Моделирование выходного каскада преобразователя частоты
Структура выходного каскада преобразователя частоты. Трёхфазный мостовой инвертор напряжения. Задача фильтра - сгладить форму кривой на выходе мостового инвертора, получить из ступенчатого сигнала на входе синусоидально изменяющееся напряжение на выходе.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.07.2018 |
| Размер файла | 352,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЫХОДНОГО КАСКАДА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ
Веселов Алексей Михайлович, бакалавр, студент
Кудашев Алексей Вадимович, бакалавр, студент
Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет
Транзисторы переключаются из одного состояния в другое скачком, то и выходное напряжение будет иметь ступенчатую форму. Для ряда устройств такая форма выходного напряжения оказывается приемлемой, однако такая форма абсолютно не подходит для питания электродвигателей. Для того, чтобы можно было подключить к такому преобразователю частоты электродвигатель, необходимо после мостового инвертора поставить фильтр. Основная задача фильтра - это сгладить форму кривой на выходе мостового инвертора, т.е. получить из ступенчатого сигнала на входе синусоидально изменяющееся напряжение на выходе фильтра.
преобразователь частота инвертор фильтр
Структуру выходного каскада преобразователя частоты можно представить в виде следующей схемы (рис.1):
Рисунок 1
Как видно из схемы выходной каскад преобразователя частоты состоит из 3-х фазного мостового инвертора, который питается в простейшем случае от внешнего источника постоянного тока (в реальных преобразователях частоты от промежуточного звена постоянного тока). Также на управляющий вход мостового инвертора подается управляющее напряжение, под действием которого происходит коммутация тока в фазах. Управляющее напряжение генерируется в блоке PWM, основываясь на показаниях датчиков обратных связей. После мостового инвертора напряжение попадает в фильтр. А после фильтра идет на нагрузку.
Рассмотрим более подробно силовые каскады инвертора.
Трёхфазный мостовой инвертор напряжения, выполняется на силовых управляемых вентилях. В данной модели используются мощные MOSFET транзисторы, которые соединены по следующей схеме (рис.2).
Рисунок 2
Как было сказано выше мостовой инвертор питается от источника постоянного напряжения, а на затворы полевых транзисторов подается сигналы управления.
Сигналы управления, генерируемые блоком ШИМ переводят транзисторы из открытого состояния в закрытое и наоборот, тем самым изменяя направление и значение тока в нагрузке.
Допустим в первом состоянии включены транзисторы VT2, VT4 и VT3. Фазы A и С подключены к положительной шине входного источника питания, а фаза В нагрузки подключена к отрицательной шине источника. При симметричной нагрузке, т.е. при одинаковом сопротивлении фаз, на две параллельно соединенные фазы А и С будет приложена в положительном направлении треть напряжения источника, а на последовательно соединенную с ним фазу В две трети напряжения питания отрицательной полярности. Далее процесс коммутирования продолжается так, чтобы фаза А была подключена к положительной шине питания, а фазы С и В к отрицательной шине, далее фазы В и А подключены к положительной шине питания, а фаза С к отрицательной и т.д. Таким образом для того чтобы получить полный период выходного напряжения необходимо проделать 6 ступеней коммутации. Поскольку транзисторы переключаются из одного состояния в другое скачком, то и выходное напряжение будет иметь ступенчатую форму. Для ряда устройств такая форма выходного напряжения (иногда её называют модифицированная синусоида) оказывается приемлемой, однако такая форма абсолютно не подходит для питания электродвигателей. Для того, чтобы можно было подключить к такому преобразователю частоты электродвигатель, необходимо после мостового инвертора поставить фильтр.
Основная задача фильтра - это сгладить форму кривой на выходе мостового инвертора, т.е. получить из ступенчатого сигнала на входе синусоидально изменяющееся напряжение на выходе фильтра. В простейшем случае такой фильтр состоит из дросселя и конденсатора, включенных в каждую фазу (рис 3).
Рисунок 3
На следующей осциллограмме представлено выходное напряжение всех трёх фаз преобразователя (рис.4).
Рисунок 4
Как видно из графиков, в начальный момент времени примерно до 0.01 с, нарушается синусоидальность кривых, это объясняется переходными процессами, возникающими в фильтре.
Список литературы
1. Кудашев А.В. Использование асинхронного двигателя в составе сервосистемы // NovaInfo.Ru (Электронный журнал.) - 2016 г. - № 48; URL: http://novainfo.ru/article/7024
2. Сагитова А.Р., Кудашева Е.Г. Спектральные свойства дифференциального оператора четвёртого порядка // Перспективы инновационного развития АПК. Материалы Международной научно-практической конференции в рамках XXIV Международной специализированной выставки "Агрокомплекс-2014". 2014. С. 128-131.
3. Кудашева Е.Г. Аппроксимация целой функции // Инновационному развитию агропромышленного комплекса - научное обеспечение. Материалы Международной научно-практической конференции в рамках XXII Международной специализированной выставки «АгроКомплекс-2012». Министерство сельского хозяйства РФ, Министерство сельского хозяйства РБ, Башкирский государственный аграрный университет, Башкирская выставочная компания. 2012. С. 365-367.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Разработка и моделирование устройства, позволяющего с заданной точностью формировать на выходе синусоидальное напряжение 22/38-220/380 В и частотой 5-50 Гц. Основные элементы исследования: трехфазный инвертор напряжения, микроконтроллер mc68hc908mr32.
дипломная работа [773,6 K], добавлен 08.03.2011Данные для расчёта усилителя напряжения низкой частоты на транзисторах. Расчёт усилительного каскада на транзисторе с общим эмиттером. Расчёт выходного усилительного каскада - эмиттерного повторителя. Амплитудно-частотная характеристика усилителя.
курсовая работа [382,1 K], добавлен 19.12.2015Схема преобразователя частоты и выбор элементов его защиты. Расчёт параметров выпрямителя, его силовой части и параметров силового трансформатора. Анализ функционирования систем управления управляемым выпрямителем и автономным инвертором напряжения.
курсовая работа [1015,1 K], добавлен 29.06.2011Состав управляемого выпрямителя. Выбор схемы и работа преобразователя. Схема выходного фильтра. Расчёт вентилей по току и по напряжению. Выбор и расчёт согласующего трансформатора. Расчёт параметров выходного фильтра. Выбор автоматических выключателей.
курсовая работа [281,0 K], добавлен 01.02.2015Схема компенсационного стабилизатора напряжения на транзисторах. Определение коэффициентов пульсации, фильтрации и стабилизации. Построение зависимости выходного напряжения от сопротивления нагрузки. График напряжения на входе и выходе стабилитрона.
лабораторная работа [542,2 K], добавлен 11.01.2015Расчет и график напряжения на выходе цепи. Спектральная плотность сигнала на входе и выходе. Дискретизация входного сигнала и импульсная характеристика цепи. Спектральная плотность входного сигнала. Расчет дискретного сигнала на выходе корректора.
курсовая работа [671,8 K], добавлен 21.11.2011Описание структурной электрической схемы. Составление принципиальной схемы изделия и описание ее работы. Расчет полевого транзистора 2N7002. Определение емкостей конденсаторов на входе и выходе каскада и в цепи эмиттера. Алгоритм поиска неисправности.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 10.07.2014Вычисление напряжения на выходе цепи U2 (t), спектра сигнала на входе и на выходе цепи. Связь между импульсной характеристикой и передаточной функцией цепи. Дискретизация входного сигнала и импульсной характеристики. Синтез схемы дискретной цепи.
курсовая работа [380,2 K], добавлен 13.02.2012Расчет трансформатора, входного фильтра и параметров сглаживающего фильтра. Выбор транзистора по максимальному (амплитудному) значению тока. Определение площади радиатора транзистора. Проверка преобразователя на устойчивость к возмущающим воздействиям.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 09.06.2015Определение среднеквадратического отклонения погрешности измерения, доверительного интервала, коэффициента амплитуды и формы выходного напряжения. Выбор допустимого значения коэффициента деления частоты и соответствующего ему времени счета для измерений.
контрольная работа [110,9 K], добавлен 15.02.2011Краткая характеристика устройства ввода тока и напряжения. Методика построения преобразователя тока в напряжение. Фильтр низких частот. Устройство унифицированного сигнала. Расчет устройства ввода тока, выполненного на промежуточном трансформаторе тока.
курсовая работа [144,0 K], добавлен 22.08.2011Фильтр нижних частот (ФНЧ). Максимальная амплитуда прямоугольного сигнала на выходе ФНЧ. Описание фильтра верхних частот (ФВЧ) в частотной и временной областях. Максимальная скорость нарастания сигнала на выходе ФВЧ. Полное входное сопротивление.
лабораторная работа [1,7 M], добавлен 25.04.2013Особенности управления электродвигателями переменного тока. Описание преобразователя частоты с промежуточным звеном постоянного тока на основе автономного инвертора напряжения. Динамические характеристики САУ переменного тока, анализ устойчивости.
курсовая работа [619,4 K], добавлен 14.12.2010Рассмотрение двухзвенных преобразователей с импульсным регулированием выходного напряжения или тока как основных преобразователей для высококачественных электроприводов. Виды тока коллекторного двигателя постоянного тока, который получает питание от ИП.
презентация [366,0 K], добавлен 21.04.2019Модель контура регулирования давления свежего пара. Настройки частотного корректора. Ступенчатое увеличение и уменьшение частоты. Задержка сигнала датчика давления. Моделирование импульса по характеристике изменения тока на выходе турбинного регулятора.
дипломная работа [410,3 K], добавлен 11.05.2014Постановка задачи синтеза электрического фильтра. Реализация схемы фильтра низких частот. Аппроксимация частотной характеристики рабочего ослабления фильтра. Расчет спектра последовательности прямоугольных импульсов на входе и на выходе фильтра.
курсовая работа [597,8 K], добавлен 02.06.2015Изучение принципа работы мостового усилителя мощности звуковой частоты, составление описания модели схемы. Проектирование мостового УМЗЧ с помощью пакета прикладных программ Pspice схемотехнического проектирования и анализ результатов машинных расчетов.
курсовая работа [78,3 K], добавлен 23.07.2010Расчёт трехфазного управляемого выпрямителя, преобразующего входное напряжение до необходимой выходной величины с заданным коэффициентом пульсаций и величиной выходного тока, за счёт использования трансформатора напряжения. Работы схемы управления.
курсовая работа [736,4 K], добавлен 16.07.2009Расчет параметров регулятора тока якоря. Построение переходных процессов в контуре тока в отсутствии ограничений при ограничениях выходного напряжения тиристорного преобразователя. Построение переходных процессов в контуре скорости. Технический оптимум.
контрольная работа [239,6 K], добавлен 26.09.2013Выбор методов и средств измерений. Типовые метрологические характеристики вольтметра. Методика выполнения измерений переменного напряжения сложной формы на выходе резистивного делителя напряжения методом вольтметра в рабочих условиях, обработка данных.
контрольная работа [75,8 K], добавлен 25.11.2011
