|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Convertitore di tensione CC Batteria da 12 V a tensione CA 220 V 50 Hz. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Convertitori di tensione, raddrizzatori, inverter I convertitori di tensione descritti in letteratura sono numerosi, ma quasi tutti presentano gravi inconvenienti. Ho progettato un convertitore che è esente da questi difetti. Nel fare ciò, ho proceduto dai seguenti criteri: 1. La potenza massima fornita al carico deve essere almeno 1 kW. Questa condizione ci ha costretto ad abbandonare i potenti transistor nella sezione di potenza (che sono un “punto dolente” nei convertitori di potenza da 100-300 W) e ad utilizzare potenti SCR. 2. Una forma quasi sinusoidale della tensione di uscita all'uscita del convertitore si ottiene selezionando la capacità di un condensatore collegato in parallelo al carico o utilizzando inverter di corrente nella sezione di potenza. 3. Eliminazione delle correnti "passanti". Questo problema è molto rilevante e risiede nel fatto che il tempo di accensione del transistor o del tiristore è inferiore al tempo di spegnimento, ad es. un dispositivo si accende e fornisce corrente all'avvolgimento primario del trasformatore, e il secondo, che in questo momento dovrebbe già essere spento, fornisce corrente anche all'avvolgimento. Ho risolto questo problema riducendo la durata degli impulsi di comando di un tempo sufficiente a chiudere completamente l'SCR. 4. Lo spegnimento automatico del dispositivo quando la batteria è completamente scarica si ottiene utilizzando un dispositivo a soglia. 5. L'accensione automatica del convertitore in caso di interruzione di corrente e la ricarica della batteria (con disconnessione dal caricabatterie quando completamente scarica) in presenza di tensione nella rete è assicurata utilizzando un circuito relè e un caricabatterie automatico. Lo schema funzionale del convertitore è mostrato in Fig.1.
Se è presente una tensione di rete di 220 V, il carico è collegato alla rete e la batteria è collegata al caricabatterie. In caso di interruzione della tensione di rete, al convertitore di tensione viene fornita una tensione della batteria di 12 V e ad esso viene collegato il carico. Tutte queste operazioni vengono eseguite da un dispositivo di commutazione, che include un caricabatterie automatico. L'oscillatore principale (MO) produce impulsi rettangolari con una durata di 10 ms e una frequenza di 50 Hz. Dalle uscite del CG, gli impulsi vengono forniti alla linea di ritardo (LZ) e al monostabile. L'LZ serve a garantire che il livello log "1" arrivi al circuito di coincidenza 1 μs dopo l'impulso proveniente dal monostabile. La durata dell'impulso del singolo vibratore viene sottratta dalla durata dell'impulso SG e deve essere maggiore della durata di spegnimento dei tiristori utilizzati. Il formatore di impulsi di uscita (PF) invia impulsi di controllo agli elettrodi di controllo dei tiristori dell'unità di potenza (SP). Un diagramma schematico del sistema di controllo per la parte di potenza del convertitore di tensione è mostrato in Fig. 2 e i diagrammi di tensione nei punti caratteristici sono mostrati in Fig. 3.
L'SG è realizzato su elementi NAND DD1.1, DD1.2. La frequenza degli impulsi alla sua uscita viene impostata utilizzando un frequenzimetro selezionando il resistore R1. Gli impulsi con una frequenza di 50 Hz vengono forniti attraverso la LZ sulla catena integrata R2C2 all'ingresso DD1.4. Il tempo di ritardo dell'impulso è di circa 1 µs. L'ingresso 13 DD1.4 riceve impulsi dal DD2.1 one-shot, i cui impulsi di attivazione sono le cadute di tensione positive degli impulsi del generatore principale. La durata degli impulsi one-shot è determinata dagli elementi R3C3. La linea di ritardo viene utilizzata in modo che la caduta di tensione positiva dell'impulso SG arrivi all'ingresso 12 DD1.4 più tardi della caduta di tensione negativa dell'impulso one-shot all'ingresso 13 DD1.4 e non vi sia alcun picco negativo dell'impulso impulso basato sul transistor VT1 con una durata pari al tempo di risposta trigger DD2.1. La durata degli impulsi del singolo vibratore è stata scelta in circa 20 μs per chiudere in modo affidabile i tiristori della sezione di potenza del tipo TCh125, il cui tempo di accensione è di 6 μs. Quando si utilizzano altri tipi di tiristori, è necessario ricalcolare i valori di R3 e C3. Un impulso di controllo positivo con una durata di 2 μs viene rimosso dal collettore del transistor VT9,98. Allo stesso modo, viene generato un impulso Uу2 che è in antifase con l'impulso Uу1. La potenza e il valore dei resistori R8 e R9 vengono selezionati in base al tipo di transistor utilizzato: R9 = R8 < 12 V/Iopen, PR8 = PR9 = 144/R8 = 144/R9. Se si utilizzano più batterie collegate in serie in un convertitore di tensione, le dimensioni del trasformatore T1 saranno notevolmente ridotte e per ottenere la potenza richiesta al carico è possibile selezionare SCR con una corrente inferiore. Il design del circuito della parte di potenza del convertitore può essere risolto più facilmente utilizzando potenti tiristori di spegnimento (Fig. 4).
Il carico dell'inverter è l'avvolgimento primario del trasformatore T1. Il carico da 220 V è collegato all'avvolgimento secondario del trasformatore. Il trasformatore viene calcolato utilizzando un metodo più volte pubblicato nella letteratura didattica. Un condensatore è collegato in parallelo al carico per ottenere una forma d'onda di tensione prossima alla sinusoidale. La sua capacità dipende dal carico ed è determinata sperimentalmente. Se è presente un impulso di controllo Uу1, i tiristori VS1 e VS4 sono accesi e VS2 e VS3 sono spenti. L'avvolgimento del trasformatore w1 è collegato all'estremità sinistra al bus di alimentazione positivo e all'estremità destra a quello negativo, e la corrente scorre come mostrato in Fig. 4. In assenza di Uу1 e in presenza di Uу2, VS1 e VS4 sono spenti, la tensione e la corrente dell'avvolgimento w1 cambiano direzione. Quando VS1 e VS4 sono agganciati all'istante t2, nonostante l'arrivo di un impulso di sblocco a VS2 e VS3, la corrente di carico in ingresso, a causa della presenza dell'induttanza Ln, tenderà a mantenere la sua direzione. Per aprire il percorso per la corrente di carico dopo aver bloccato VS1 e VS4, i tiristori vengono deviati con diodi VD10 - VD40. Pertanto, la corrente di carico è presente in t2 Una soluzione circuitale più complessa per costruire la parte di potenza del convertitore è l'uso di un inverter di corrente, mostrato in Fig. 5.
Gli inverter attuali con regolatore a tiristori induttivi sono ampiamente utilizzati nell'industria, ad esempio nei gruppi di continuità; la loro potenza raggiunge centinaia di kilowatt. La forma della tensione di uscita è quasi sinusoidale, il che ne consente l'utilizzo senza filtri sul lato CA. A causa della grande induttanza dell'induttanza di livellamento Ld, la corrente dell'inverter id (corrente sorgente E) può essere considerata idealmente livellata. Un impulso positivo Uу1 apre i tiristori VS1 e VS4, un impulso positivo Uу2 apre i tiristori VS2 e VS3. La corrente in ingresso all'inverter id, grazie alla commutazione periodica effettuata dai tiristori, viene convertita in una corrente alternata rettangolare nelle diagonali del ponte. Il condensatore SK è un condensatore di commutazione. Serve a creare una tensione di blocco sui transistor. Per eliminare la forte dipendenza della tensione di carico dal valore di carico, viene utilizzato un convertitore di tensione CA regolabile con carico induttivo (elementi VS5, L). La corrente che consuma è di 1a armonica il cui sfasamento rispetto alla tensione è sempre pari a π/2. L'ampiezza della prima armonica della corrente dipende dall'angolo di controllo α, che è uguale allo sfasamento degli impulsi di controllo su VS1 rispetto al momento della variazione di tensione Un. Pertanto, questo circuito convertitore di tensione è considerato un'induttanza controllata. Regolando iL variando l'angolo α tramite un circuito di controllo, è necessario impostare la stessa corrente iL alla quale rimane invariato l'angolo di spostamento β tra la corrente in e la tensione Un, quindi la tensione sul carico sarà costante quando caricare le modifiche attuali. Formule per il calcolo di Sk, Ld, L. Per la commutazione normale, l'angolo di spostamento β tra tensione e corrente deve essere β≥ωtoff, dove ω = =2πf = 314 s-1 frequenza angolare; toff: è ora di spegnere il tiristore; tgβ = = bc/(yсosϕн tgϕн), dove bc = ωC modulo di conduttività del condensatore Ск; yn = 1/zí modulo di conduttività del carico. Potenza di carico attiva Рн = Еid = =Unincosϕ. Potenza reattiva del condensatore Qc = = U2нωСк. Potenza di carico reattiva Qн = Рнtgϕн. Potenza reattiva consumata dall'inverter Qi = Qc - Qn. Tensione di carico Un = 0,35πE[1 + (ωCк /yн cosϕн - tgϕн)2]1/2. Capacità Sk = Рн(tgβ + tgϕн)/ωU2н. Induttanza dell'induttore Ld≥ {E[1 - cos(β + π/6)]cosϕ}/72fPнcosβ, se β<π/6. Ld≥ E2sin2β/144fPнos2β, se β≥π/6; Carico induttivo L≥1,4Unsin(α- π/2)/ωiL ≥ 1,4Un.ωiL, dove α è l'angolo di controllo del triac VS5, iL = Iw1maxsin(α - π/2). Anche Triac VS viene selezionato in base all'iL corrente. Lo schema elettrico per il controllo del triac VS5 è mostrato in Fig. 6. Questo circuito è costruito su un singolo vibratore DD2.1, che produce impulsi con una durata non superiore a 10 ms (selezionare la capacità del condensatore C1). Gli impulsi one-shot vengono attivati dal circuito di controllo (Fig. 2). La durata degli impulsi è regolata dal resistore R1. Gli impulsi di controllo per il triac Uу2 vengono rimossi dal collettore del transistor VT3. Il valore e la potenza della resistenza R3 dipendono dalla corrente di apertura del triac VS5 selezionato nella sezione di potenza: R3 < E/Iopen; PR3= = E2/R3. Se la potenza di carico richiesta non supera i 200...300 W, la parte di potenza del convertitore può essere realizzata utilizzando transistor secondo lo schema di Fig. 7. L'assenza dell'effetto delle "correnti passanti" è garantita dalla progettazione circuitale del sistema di controllo secondo la Fig. 2. Autore: AN Mankovsky
Un nuovo modo di controllare e manipolare i segnali ottici
05.05.2024 Tastiera Seneca Premium
05.05.2024 Inaugurato l'osservatorio astronomico più alto del mondo
04.05.2024
▪ KnuPath - processore militare neuromorfico ▪ Piante per purificare l'aria nelle stazioni spaziali ▪ Impatto dei telefoni cellulari sull'apprendimento ▪ Processori Intel Xeon D-2100 ▪ Il disco rigido più veloce del mondo di Seagate
▪ sezione del sito Trasferimento dati. Selezione di articoli ▪ Articolo Onomastico su Anton e Onufry. Espressione popolare ▪ articolo Chi ha confutato gli insegnamenti di Tolomeo? Risposta dettagliata ▪ articolo Raccolta di piatti dalle tavole. Istruzioni standard sulla protezione del lavoro ▪ articolo Perle e masse di madreperla. Ricette e consigli semplici ▪ articolo alimentatore radio CB. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Homepage | Biblioteca | Articoli | Mappa del sito | Recensioni del sito
www.diagram.com.ua |
Vedi altri articoli sezione 
Ultime notizie di scienza e tecnologia, nuova elettronica:
Tutte le lingue di questa pagina