Jeg er sikker på at du kanskje ofte har lurt på hvordan du kan oppnå den riktige måten å optimalisere og beregne en modifisert firkantbølge slik at den produserte nesten en identisk replikering av en sinusbølge når den ble brukt i en inverterapplikasjon.

Beregningene diskutert i denne artikkelen vil hjelpe deg med å lære teknikken som en modifisert firkantbølgekrets kan gjøres om til sinebølgeekvivalent. La oss lære prosedyrene.

Det første kriteriet for å oppnå dette er å matche RMS-verdien til den modifiserte firkanten med sinusbølgemotparten på en slik måte at resultatet replikerer den sinusformede bølgeformen så tett som mulig.

Hva er RMS (Root Mean Square)

Vi vet at RMS til sinusformede bølgeformspenning i hjemmet bestemmes ved å løse følgende forhold:

V topp = √2 V. rms

Hvor V topp er maksimumsgrensen eller toppgrensen for sinusbølgeformsyklusen, mens gjennomsnittsstørrelsen for hver syklus av bølgeformen er vist som V rms

De √2 i formelen hjelper oss med å finne middelverdi eller nettoverdien av en vekselstrømssyklus som endrer spenningen eksponensielt med tiden. Fordi den sinusformede spenningsverdien varierer med tiden og er en funksjon av tiden, kan den ikke beregnes ved å benytte den grunnleggende gjennomsnittsformelen, i stedet er vi avhengige av formelen ovenfor.

Alternativt kan AC RMS forstås som en ekvivalent med den verdien av en likestrøm (DC) som produserer en identisk gjennomsnittlig effekttap når den er koblet over en motstandsbelastning.

OK, så nå vet vi formelen for å beregne RMS for en sinusbølgesyklus med referanse til toppspenningsverdien.

Dette kan brukes for å evaluere toppen og RMS for vårt hjem 50 Hz AC også. Ved å løse dette får vi RMS som 220V og topp som 310V for alle 220V baserte strømforsyningssystemer.

Beregning av modifisert firkantbølge RMS og topp

La oss nå se hvordan dette forholdet kan brukes i modifiserte firkantbølgeomformere for å sette opp de riktige bølgeformsyklusene for et 220V-system, som tilsvarer en 220V AC sinusformet ekvivalent.

Vi vet allerede at AC RMS tilsvarer gjennomsnittseffekten til en DC-bølgeform. Som gir oss dette enkle uttrykket:

V topp = V rms

Men vi vil også at toppen av firkantbølgen skal være på 310V, så det ser ut til at ligningen ovenfor ikke holder og ikke kan brukes til formålet.

Kriteriene er å ha 310V topp samt en RMS eller gjennomsnittsverdi på 220V for hver firkantbølgesyklus.

For å løse dette riktig tar vi hjelp av PÅ / AV-tiden for firkantbølgene, eller driftssyklusprosenten som forklart nedenfor:

Hver halvsyklus med en 50 Hz vekselstrømsbølgeform har en varighet på 10 millisekunder (ms).

En modifisert halvbølgesyklus i sin råeste form må se ut som vist i følgende bilde:

hvordan man beregner modifisert firkantbølge RMS og topp

Vi kan se at hver syklus begynner med et null- eller tomt gap, deretter skyter opp til 310V topppuls og ender igjen med et 0V-gap, prosessen gjentas deretter for andre halv syklus.

For å oppnå den nødvendige 220V RMS, må vi beregne og optimalisere topp- og nullavstandsseksjonene eller PÅ / AV-periodene i syklusen slik at gjennomsnittsverdien produserer den nødvendige 220V.

Den grå linjen representerer 50% perioden av syklusen, som er 10 ms.

Nå må vi finne ut proporsjonene av PÅ / AV-tiden som vil gi et gjennomsnitt på 220V. Vi gjør det på denne måten:

220/310 x 100 = omtrent 71%

Dette viser at 310V-toppen i den modifiserte syklusen ovenfor skal oppta 71% av 10 ms-perioden, mens de to nullhullene skal være 29% til sammen, eller 14,5% hver.

Derfor, i en lengde på 10 ms, bør den første nullseksjonen være 1,4 ms, etterfulgt av 310 V-toppen i 7 ms, og til slutt den siste nullgapet på ytterligere 1,4 ms.

Når dette er oppnådd, kan vi forvente at utgangen fra omformeren vil produsere en rimelig god replikasjon av en sinusbølgeform.

Til tross for alle disse kan du oppdage at utgangen ikke er en ideell replikasjon av sinusbølgen, fordi den omtalte modifiserte firkantbølgen er i sin mest grunnleggende form eller en rå type. Hvis vi vil at utgangen skal matche sinusbølgen med maksimal presisjon, må vi gå for en SPWM tilnærming .

Jeg håper diskusjonen ovenfor kan ha opplyst deg angående hvordan man beregner og optimaliserer en modifisert firkant for å replikere sinusbølgeutgang.