Değiştirilmiş Sinüs Dalga Biçimi Nasıl Hesaplanır

Eminim bir invertör uygulamasında kullanıldığında bir sinüs dalgasının neredeyse aynı bir kopyasını oluşturacak şekilde değiştirilmiş bir kare dalgayı optimize etmenin ve hesaplamanın doğru yolunu nasıl başaracağınızı merak etmiş olabilirsiniz.

Bu makalede tartışılan hesaplamalar, modifiye edilmiş bir kare dalga devresinin sinüs dalgası eşdeğerine dönüştürülebileceği tekniği öğrenmenize yardımcı olacaktır. İşlemleri öğrenelim.

Bunu başarmak için ilk kriter, modifiye edilmiş karenin RMS değerini, sonucun sinüzoidal dalga formunu olabildiğince yakın bir şekilde kopyalayacak şekilde sinüs dalgası karşılığı ile eşleştirmektir.

RMS nedir (Ortalama Karekök)

Ev AC sinüzoidal dalga formu voltajımızın RMS'sinin aşağıdaki ilişkiyi çözerek belirlendiğini biliyoruz:

V zirve = √2 V rms

Nerede V zirve sinüs dalga biçimi döngüsünün maksimum sınırı veya tepe sınırıdır, dalga biçiminin her döngüsünün ortalama büyüklüğü V olarak gösterilir rms

√2 formülde bulmamıza yardımcı olur ortalama değer veya voltajını zamanla üssel olarak değiştiren bir AC çevriminin net değeri. Sinüzoidal voltaj değeri zamanla değiştiği ve zamanın bir fonksiyonu olduğu için temel ortalama formül kullanılarak hesaplanamaz, bunun yerine yukarıdaki formüle bağlıyız.

Alternatif olarak, AC RMS, dirençli bir yük boyunca bağlandığında özdeş bir ortalama güç kaybı üreten bir doğru akımın (DC) değerine eşdeğer olarak anlaşılabilir.

Tamam, şimdi bir sinüs dalgası döngüsünün RMS'sini tepe voltaj değerine göre hesaplama formülünü biliyoruz.

Bu, 50 Hz AC evimiz için tepe noktası ve RMS'yi değerlendirmek için de uygulanabilir. Bunu çözerek, tüm 220V tabanlı şebeke AC sistemleri için RMS'yi 220V ve zirveyi 310V olarak elde ederiz.

Değiştirilmiş Kare Dalga RMS ve Zirvesini Hesaplama

Şimdi bu ilişkinin, 220V AC sinüzoidal eşdeğerine karşılık gelen bir 220V sistem için doğru dalga formu döngülerini kurmak için değiştirilmiş kare dalga invertörlerinde nasıl uygulanabileceğini görelim.

AC RMS'nin bir DC dalga formunun ortalama gücüne eşdeğer olduğunu zaten biliyoruz. Bu da bize şu basit ifadeyi verir:

V zirve = V rms

Ama aynı zamanda kare dalganın tepe noktasının 310V olmasını istiyoruz, bu yüzden yukarıdaki denklem iyi kalmayacak ve bu amaçla kullanılamayacak gibi görünüyor.

Kriter, her bir kare dalga döngüsü için 310V pik ve ayrıca bir RMS veya ortalama 220V değerine sahip olmaktır.

Bunu doğru bir şekilde çözmek için kare dalgaların AÇMA / KAPAMA süresinden veya aşağıda açıklandığı gibi görev döngüsü yüzdesinden yardım alıyoruz:

50 Hz AC dalga biçiminin her yarım döngüsünün 10 milisaniye (ms) süresi vardır.

En kaba haliyle değiştirilmiş bir yarım dalga döngüsü, aşağıdaki resimde gösterildiği gibi görünmelidir:

Her döngünün sıfır veya boş bir aralıkla başladığını, ardından 310V'a kadar tepe darbesi çektiğini ve tekrar 0V'luk bir boşlukla sona erdiğini görebiliriz, işlem daha sonra diğer yarım döngü için tekrar eder.

Gerekli 220V RMS'yi elde etmek için, tepe ve sıfır boşluk bölümlerini veya döngünün AÇMA / KAPAMA dönemlerini, ortalama değer gerekli 220V'u üretecek şekilde hesaplamalı ve optimize etmeliyiz.

Gri çizgi, 10 ms olan döngünün% 50 dönemini temsil eder.

Şimdi ortalama 220V üretecek AÇMA / KAPAMA süresinin oranlarını bulmamız gerekiyor. Bunu şu şekilde yapıyoruz:

220/310 x 100 = yaklaşık% 71

Bu, yukarıdaki değiştirilmiş döngüdeki 310V tepe noktasının 10 ms sürenin% 71'ini kaplaması gerektiğini, iki sıfır aralığının ise% 29 kombine veya her birinin% 14.5 olması gerektiğini gösterir.

Bu nedenle, 10 ms'lik bir uzunlukta, ilk sıfır bölümü 1.4 ms, ardından 7 ms için 310 V tepe ve son olarak da 1.4 ms'lik son sıfır aralığı olmalıdır.

Bu gerçekleştirildikten sonra, inverterin çıktısının sinüs dalga formunun oldukça iyi bir kopyasını üretmesini bekleyebiliriz.

Tüm bunlara rağmen, çıktının sinüs dalgasının tam olarak ideal bir kopyası olmadığını görebilirsiniz, çünkü tartışılan modifiye kare dalga en basit formunda veya kaba bir tiptedir. Çıkışın sinüs dalgasıyla maksimum hassasiyetle eşleşmesini istiyorsak, o zaman bir SPWM yaklaşımı .

Umarım yukarıdaki tartışma, sinüs dalgası çıktısını kopyalamak için değiştirilmiş bir karenin nasıl hesaplanacağı ve optimize edileceği konusunda sizi aydınlatmış olabilir.

Pratik doğrulama için okuyucular yukarıdaki tekniği buna uygulamayı deneyebilirler. basit modifiye invertör devresi.

İşte başka Optimize edilmiş bir modifiye dalga formunun klasik örneği Transformatörün sekonderinde iyi bir sinüs dalgası elde etmek için.