Calcularea valorii reale a tensiunii de ieșire
în funcție de forma de undă
Atunci când se utilizează generatoare eoliene ca sursă de energie, este necesar să se aibă un stoc intermediar de energie. De regulă, se utilizează baterii cu o tensiune de ieșire destul de joasă DC - 12 sau 24 V. În același timp, majoritatea încărcăturilor de consumatori sunt proiectate pentru conectarea la tensiunea rețelei de curent alternativ la 110 - 380 V Frecventa 45-65 Hz. Prin urmare, este necesar un convertor de tensiune constant al bateriei (cele mai comune sunt bateriile auto cu o tensiune de 12 V) la tensiunea AC (de obicei 220 V 50 Hz) [1, 2].
Este posibil ca sarcinile conectate la rețeaua de curent alternativ să nu aibă o sursă de alimentare și să aibă un caracter inductiv (pompă de vibrație, electromagnet, motor electric) sau rezistență (lampă cu incandescență, dispozitiv de încălzire).
Cu o sursă de alimentare, acesta poate fi transformator sau fără transformator.
Forma sinusoidală a semnalului de ieșire al convertorului cu un coeficient armonic mic corespunde cerințelor pașaportului pentru sarcinile conectate la rețeaua de curent alternativ. în special, de raportul dintre amplitudinea și valorile reale ale tensiunii. Cu toate acestea, un convertor cu formă sinusoidală a semnalului de ieșire este dificil de proiectat și fabricat. Este de dorit simplificarea convertorului prin utilizarea altor forme ale semnalului de ieșire, înțelegând condițiile în care un astfel de convertor poate fi utilizat pentru cât mai multe tipuri de sarcini posibil.
Forma semnalului de ieșire a convertoarelor cele mai ușor realizate poate fi dreptunghiulară, dreptunghiulară cu o pauză, trapezoidală.
Aceasta ridică problema de a alege parametrii de semnal, în special, valoarea amplitudinii tensiunii. Pentru încărcăturile cu alimentare fără transformator. construit conform schemei redresor-filtru-filtru, valoarea maximă a amplitudinii oricărui semnal, indiferent de forma sa, poate fi de 310 V și, de regulă, această valoare poate fi redusă semnificativ.
Pentru sarcini rezistive (incandescente), calculată pe o tensiune sinusoidală cu valoarea curentului de 220, tensiunea de vârf de 310 V pentru o formă de undă dreptunghiulară, fără pauză este excesivă (valoarea RMS a semnalului dreptunghiular este egală cu valoarea sa de vârf, în acest caz 310) și trebuie redusă.
Luați în considerare cazul unei surse de alimentare cu transformator. frecvență transformator de banda de trecere este foarte largă (până la mii de Hertz), astfel încât tensiunea de la ieșirea transformatorului va avea o formă dreptunghiulară. Deoarece în picioare pe stabilizatori schemă adecvați pentru utilizare cu valoarea amplitudinii tensiunii de curent alternativ (dată la intrare) 310, aplicarea unui val dreptunghiular, cu o valoare a amplitudinii 310 va suprasarcină transformatorului, iar la valori mai mici ale înrăutățirea amplitudine condiții de lucru stabilizatori.
Valoarea tensiunii efective pentru un semnal periodic Ud = U (t) cu perioada T și frecvența circulară w = 2 p / T poate fi calculată prin formula:
Pentru un semnal sinusoidal cu o perioadă T, o frecvență circulară w = 2 p / T și o valoare de amplitudine U0.
Pentru un val pătrat cu o perioadă T, o frecvență circulară w = 2 p / T și o valoare de amplitudine U0.
Pentru un val pătrat cu o pauză (perioada T. frecvență circulară w = 2 p / T, durata impulsului polarității pozitive și negative t, durata de pauză T / 2 - t) cu valoarea amplitudinii U0.
Pentru un astfel de semnal, relația (2) este atinsă la t = T / 4. adică durata unui impuls cu polaritate pozitivă și durata unui impuls cu polaritate negativă t trebuie să fie egală cu jumătate din jumătatea perioadei și perioada de pauză trebuie să fie egală cu durata impulsului t. În acest caz, valoarea efectivă a tensiunii Ud va fi egală cu valoarea efectivă a tensiunii semnalului sinusoidal cu aceeași amplitudine.
Pentru semnal trapezoidal cu perioada T, frecvența circulară w = 2 p / T și valoarea amplitudinii U0.
Aici, t este lungimea vârfului impulsului.
Când t = T / 8 (semiperioada a patra parte) rms tensiune Ud va fi aceeași ca și pentru cazul unui semnal sinusoidal cu aceeași amplitudine U0.
Luând ca criteriu raportul pentru amplitudinea și valoarea efectivă a tensiunii de ieșire a convertizorului ca și în cazul unui semnal sinusoidal (2)
se poate concluziona că forma corespunzătoare a semnalului de ieșire traductor este dreptunghiular, cu o pauză, când durata atât impuls negativ și pozitiv este egală cu durata de pauză (o jumătate de jumătate de ciclu), sau trapezoidal, când durata planului de vârf pulsului constituie un sfert din jumătatea perioadei. Semnalul de ieșire al formei trapezoidale este de preferat, deoarece raportul armonic pentru el mai puțin.
Astfel, este posibil să se proiecteze semnalul de ieșire al traductorului undă trapezoidală cu o frecvență de 50 Hz, în care durata planului de vârf pulsului constituie un sfert din jumătatea perioadei. Amplitudinea tensiunii de ieșire ar trebui să fie de aproximativ 310 V. Valoarea curentă a tensiunii, în același timp, va fi egală cu 220 V. Acest convertor este potrivit pentru parametrii săi pentru majoritatea tipurilor de sarcini aplicate.
- Convertorul de tensiune = 12 /
220 V 50 Hz 600 W
- Amplitudinea este valoarea absolută maximă.
- Tensiunea electrică - diferența de potențiale electrice la punctele corespunzătoare.
Trimiteți-le prietenilor: