainekuju iga tsükli keskmine suurus on V rms

The √2 valemis aitab meil leida keskmine väärtus või vahelduvvoolutsükli puhasväärtus, mis muudab aja jooksul pinget eksponentsiaalselt. Kuna sinusoidaalse pinge väärtus varieerub sõltuvalt ajast ja on aja funktsioon, ei saa seda arvutada keskmise põhivalemi abil, selle asemel sõltume ülaltoodud valemist.

Teise võimalusena võib vahelduvvoolu efektiivsageduse väärtust mõista samaväärsena alalisvoolu (DC) väärtusega, mis tekitab identse keskmise võimsuse hajumise, kui see on ühendatud üle takistuskoormuse.

OK, nii et nüüd teame siinuslaine tsükli RMS arvutamise valemit, lähtudes selle tipppinge väärtusest.

Seda saab kasutada ka meie kodu 50 Hz vahelduvvoolu tipu ja RMS hindamiseks. Selle lahendamise abil saame RMS-i 220 V-ni ja tippväärtuseks 310 V kõigi 220 V-põhiste vahelduvvoolusüsteemide korral.

Modifitseeritud ruutlaine RMS ja piigi arvutamine

Vaatame nüüd, kuidas seda suhet saaks rakendada modifitseeritud ruutlaine inverterites, et seadistada 220V süsteemile õiged lainekuju tsüklid, mis vastavad 220V vahelduvvoolu sinusoidaalsele ekvivalendile.

Me juba teame, et vahelduvvoolu RMS on samaväärne alalisvoolu lainekuju keskmise võimsusega. Mis annab meile selle lihtsa väljendi:

V tipp = V rms

Kuid me tahame ka, et ruutlaine tipp oleks 310 V, nii et näib, et ülaltoodud võrrand ei pea paika ja seda ei saa selleks otstarbeks kasutada.

Kriteeriumideks on 310 V tipp ja RMS ehk keskmine väärtus 220 V iga ruutlaine tsükli kohta.

Selle õigeks lahendamiseks võtame abiks ruudulainete ON / OFF aja või töötsükli protsendi, nagu allpool selgitatud:

50 Hz vahelduvvoolu lainekuju iga poole tsükli kestus on 10 millisekundit (ms).

Muudetud poollaine tsükkel kõige töötlemata kujul peab välja nägema nagu on näidatud järgmisel pildil:

kuidas arvutada modifitseeritud ruutlaine RMS ja tipp

Näeme, et iga tsükkel algab null- või tühimikuga, laseb siis kuni 310V tippimpulsi ja lõpeb jällegi 0V-vahega, seejärel protsess kordub teise pooltsükli jooksul.

Nõutava 220 V RMS saavutamiseks peame arvutama ja optimeerima tsükli piigi- ja nullivahe sektsioonid või ON / OFF perioodid nii, et keskmine väärtus tekitaks vajaliku 220 V.

Hall joon tähistab tsükli 50% perioodi, mis on 10 ms.

Nüüd peame välja selgitama ON / OFF aja proportsioonid, mis toovad keskmiselt 220V. Teeme seda nii:

220/310 x 100 = umbes 71%

See näitab, et ülaltoodud modifitseeritud tsükli 310V tipp peaks hõivama 71% 10 ms perioodist, samas kui kaks nulllõhku peaksid olema kokku 29% ehk kumbki 14,5%.

Seetõttu peaks 10 ms pikkuses esimene nulllõik olema 1,4 ms, millele järgneb 310 V tipp 7 ms ja lõpuks veel üks 1,4 ms viimane nullvahe.

Kui see on saavutatud, võime eeldada, et muunduri väljund tekitab siinuslaine suhteliselt hea replikatsiooni.

muudetud vahelduvvoolu arvutused

Kõigist neist hoolimata võite leida, et väljund ei ole siinuslaine ideaalne kordus, sest käsitletud modifitseeritud ruutlaine on selle kõige põhilisemas vormis või toortüübis. Kui tahame, et väljund sobiks siinuslainega maksimaalse täpsusega, siis peame minema SPWM-i lähenemine .

Loodan, et ülaltoodud arutelu võis teid valgustada selles osas, kuidas arvutada ja optimeerida modifitseeritud ruutu siinuslaine väljundi kordamiseks.

Praktiliseks kontrollimiseks saavad lugejad proovida sellele ülaltoodud tehnikat rakendada lihtne modifitseeritud muunduri ahel.

Siin on veel üks optimeeritud modifitseeritud lainekuju klassikaline näide trafo sekundaaris hea siinuslaine saamiseks.




Eelmine: Mis on beeta (β) BJT-des Järgmine: valju püstoli heli simulaatori ahel