|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Przetwornica napięcia DC 12 V z akumulatora na napięcie AC 220 V 50 Hz. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Przetwornice napięcia, prostowniki, falowniki W literaturze opisano wiele przetwornic napięcia, ale prawie wszystkie mają poważne wady. Zaprojektowałem konwerter pozbawiony tych mankamentów. Robiąc to, kierowałem się następującymi kryteriami: 1. Maksymalna moc dostarczana do obciążenia musi wynosić co najmniej 1 kW. Stan ten zmusił nas do rezygnacji z mocnych tranzystorów w sekcji mocy (które są „bolesnym punktem” w przetwornicach mocy 100-300 W) i zastosowania potężnych trinistorów. 2. Napięcie wyjściowe zbliżone do sinusoidalnego na wyjściu przetwornicy uzyskuje się poprzez dobór pojemności kondensatora połączonego równolegle z obciążeniem lub poprzez zastosowanie w części mocy falowników prądu. 3. Eliminacja prądów „przelotowych”. Problem ten jest bardzo istotny i polega na tym, że czas włączenia tranzystora lub trinistora jest krótszy niż czas wyłączenia, tj. jedno urządzenie włącza się i dostarcza prąd do uzwojenia pierwotnego transformatora, a drugie, które w tym momencie powinno już być wyłączone, również dostarcza prąd do uzwojenia. Rozwiązałem ten problem skracając czas trwania impulsów sterujących o czas wystarczający do całkowitego zamknięcia trinistora. 4. Automatyczne wyłączenie urządzenia w przypadku głębokiego rozładowania akumulatora realizowane jest poprzez zastosowanie urządzenia progowego. 5. Automatyczne włączenie przetwornicy w przypadku zaniku zasilania i ładowanie akumulatora (z odłączeniem od prostownika przy całkowitym rozładowaniu) w obecności napięcia sieciowego zapewnione jest poprzez zastosowanie obwodu na przekaźniku i automatycznej ładowarki. Schemat funkcjonalny konwertera pokazano na rys.1.
W obecności napięcia sieciowego 220 V obciążenie jest podłączone do sieci, a akumulator jest podłączony do ładowarki. W przypadku zaniku napięcia sieciowego do przetwornicy napięcia podawane jest napięcie akumulatora 12 V i podłączane jest do niego obciążenie. Wszystkie te operacje są wykonywane przez urządzenie przełączające, które zawiera automatyczną ładowarkę. Oscylator główny (MG) generuje prostokątne impulsy o czasie trwania 10 ms i częstotliwości 50 Hz. Z wyjść ZG impulsy docierają do linii opóźniającej (LZ) i pojedynczego wibratora. LZ służy do zapewnienia, że poziom dziennika „1” dociera do obwodu koincydencji 1 μs później niż impuls z pojedynczego wibratora. Czas trwania pojedynczego impulsu wibratora jest odejmowany od czasu trwania impulsu MO i musi być większy niż czas trwania blokady zastosowanych trinistorów. Układ kształtowania impulsów wyjściowych (WF) generuje impulsy sterujące do elektrod sterujących trinistorów jednostki mocy (MF). Schemat ideowy układu sterowania częścią mocy przetwornicy napięcia pokazano na rys. 2, natomiast wykresy napięć w punktach charakterystycznych pokazano na rys. 3.
ZG jest wykonany na elementach AND-NOT DD1.1, DD1.2. Częstotliwość impulsów na jego wyjściu ustawia się za pomocą miernika częstotliwości, dobierając rezystor R1. Impulsy o częstotliwości 50 Hz podawane są przez LZ w łańcuchu całkującym R2C2 na wejście DD1.4. Czas opóźnienia impulsu wynosi około 1 µs. Wejście 13 DD1.4 odbiera impulsy pojedynczego wibratora DD2.1, których impulsami wyzwalającymi są dodatnie spadki napięcia impulsów ZG. Czas trwania pojedynczych impulsów wibratora jest określony przez elementy R3C3. Linia opóźniająca służy do zapewnienia, że dodatni spadek napięcia impulsu ZG dotrze na wejście 12 DD1.4 później niż ujemny spadek napięcia impulsu jednorazowego pojawi się na wejściu 13 DD1.4 i nie wystąpi ujemny udar impuls oparty na tranzystorze VT1 o czasie trwania równym czasowi reakcji wyzwalacza DD2.1. Czas trwania impulsu pojedynczego wibratora dobiera się na około 20 μs w oparciu o niezawodne zamknięcie trinistorów sekcji mocy typu TCh125, których czas włączenia wynosi 6 μs. W przypadku stosowania innych typów trinistorów konieczne jest ponowne obliczenie wartości R3 i C3. Dodatni impuls kontrolny o czasie trwania 2 μs jest usuwany z kolektora tranzystora VT9,98. Podobnie generowany jest impuls Uу2, który jest w przeciwfazie z impulsem Uу1. Moc i wartość rezystorów R8 i R9 dobiera się w zależności od rodzaju zastosowanych tranzystorów: R9 = R8 < 12 V / Iopen, PR8 = PR9 = 144 / R8 = 144 / R9. Jeżeli w przetwornicy napięcia zastosuje się kilka akumulatorów połączonych szeregowo, wymiary transformatora T1 ulegną znacznemu zmniejszeniu, a aby uzyskać wymaganą moc na obciążeniu, można dobrać trinistory o niższym prądzie. Projekt obwodu części mocy przetwornicy można najprościej rozwiązać, stosując mocne tyrystory z blokadą (ryc. 4).
Obciążeniem falownika jest uzwojenie pierwotne transformatora T1. Obciążenie 220 V jest podłączone do uzwojenia wtórnego transformatora. Transformator oblicza się zgodnie z metodologią wielokrotnie publikowaną w literaturze edukacyjnej. Kondensator łączy się równolegle z obciążeniem, aby uzyskać kształt napięcia zbliżony do sinusoidalnego. Jego pojemność zależy od obciążenia, określa się ją doświadczalnie. W obecności impulsu sterującego Uу1 tyrystory VS1 i VS4 są włączane, a VS2 i VS3 wyłączane. Uzwojenie transformatora w1 jest połączone lewym końcem z dodatnią szyną zasilającą, a prawym końcem z ujemną i płynie prąd, jak pokazano na rys. 4. W przypadku braku Uy1 i obecności Uy2, VS1 i VS4 są wyłączone, napięcie i prąd uzwojenia w1 zmieniają kierunek. Podczas blokowania VS1 i VS4 w chwili t2, pomimo nadejścia impulsu odblokowującego do VS2 i VS3, prąd obciążenia in ze względu na obecność indukcyjności Ln będzie miał tendencję do utrzymywania swojego kierunku. Aby otworzyć drogę dla prądu obciążenia po zablokowaniu VS1 i VS4, tyrystory są bocznikowane diodami VD10 - VD40. Dlatego prąd obciążenia w chwili t2 Bardziej złożonym rozwiązaniem obwodów budowy części zasilającej przekształtnika jest zastosowanie falownika prądowego pokazanego na rys.5.
Przetwornice prądu ze sterownikiem indukcyjno-tyrystorowym są szeroko stosowane w przemyśle, na przykład w zasilaczach bezprzerwowych, ich moc sięga setek kilowatów. Przebieg napięcia wyjściowego jest zbliżony do sinusoidalnego, co pozwala na stosowanie ich bez filtrów po stronie prądu przemiennego. Ze względu na dużą indukcyjność cewki wygładzającej Ld, prąd inwertera id (prąd źródła E) można uznać za idealnie wygładzony. Dodatni impuls Uy1 otwiera tyrystory VS1 i VS4, dodatni impuls Uy2 otwiera tyrystory VS2 i VS3. Prąd wejściowy falownika, w wyniku okresowego przełączania realizowanego przez tyrystory, przetwarzany jest po przekątnej mostka na prąd przemienny o kształcie prostokątnym. Kondensator Sk - przełączanie. Służy do wytworzenia napięcia blokującego na tranzystorach. Aby wyeliminować silną zależność napięcia obciążenia od wielkości obciążenia, zastosowano regulowany przetwornik napięcia przemiennego z obciążeniem indukcyjnym (elementy VS5, L). Pobierany przez niego prąd ma pierwszą harmoniczną, której przesunięcie fazowe względem napięcia jest zawsze równe π/1. Amplituda pierwszej harmonicznej prądu zależy od kąta sterowania α, który jest równy przesunięciu fazowemu impulsów sterujących na VS2 względem momentu zmiany napięcia Un. Dlatego ten obwód przetwornicy napięcia jest uważany za kontrolowaną indukcyjność. Regulując iL poprzez zmianę kąta α za pomocą obwodu sterującego, należy ustawić taki sam prąd iL, przy którym kąt przesunięcia β pomiędzy prądem iн a napięciem Un pozostanie niezmieniony, wówczas napięcie na obciążeniu będzie stałe, gdy załaduj aktualne zmiany. Wzory do obliczania Sk, Ld, L. Dla normalnego przełączania kąt przesunięcia β pomiędzy napięciem i prądem musi wynosić β≥ωtoff, gdzie ω = =2πf = 314 s-1 częstotliwość kątowa; toff - czas wyłączenia tyrystora; tgβ = bc/(ynsosϕn tgϕn), gdzie bc = ωC jest modułem przewodności kondensatora Sk; yn = 1/zn moduł przewodności obciążenia. Moc czynna obciążenia Рн = Еid = =Unincosϕ. Moc bierna kondensatora Qc = = U2нωСк. Moc bierna obciążenia Qн = Рнtgϕн. Moc bierna pobierana przez falownik Qi = Qc - Qн. Napięcie obciążenia Un = 0,35πE[1 + (ωCk /yn cosϕn - tgϕn)2]1/2. Pojemność Ск = Рн(tgβ + tgϕн)/ωU2н. Indukcyjność dławika Ld≥ {E[1 - cos(β + π/6)]cosϕ}/72fPнcosβ jeżeli β<π/6. Ld≥ E2sin2β/144fPnsos2β jeżeli β≥π/6; Obciążenie indukcyjne L≥1,4Uнsin(α- π/2)/ωiL ≥ 1,4Uн.ωiL, gdzie α jest kątem sterowania triaka VS5, iL = Iw1maxsin(α- π/2). Dla prądu iL wybierany jest również triak VS. Schemat ideowy sterowania triakiem VS5 pokazano na rys.6. Obwód ten zbudowany jest na pojedynczym wibratorze DD2.1, który wytwarza impulsy o czasie trwania nie dłuższym niż 10 ms (wybrana jest pojemność kondensatora C1). Wibrator pojedynczy uruchamiany jest impulsami z obwodu sterującego (rys. 2). Czas trwania impulsów jest regulowany przez rezystor R1. Z kolektora tranzystora VT2 pobierane są impulsy sterujące triaka Uу3. Wartość i moc rezystora R3 zależą od prądu otwarcia wybranego triaka VS5 w części mocy: R3 < E/I otwarty; РR3==E2/R3. Jeżeli wymagana moc obciążenia nie przekracza 200 ... 300 W, część mocy przetwornicy można wykonać na tranzystorach zgodnie ze schematem na ryc. 7. Brak wpływu „prądów przelotowych” zapewnia konstrukcja obwodu układu sterowania zgodnie z rys.2. Autor: A.N.Mankowski
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Precyzyjne pomiary masy bozonu W ▪ Trójkołowy samochód elektryczny Arcimoto FUV Evergreen Edition ▪ Ciecz, która krzepnie po podgrzaniu ▪ Najbardziej irytujący dźwięk dla ludzkiego ucha ▪ Bezwentylatorowy cyfrowy zasilacz Mean Well PHP-3500
▪ sekcja serwisu Słowa skrzydlate, jednostki frazeologiczne. Wybór artykułu ▪ artykuł Niech żyje słońce, niech ciemność się ukryje! Popularne wyrażenie ▪ artykuł Dlaczego nie wszystkie drzewa mają słoje? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Ruskusa. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł Silniki prądu przemiennego. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Woda jest źródłem życia. Sekret ostrości
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony