Dobór współczynnika modulacji częstotliwości

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Dobór współczynnika modulacji częstotliwości"

Leszek Osiński
8 lat temu
Przeglądów:

1 Dobór współczynnika modulacji częstotliwości Im większe mf, tym wyżej położone harmoniczne wyższe częstotliwości mniejsze elementy bierne filtru większy odstęp od f1 łatwiejsza realizacja filtru dp. o dużym tłumieniu ale większa moc strat dynamicznych w łącznikach półprzewodnikowych konieczny kompromis typowo fs ~ 10 khz, granice: 1 khz 100 khz Dla małych mf 21 konieczna modulacja synchroniczna tj. całkowite mf w przeciwnym razie pojawią się podharmoniczne f1 bardzo niepożądane w większości aplikacji (nasycanie rdzeni, duże natężenia prądów w małych impedancjach indukcyjności, pulsowanie wyjścia) dla dużych mf modulacja asynchroniczna możliwa, jednak nie z transformatorami, silnikami 8

2 Nadmodulacja Występuje gdy ma > 1, a więc V control > V tri Składowa podstawowa nie proporcjonalna do ma, zależna od mf Dużo znaczniejsze prążki boczne Zalecana modulacja synchroniczna Niekorzystna w układach zasilania wymagających małych zniekształceń Używana w sterowaniu silników indukcyjnych 9

3 Modulacja prostokątna Powyżej pewnej amplitudy V control vcontrol > vtri dla całego dodatniego półokresu vcontrol < vtri dla całego ujemnego Zalety Sygnały sterujące tranzystorami są prostokątne (D = const = 50%) więc takie samo będzie napięcie wyjściowe tylko 2 przełączenia łączników na okres składowej podstawowej małe straty dynamiczne stosowana przy bardzo dużych obciążeniach, gdzie przyrządy półprzewodnikowe są wolne Wady duża zawartość harmonicznych brak regulacji amplitudy składowej podstawowej 10

4 Falownik półmostkowy (half bridge) Układ analizowany do tej pory Prąd io płynie ciągle; zależnie od kierunku przez T+ D lub T D+ Regulacja składowej podstawowej do Vd/2 dla ma = 1 Obciążenie każdego z łączników Kondensatory C+ = C Prąd wyjściowy io nie zawiera składowej stałej C+ C włączone szeregowo korzystne jeżeli odbiornikiem jest element magnetyczny (transformator, silnik) prąd io w każdej chwili czasowej dzieli się równo między oba gdyż dla składowej przemiennej są efektywnie połączone równolegle (źródło napięcia stałego i duży kondensator wejściowy stanowią zwarcie) dzięki temu Vo = Vd/2 zawsze 11

5 Modulacja dwubiegunowa Negacja przebiegu impulsowego: + /, A / B prosta realizacja (analogowo zamiana wejść komparatora) Nazwa odnosi się do przebiegu wyjściowego (vo), nie do układu sterowania Napięcia niezależne od prądu io 12

6 Modulacja dwubiegunowa (cd.) 13

7 Falownik mostkowy (full bridge) Cztery łączniki złożoność układu sterowania moc strat Dwukrotnie wyższe V o1 przy tym samym Vd mniejsze prądy (1/2) dla danej Po mniejsza moc strat mniejsze i tańsze elementy topologia lepsza dla dużych mocy 14

8 Prąd wejściowy Założenia analizy: odbiornik w postaci silnika (RLE, eo ma częstotliwość f1) filtry LC idealnie odfiltrowują składowe fs i harmoniczne fs L, C 0 WL, WC 0 pi(t) = po(t) 15

9 Prąd wejściowy (cd.) Prąd wejściowy zawiera składową stałą związaną z przekazem energii z wejścia do wyjścia składową przemienną niskiej częstotliwości 2. harmoniczna częstotliwości wyjściowej w rzeczywistości również składowe o częstotliwości przełączania i jej harmonicznych W systemie wielostopniowym falownik stanowi dla przetwornicy obciążenie zmienne w czasie wynika głównie z 2. harmonicznej prowadzi do tętnienia napięcia wejściowego Vd chyba że jest ono stabilizowane przez sprzężenie zwrotne przetwornicy tętnienie to może być kompensowane przez sprzężenie zwrotne falownika 16

10 Modulacja jednobiegunowa vo może też przyjąć wartość 0 jeżeli przewodzą oba + lub oba Negacja przebiegu impulsowego: tylko +/ B/A: negacja (odwrócenie) przebiegu modulującego analogowo wzmacniacz odwracający o wzmocnieniu 1 17

11 Falownik z modulacją jednobiegunową Kiedy oba górne/dolne łączniki przewodzą io płynie w pętli przez nie id = 0 (chwilowo) 18

12 Cechy modulacji jednobiegunowej względem dwubiegunowej Amplituda składowej podstawowej V o1 bez zmian Wartość skuteczna Vo(rms) Vd sterowanie poprzez D nawet bez filtru Mniejsza amplituda zmian napięcia (w.cz.) mniejsze zaburzenia Podwojona efektywna (w odniesieniu do widma) częstotliwość przełączania składowa mf znika, gdyż jest ona w fazie w napięciach van i vbn Współczynnik mf może być parzysty Mniejsza składowa przemienna prądu wejściowego Większa złożoność układu sterowania Wyłącznie topologia mostkowa 19

Podobne dokumenty

Część 5. Dostarczanie energii do odbiorników prądu przemiennego. Falowniki napięcia Współpraca z siecią energetyczną

Część 5. Dostarczanie energii do odbiorników prądu przemiennego. Falowniki napięcia Współpraca z siecią energetyczną Część 5 Dostarczanie energii do odbiorników prądu przemiennego Falowniki napięcia Współpraca z siecią energetyczną Podstawa działania współczesnych falowników elektronicznych (inverters) Topologia mostka