Закрыть

Трехфазный диодный мост схема подключения: Диодный мост схема, принцип работы

Содержание

Диодный мост схема, принцип работы


В подавляющем большинстве блоков питания для выпрямления переменного электрического тока используются диодные мосты. Рассмотрим диодный мост, схема включает в себя только 4 диода. На принципиальной схеме, диодный мост обозначают как квадрат повернутый на 45 градусов в центре квадрата на одной из диагоналей чертят диод, катод ближе к положительному выходу моста, анод ближе к отрицательному выходу моста. Оставшиеся две вершины квадрата являются входами переменного напряжения.

Рисуя схему моста достаточно помнить, что от каждого входа приходят к «+» выходу два диода, прием анод подключается на вход, а катод на выход. Тоже и с отрицательным выходом, только к выходу подключаются аноды диодов.

Принцип работы диодного моста

Представим, что на вход диодного моста подается переменное напряжение и в текущий момент на верхнем по рисунку входе присутствует положительный потенциал, то диоды VD2 и VD3 откроются так как к к ним приложено положительное напряжение (на рисунке путь тока показан линией красного цвета), а VD1 и VD4 будут заперты обратным напряжением.

При обратной полярности входного напряжения ток потечет от нижнего входа через VD4, нагрузку и VD1 (на рисунке путь тока показан синим цветом), а VD2 и VD3 будут заперты обратным напряжением.

Получается положительный выход будет соединен с тем входом диодного моста, на котором в данный момент присутствует положительный потенциал, а отрицательный выход с тем входом на котором отрицательный потенциал.

Трехфазный диодный мост схема

Рассмотренный нами диодный мост используется для однофазного выпрямления, его и называют однофазным мостом. Для выпрямления переменного электрического тока в трехфазных сетях используют трехфазный диодный мост.

Он состоит из 6 диодов, по паре диодов на каждую фазу. В данной схеме, ток протекает от фазы с наибольшим потенциалом, через нагрузку к фазе с наименьшем потенциалом. Оставшаяся фаза ни к чему не подключена. Если в однофазном мосте проводили ток два диода из четырех, то тут тоже проводят ток 2 диода, а 4 при этом заперты.

Диодный мосты выпускаются как законченные компоненты, но если нет в наличии такой детальки, то можно использовать 4 отдельных диода включенных по схеме диодного моста.

Для плат с поверхностным монтажом удобно использовать сдвоенные диоды. Например из двух диодных сборок BAT54S или BAV99 получается полноценный диодный мост.

Зачастую использование двух сборок из двух диодов оказывается дешевле, чем использование диодного моста из четырех диодов в одном корпусе или четырех диодов по отдельности.

Диодный мост на 6 диодов и диодный мост на 8 диодов — Генераторы — — Каталог статей

Все статьи на сайте

Все статьи про диодный мост

 

На автомобилях применяется трехфазный синхронный генератор переменного тока.

Для работы электрооборудования нужен постоянный ток, поэтому выпрямитель -обязательный элемент генератора.

Трехфазный выпрямитель – это диодный мост по схеме Ларионова. Три плеча по два диода

Диодный мост на шесть диодов и диодный мост на 8 диодов.

Трехфазный диодный мост по схеме Ларионова, имеет 6 диодов, три плеча по два диода.

В диодном мосте может быть 8 диодов. Это в том случае, когда используется принцип повышения мощности генератора за счет использования тока третьей гармоники, который можно отбирать от средней точки трехфазной звезды.

Генератор переменного тока в идеале должен выдавать синусоидальное переменное напряжение, но этого не получается, выходное напряжение по конструктивным причинам получается искаженным. То есть, сильно несинусоидальным – это недостаток генератора переменного тока, но его можно частично скомпенсировать тем, что третью гармонику несинусоидального переменного напряжения можно выделить и ее энергию использовать.

                    

 

Обмотка статора соединяется звездой и от средней точки звезды делается вывод, напряжение которое действует в средней точке, выпрямляется дополнительным плечом диодного моста, поэтому получается мост на 8 диодов.

              

Многие конструкции диодных мостов делаются универсальными, для использования как шести диодов, так и 8 диодов. В этом случае у шести диодного моста позиции под 7 и 8 диоды просто остаются пустыми.

Примеры конструкций диодных мостов.

БПВО 76-105/15       8 диодов

БПВО 76-105/21       6 диодов 

БВО    76.2-105/02    6 диодов без доп. диодов

БВО      3-105-02       8 диодов генераторов 3282.3771 и  7702.3701 

На ВАЗ 2110, 12, 13, 14 штатно ставится генератор 9402.3701 или 5102.3771 на 80 Ампер. с диодными мостами 6 диодов

Или генераторы увеличенной мощности 3202.3771 на 90 Ампер,  или 5102.3771 на 100 Ампер, с диодными мостами 8 диодов.

       

 

                                

 

            

 

Конструкция генератора позволяет установить и шести диодный и восьми диодный мост. Если генератор рассчитан на применение шести диодного моста, то при установке восьми диодного моста просто ничего не изменится, можно ставить. Если генератор рассчитан на установку восьми диодного моста, то использование шести диодного моста, приведет к небольшому снижению максимального тока генератора, что в обычной эксплуатации со штатным электрооборудованием будет допустимо.

Примеры схем генератора для ВАЗ 2110

 

 На многих современных генераторах применяются диодные мосты 8 диодов, но уже без дополнительных диодов. DENSO, BOSCH, MITSUBISHI

Диодный мост соединяет обмотки в треугольник или в звезду. — Генераторы — — Каталог статей

Список всех статей

Диодный мост Delta,  Диодный мост Star

Как прозвонить диодный мост, чтобы узнать треугольник он или звезда?

 

Генератор автомобиля делается трехфазным. Можно сделать однофазным, но с конца 19 века известно, что трехфазные генераторы лучше однофазных, — они меньше, мощнее, и форма выходного выпрямленного напряжения лучше – ближе к постоянному напряжению.

Трехфазная система получается применением трех отдельных обмоток на одном статоре.

 Каждая обмотка имеет два вывода – начало и конец. Получается, что при намотке образуется шесть концов. Обмотки объединяются в трехфазную систему, для этого их соединяют между собой. Получается соединение звездой или треугольником.


                         
Очевидных преимуществ для автомобильного генератора нет ни у треугольника, ни у звезды, поэтому, применяют обе схемы соединения. Схема выбирается при расчете данного типа генератора. 
Треугольник позволяет использовать тонкий провод, но требует больше число витков в обмотке, звезда требует меньше число витков, но толщина провода должна быть больше, таким образом вес и объем обмотки, получается примерно одинаковым.


Обмотка генератора может быть уже соединена в треугольник (например генератор 161.3701) или в звезду (например генератор 372.3701). И в том и в другом случае от обмотки отходит только три монтажных вывода для соединения с диодным мостом генератора (для некоторых обмоток звездой делается четвертый вывод от средней точки звезды).

 

             

 

                 
  

Для многих современных генераторов соединение в треугольник или звезду не сформировано в обмотке, то есть, от статора отходят все шесть концов и они припаиваются к диодному мосту.

 

 

 

 
В этом случае, соединение в треугольник или звезду предусмотрено в конструкции диодного моста.

Например, все современные генераторы BOSCH, или наши генераторы 5102.3771 (ВАЗ 2110-12) звездой, 9402.3701-06 (Калиновский) треугольником. 

Диодный мост, своими внутренними соединениями соединяет выводы обмотки статора в звезду или в треугольник.  Посмотрим схему

 

 

                     

 

Подключение обмотки к диодному мосту Треугольником —  Диодный мост Delta 

 

              

 

 

Подключение обмотки к диодному мосту Звездой —   Диодный мост Star

                       
             

 


С практической точки зрения в ремонтном деле, это не имеет значения, если использовать диодный мост точно такой, который нужен для данного генератора.
 
 Однако бывают случаи, когда внешне одинаковые диодные мосты, могут иметь разное внутреннее соединение — один в треугольник, а другой в звезду, тогда путаница приводит к неправильной работе генератора. Обмотка, рассчитанная на включение звездой, соединяется в треугольник, получается, что от нее требуется больший ток и она перегревается и может сгореть.  Обмотка рассчитанная на включение треугольником, соединяется звездой, ЭДС генератора сильно увеличивается, что может привести к выходу из строя регулятора напряжения.

Чтобы избежать такой путаницы надо точно определить номер генератора (номер обмотки) и применить диодный мост только тот, который предназначен для данного генератора.

 

Например, совершенно одинаково выглядят, так что их можно перепутать

Диодный мост Звездой (Star)  № 233524   F00M113235  
Применяется для генератора на Ford Transit

и 

Диодный мост Треугольником (Delta) 230360  F00M123202   
Применяется для генератора на Opel Astra

или 

Диодный мост Звездой (Star) 139921 F00M123200      
WolksWagen, AUDI 

и

Диодный мост Треугольником (Delta) 233561 F00M123211    
Fiat Doblo

Как быть, если номер диодного моста на замену неизвестен? Тогда надо прозвонить старый неисправный диодный мост, который стоял на этом генераторе и определить – треугольник, он или звезда, и прозвонить новый диодный мост, если прозвонка совпадает, то диодный мост можно ставить (хотя сохраняется риск, что диодный мост не подойдет по максимальному току  и предельному напряжению).

 


Прозвонка диодного моста, если нужно определить треугольник он или звезда

 


 

На рисунках показаны перемычки, соединяющие клеммы диодного моста для пайки обмотки
Эти перемычки на самом деле не видны, они внутри конструкции диодного моста.


Если диодный мост треугольником, то у него прозваниваются  2 и  3 точка, 4 и 5 точка , 1 и 6 точка.


Если диодный мост звездой, то у него прозваниваются 1, 3 и 5 точка
 

Диодный мост с доп. диодами и диодный мост без доп. диодов — Генераторы — — Каталог статей

Все статьи про диодный мост

Диодный мост с дополнительными диодами и диодный мост без дополнительных диодов

Схема генератора с  дополнительными диодами имеет  следующие свойства

1. Позволяет провести ток возбуждения прямо внутри генератора минуя контакты замка зажигания

2. Цепь возбуждения с дополнительными  диодами отделена от аккумулятора лампочкой, это снижает первоначальный ток возбуждения и исключает быструю разрядку аккумулятора, если двигатель не завелся, а зажигание включено.

3. При запуске двигателя, в генератор через лампочку проходит очень маленький ток возбуждения,  поэтому генератор вращается очень легко, что облегчает работу стартера.

4. Лампочка в цепи возбуждения ограничивает ток первоначального возбуждения и позволяет контролировать работу генератора

 

Теперь более подробно  

На автомобилях применяется трехфазный синхронный генератор переменного тока.

Для работы электрооборудования нужен постоянный ток, поэтому в генераторе обязательно установлен выпрямитель. Выпрямитель трехфазного генератора – это диодный мост

по схеме Ларионова.-Три плеча по два диода

Такие диодные мосты использовались на ранних типах генераторов для автомобилей «Москвич», «Зил 130», «Жигули»

Простой диодный мост на Жигули без дополнительных диодов

 

 

Любой автомобильный генератор работает в паре с регулятором напряжения. Регулятор поддерживает заданный уровень напряжения генератора. Через регулятор напряжения проходит ток возбуждения, который создает магнитное поле ротора. При вращении ротора происходит изменение магнитного поля, пересекающего обмотку генератора, что рождает в обмотке генератора ЭДС.

В ранних генераторах использовался самый простой транзисторный регулятор напряжения

 

Посмотрим схему

 

 

Для возбуждения генератора сначала нужно подать в него ток от аккумулятора. При включении зажигания этот ток проходит от аккумулятора, через точку выхода выпрямителя и далее, через щетки в обмотку возбуждения. Когда генератор возбудился, то он уже сам становится источником, и начинает заряжать аккумулятор, и питать все нагрузки. Часть своего тока генератор отдает на собственное возбуждение. Ток возбуждения идет через замок зажигания

Ток возбуждения мощного генератора достигает 5 Ампер, это довольно большой ток, который греет провода и нагрузки, а при размыкании создает сильную искру.  Весь ток возбуждения проходит через контакты замка зажигания, и  контакты постепенно сгорают. Это снижает надежность замка зажигания — ухудшается зарядка аккумулятора и нарушается стабильность работы системы зажигания. Надо сделать так, чтобы ток возбуждения, не проходил через замок зажигания. Питание обмотки  возбуждения можно сделать прямо в генераторе, если отвести часть тока обмоток, через дополнительные диоды

По мере накопления опыта использования генераторов переменного тока первого поколения, выявилась такая проблема. Аккумулятор оказывался разряженным, неожиданно для водителя. Причина была в том, что забытый или случайно оставленный включенным замок зажигания, держал цепь возбуждения генератора включенной и аккумулятор разряжался через обмотку возбуждения током 3-5 ампер. Для не очень нового и, как обычно, не полностью заряженного аккумулятора достаточно 2-3 часа и аккумулятор уже не мог завести двигатель. Такое явление объяснялось тем, что для первоначального возбуждения генератора при запуске двигателя, обмотка возбуждения питалась от аккумулятора через замок зажигания. Если замок зажигания выключен, то проблемы не было. Но один – два раза в год многие водители не выключали зажигание по разным причинам.

 

 

 

Применение дополнительных диодов и предварительное возбуждение через лампочку, позволило решить эту проблему.

Аккумулятор, по-прежнему, был необходим для первоначального возбуждения, но в цепь возбуждения включали лампочку, которая сильно ограничивала ток возбуждения на уровне 100 миллиампер, для первоначально возбуждения генератора этого было достаточно, но для работы генератора на полную мощность, нужен уже большой ток возбуждения — примерно 5 Ампер.

В такой схеме генератора — с лампочкой в цепи возбуждения, рабочий ток возбуждения подводится в ротор от дополнительного выпрямителя, который не связан с аккумулятором, поэтому, если двигатель не работал, оставленный включенным, замок зажигания, не приводил к быстрой разрядке аккумулятора, так как на пути тока разрядки стояла лампочки и сильно ограничивала ток.

Через замок зажигания проходит проходит только ток первоначального возбуждения, ограниченный лампочкой, это разгружает контакты замка зажигания и делает систему зарядки более надежной.

Лампочка становится очень удобным индикатором процесса зарядки. Если она горит, при работающем двигателе, значит генератор не заряжает аккумулятор.

 

 

 

 

Таким образом, смысл применения дополнительных диодов для питания обмотки возбуждения генератора состоит  в том,  чтобы ток возбуждение генератора отбирался прямо в генераторе и не проходил через замок зажигания, и  чтобы не происходила неожиданная разрядка аккумулятора, если замок зажигания оставался включенным при неработающем двигателе.

Еще одно важное достоинство схемы генератора с дополнительными диодами:

При запуске двигателя в схеме без доп. диодов,  сразу идет большой ток возбуждения от аккумулятора,  генератор полностью возбуждается и сильно сопротивляется вращению стартера.

В схеме с лампочкой, ток первоначального возбуждения получается небольшим и генератор крутить легко, он полностью возбуждается уже после отключения стартера, что заметно облегчает запуск двигателя.

 

Схема с дополнительными диодами широко применялась всеми производителями генераторов в 80 и 90-е годы, и до сих пор, генераторы по этой схеме производятся для автомобилей прежних лет выпуска.

 

Для современных генераторов схема с дополнительными диодами не применяется. Диодные мосты с дополнительными диодами выпускаются только для генераторов, разработанных в прошлом.

В современных, в генераторах применяют более сложные регуляторы напряжения с микроконтроллерами, они позволяют точно регулировать напряжение, разгружать замок зажигания, защищать аккумулятор от разрядки, облегчать работу стартера при запуске. (См статью «Генераторы S IG L Denso Toyota.) . и обеспечивать расширенные  функции диагностики генератора.

 

 

К такому типу генераторов относится и последнее поколение российских генераторов без дополнительных диодов с многофункциональным регулятором напряжения.

Это генераторы на  «Шеви -Ниву», «Калину», «Гранту» и все последующие модели ВаЗ, а также наиболее современные генераторы для ГАЗа и  КАМАЗА

 

— .

 

 

В настоящее время производятся диодные мосты трех поколений. Для старых генераторов без дополнительных диодов, для генераторов среднего поколения с дополнительными диодами и для современных генераторов, снова без дополнительных диодов. 

 

                            

 

 

                            

 

 

                             

 

 

Если конструктивно диодные мосты совпадают, то для старых генераторов вполне можно использовать диодный мост с доп. диодами, при этом про доп. диоды надо просто забыть.

Можно использовать и наоборот, все будет работать, лампочку придется шунтировать, то есть, восстановить старую схему, только не надо забывать выключить зажигание, если двигатель не работает.  

Для многих современных генераторов диодные мосты без доп диодов, имеют конструкцию выходящую из предыдущей с дополнительными диодами, (сравним  БВО 3 -105-01 и  БВО 4-105-01 см. последний рисунок) поэтому они полностью совместимы по размерам и местам крепления.

Старый диодный мост с доп диодами можно смело ставить в более современный генератор (9402.3701-03 без доп диодов), но регулятор напряжения нужно поставить тоже старого типа (778.3702). Можно поставить и с новым регулятором (845.3702) только дополнительные диоды не присоединять, но придется сделать дополнительный вывод фазы для работы многофункционального регулятора напряжения и соединить второй вывод регулятора с плюсовым выводом диодного моста.. Наоборот тоже можно ставить. Если есть диодный мост без доп. диодов, его можно поставить в старый генератор (9402.3701), но нужно, либо припаять доп. диоды, либо подобрать регулятор напряжения, который работает с управлением от фазы (845. 3702). Внешняя проводка в переделках не нуждается.

Диодные мосты с доп. диодами могут иметь дополнительную клемму, подключенную к фазе. Она нужна для очень ранних генераторов, которые стояли на «Волгах» и «Газелях», с тахометрами, которые как у дизельных машин, работали от генератора. Эти диодные мосты можно смело ставить на более современные генераторы.

 

Простая схема трехфазного инвертора

В статье обсуждается, как сделать схему трехфазного инвертора, которую можно использовать в сочетании с любой обычной однофазной схемой инвертора прямоугольной формы. Схема была запрошена одним из заинтересованных читателей этого блога.


ОБНОВЛЕНИЕ : Ищете дизайн на основе Arduino? Вы можете найти это полезным:

3-фазный инвертор Arduino


Принципиальная схема

3-х фазная нагрузка может работать от однофазного инвертора, используя следующие поясненные этапы схемы.

В основном задействованные каскады можно разделить на три группы:

На первой диаграмме ниже показан каскад генератора ШИМ, его можно понять по следующим пунктам:

Осциллятор и каскад ШИМ

Схема подключения микросхемы IC 4047 стандартный триггерный выходной генератор со скоростью желаемой частоты сети, установленной VR1 и C1.

Двухтактный ШИМ с заданными размерами теперь доступен на переходе E / C двух транзисторов BC547.
Этот ШИМ подается на вход трехфазного генератора, описанного в следующем разделе.

Следующая схема показывает простую схему трехфазного генератора, которая преобразует вышеуказанный входной двухтактный сигнал в 3 дискретных выхода, сдвинутых по фазе на 120 градусов.

Эти выходы дополнительно делятся на отдельные двухтактные каскады, сделанные из каскадов НЕ-ворот. Эти 3 дискретных, сдвинутых по фазе на 120 градусов, двухтактных ШИМ теперь становятся питающими входными сигналами (HIN, LIN) для заключительного 3-фазного каскада драйвера, описанного ниже.

В этом генераторе сигналов используется один источник питания 12 В, а не двойной.

Полное объяснение можно найти в этой статье о генераторе трехфазных сигналов.

На схеме ниже показан каскад схемы с трехфазным инвертором, использующий конфигурацию H-мостовых МОП, которая принимает ШИМ с фазовым сдвигом из вышеуказанного каскада и преобразует их в соответствующее высокое напряжение. Выходы переменного тока для работы с подключенной трехфазной нагрузкой, обычно это трехфазный двигатель.

Высокое напряжение 330 Ом на отдельных секциях драйверов МОП-транзисторов получается от любого стандартного однофазного инвертора, встроенного в показанные стоки МОП-транзисторов для питания желаемой трехфазной нагрузки.

Трехфазный полномостовой каскад драйвера

В приведенной выше схеме трехфазного генератора (вторая последняя диаграмма) использование синусоидальной волны не имеет смысла, потому что 4049 в конечном итоге преобразует ее в прямоугольные волны и, более того, в микросхемы драйвера в последней конструкции используются цифровые ИС, которые не реагируют на синусоидальные волны.

Таким образом, лучше использовать трехфазный генератор прямоугольных сигналов для питания последнего каскада драйвера.

Вы можете обратиться к статье, в которой объясняется, как сделать схему 3-фазного солнечного инвертора, чтобы понять работу ступени генератора 3-фазных сигналов и детали реализации.

Использование IC IR2103

Относительно более простая версия вышеупомянутой схемы трехфазного инвертора может быть изучена ниже с использованием ICS драйвера полумоста IC IR2103. В этой версии отсутствует функция выключения, поэтому, если вы не хотите включать функцию выключения, вы можете попробовать следующий более простой дизайн.

Упрощение вышеуказанных схем

В описанной выше схеме 3-фазного инвертора каскад 3-фазного генератора выглядит излишне сложным, и поэтому я решил поискать альтернативный более простой вариант для замены этой конкретной секции.

После некоторых поисков я нашел следующую интересную схему 3-фазного генератора, которая выглядит довольно простой и понятной с ее настройками.

Таким образом, теперь вы можете просто полностью заменить описанную ранее IC 4047 и секцию операционного усилителя и интегрировать эту конструкцию с входами HIN, LIN в схему 3-фазного драйвера.

Но помните, что вам все равно придется использовать вентили N1 —- N6 между этой новой схемой и полной мостовой схемой драйвера.

Создание схемы солнечного трехфазного инвертора

До сих пор мы узнали, как сделать базовую схему трехфазного инвертора, теперь мы увидим, как солнечный инвертор с трехфазным выходом может быть построен с использованием очень обычных ИС и пассивных компонентов. .

Концепция в основном та же, я только что изменил каскад трехфазного генератора для приложения.

Основное требование к инвертору

Для получения трехфазного выхода переменного тока от любой однофазной или постоянного тока нам потребуются три основных каскада схемы:

  1. Трехфазная схема генератора или процессора
  2. Трехфазная схема силового каскада драйвера.
  3. Схема повышающего преобразователя
  4. Панель солнечных батарей (соответствующая номинальная мощность)

Чтобы узнать, как согласовать солнечную панель с батареей и инвертором, вы можете прочитать следующее руководство:

Расчет солнечных панелей для инверторов


В этой статье можно изучить один хороший пример, который объясняет простую схему трехфазного инвертора

В настоящий проект мы также включаем эти три основных этапа, давайте сначала узнаем о схеме процессора трехфазного генератора из следующего обсуждения:

Как это Работает

На схеме выше показана базовая схема процессора, которая выглядит сложной, но на самом деле это не так. Схема состоит из трех частей: IC 555, который определяет 3-фазную частоту (50 Гц или 60 Гц), IC 4035, который разделяет частоту на необходимые 3 фазы, разделенные фазовым углом 120 градусов.

R1, R2 и C должны быть соответственно выбраны для получения частоты 50 Гц или 60 Гц при рабочем цикле 50%.

8 номеров НЕ вентилей от N3 до N8 можно увидеть включенными просто для разделения сгенерированных трех фаз на пары высоких и низких логических выходов.

Эти шлюзы НЕ могут быть получены от двух ИС 4049.

Эти пары высоких и низких выходов на показанных вентилях НЕ становятся важными для питания нашего следующего трехфазного силового каскада драйвера.

В следующем объяснении подробно описывается схема драйвера 3-фазного МОП-транзистора солнечной энергии

Примечание: Вывод выключения должен быть подключен к линии заземления, если он не используется, иначе схема не будет работать

Как видно из приведенного выше На рисунке, эта секция построена на трех отдельных микросхемах драйверов полумоста, использующих IRS2608, которые предназначены для управления парами МОП-транзисторов с высокой и низкой стороны.

Конфигурация выглядит довольно простой, благодаря этой сложной микросхеме драйвера от International Rectifier.

Каждый каскад ИС имеет свои собственные входные контакты HIN (высокий вход) и LIN (низкий вход), а также соответствующие контакты питания Vcc / заземления.

Все Vcc необходимо соединить вместе и подключить к линии питания 12 В первой цепи (контакты 4/8 IC555), чтобы все каскады схемы стали доступны для источника питания 12 В от солнечной панели.

Точно так же все контакты заземления и провода должны быть объединены в общую шину.

HIN и LIN должны быть объединены с выходами, генерируемыми вентилями NOT, как указано на второй диаграмме.

Вышеупомянутое устройство обеспечивает 3-фазную обработку и усиление, однако, поскольку 3-фазный выход должен быть на уровне сети, а солнечная панель может быть рассчитана максимум на 60 В, мы должны иметь устройство, которое позволило бы повысить это низкая солнечная панель 60 вольт до необходимого уровня 220 или 120 вольт.

Использование понижающего / повышающего преобразователя на базе микросхемы IC 555

Это можно легко реализовать с помощью простой схемы повышающего преобразователя на базе микросхемы 555, как может быть изучено ниже:

Опять же, показанная конфигурация повышающего преобразователя с 60 В на 220 В выглядит не так. сложный и может быть построен с использованием самых обычных компонентов.

IC 555 сконфигурирован как нестабильный с частотой приблизительно от 20 до 50 кГц. Эта частота подается на затвор переключающего МОП-транзистора через двухтактный биполярный транзистор.

Сердце схемы повышения напряжения сформировано с помощью компактного трансформатора с ферритовым сердечником, который принимает частоту возбуждения от МОП-транзистора и преобразует входное напряжение 60 В в требуемый выход 220 В.

Это 220 В постоянного тока, наконец, присоединяется к ранее объясненному каскаду драйвера МОП-транзистора через стоки трехфазных МОП-транзисторов для достижения трехфазного выходного сигнала 220 В.

Трансформатор повышающего преобразователя может быть построен на любом подходящем узле EE сердечник / катушка с использованием первичной обмотки 1 мм 50 витков (два 0.5-миллиметровый бифилярный магнитный провод параллельно) и вторичный с использованием магнитного провода диаметром 0,5 мм с 200 витками

О компании Swagatam

Я инженер-электроник (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемами, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

Цепи трехфазного регулятора напряжения мотоцикла

В сообщении обсуждается список простых трехфазных схем регулятора напряжения мотоцикла с ШИМ-управлением, которые можно использовать для управления напряжением зарядки аккумулятора в большинстве двухколесных транспортных средств. Идея была предложена мистером Джуниором.

Технические характеристики

Привет, меня зовут младший, живу в Бразилии и работаю с производством и восстановлением выпрямителя напряжения мотоцикла и был бы признателен за помощь, мне нужна трехфазная схема регулятора mosfet для мотоциклов, напряжение Entreda 80 -150 вольт, корте максимум 25А, максимальное потребление системы 300 ватт,

жду возврата
атт.
junior

Конструкция

Предлагаемую схему трехфазного регулятора напряжения для мотоцикла можно увидеть на приведенной ниже схеме.

Схема довольно проста для понимания.

Трехфазный выходной сигнал генератора переменного тока последовательно подается на три силовых транзистора, которые в основном действуют как шунтирующие устройства для тока генератора.

Как и все это, во время работы обмотка генератора переменного тока может подвергнуться воздействию огромных обратных ЭДС, до такой степени, что может произойти разрыв изоляционного покрытия обмотки, что приведет к ее окончательному разрушению.

Регулировка потенциала генератора переменного тока методом шунтирования или замыкания на землю помогает удерживать потенциал генератора под контролем, не вызывая в нем отрицательных последствий.

Время периода шунтирования здесь имеет решающее значение и напрямую влияет на величину тока, который может в конечном итоге достичь выпрямителя и заряжаемой батареи.

Очень простой способ управления периодом времени шунтирования — это регулирование проводимости трех BJT, подключенных к 3 обмоткам генератора переменного тока, как показано на схеме.

МОП-транзисторы также могут использоваться вместо BJT, но могут быть намного дороже, чем BJT.

Метод реализован с помощью простой схемы 555 IC PWM.

Регулируемый выход ШИМ с вывода 3 ИС применяется через базы BJT, которые, в свою очередь, вынуждены вести себя управляемым образом в зависимости от рабочего цикла ШИМ.

Связанный потенциометр со схемой IC 555 соответствующим образом отрегулирован для получения правильного среднего среднеквадратичного напряжения для заряжаемой батареи.

Метод, показанный в схеме трехфазного регулятора напряжения мотоцикла с использованием МОП-транзисторов, может быть одинаково реализован для одиночных генераторов переменного тока для получения идентичных результатов.

Регулировка пикового напряжения

В приведенную выше схему может быть включена функция регулирования пикового напряжения, как показано на следующей схеме, для поддержания безопасного уровня зарядного напряжения для подключенной батареи.

Как видно, линия заземления IC 555 переключается с помощью NPN BC547, база которого управляется пиковым напряжением от генератора.

Когда пиковое напряжение превышает 15 В, BC547 проводит и активирует схему ШИМ IC 555.

Теперь полевой МОП-транзистор проводит и начинает шунтировать избыточное напряжение от генератора переменного тока на землю со скоростью, определяемой рабочим циклом ШИМ.

Этот процесс предотвращает превышение напряжения генератора выше этого порогового значения, таким образом гарантируя, что аккумулятор никогда не будет чрезмерно заряжен.

Транзистор — BC547, конденсатор pin5 — 10 нФ.

Система зарядки аккумуляторной батареи мотоцикла.

Вторая конструкция, представленная ниже, представляет собой выпрямитель плюс регулятор для трехфазной системы зарядки мотоциклов.Выпрямитель двухполупериодный, регулятор — шунтирующий.

Автор: Abu Hafss

Система зарядки мотоцикла отличается от системы зарядки автомобилей. Генератор или генератор напряжения на автомобилях — это электромагнитный тип, который довольно легко регулировать. А генераторы на мотоциклах — с постоянными магнитами.

Выходное напряжение генератора переменного тока прямо пропорционально оборотам, то есть при высоких оборотах генератор будет производить высокое напряжение более 50 В, следовательно, регулятор становится важным для защиты всей электрической системы, а также батареи.

Некоторые маленькие велосипеды и трехколесные велосипеды, которые не движутся на высоких скоростях, имеют только 6 диодов (D6-D11) для выполнения двухполупериодного выпрямления. Они не нуждаются в регулировании, но эти диоды рассчитаны на большой ток и во время работы рассеивают много тепла.

В велосипедах с надлежащими регулируемыми системами зарядки обычно используется регулирование шунтирующего типа. Это делается путем закорачивания обмоток генератора на один цикл формы волны переменного тока. SCR или иногда транзистор используется в качестве шунтирующего устройства в каждой фазе.

Принципиальная схема

Работа контура

Сеть C1, R1, R2, ZD1, D1 и D2 образует цепь обнаружения напряжения, и она предназначена для срабатывания при напряжении около 14,4 вольт. Как только система зарядки преодолевает это пороговое напряжение, T1 начинает проводить.

Он посылает ток на каждый затвор трех тиристоров S1, S2 и S3 через токоограничивающие резисторы R3, R5 и R7. D3, D4 и D5 важны для изоляции ворот друг от друга. R4, R6 и R8 помогают слить любую возможную утечку из T1.S1, S2 и S3 должны иметь теплоотвод и изолировать друг от друга слюдяным изолятором, если используется общий радиатор.

Для выпрямителя есть три варианта:

a) Шесть автомобильных диодов

b) Один трехфазный выпрямитель

c) Два мостовых выпрямителя

Все они должны быть рассчитаны на ток не менее 15 А и иметь теплоотвод.

Автомобильные диоды бывают двух типов с положительным или отрицательным телом, поэтому должны использоваться соответственно. Но с ними может быть не так сложно контактировать с радиатором.

Использование двух мостовых выпрямителей

При использовании двух мостовых выпрямителей их можно использовать, как показано.

Мостовой выпрямитель

Автомобильные диоды

Трехфазный выпрямитель

Мостовой выпрямитель

Эффективная зарядка аккумулятора с помощью мотоциклетного шунтирующего режима

Следующий электронный разговор между г-ном Леонардом, заядлым исследователем / инженером и мной, помогает нам узнайте несколько очень интересных фактов о недостатках и ограничениях шунтирующего регулятора мотоцикла. Это также помогает нам узнать, как просто улучшить концепцию до эффективного, но дешевого дизайна.

Леонард:

У вас есть интересная схема, но …
У моего мотоцикла есть генератор переменного тока на 30 А, который, я уверен, соответствует среднеквадратичному значению, и достигает пикового значения 43,2 А. Ваша схема на 25 А вряд ли прослужит долго.
Однако …
Вместо выпрямителей, которые вы предлагаете, SQL50A рассчитан на 50 А при 1000 Вольт. Это 3-фазный выпрямительный модуль, и у него не должно возникнуть проблем с пиковым током 45 А.(У меня есть два под рукой.)
Это также означает, что тиристоры должны справиться с такой силой тока, а три HS4040NAQ2 со среднеквадратичным током 40 А (неповторяющийся скачок до 520 А) должны справиться с этим достаточно хорошо. Конечно, им потребуется довольно здоровый радиатор и хороший воздушный поток.
Я думаю, что схема управления должна работать почти как есть.
Я заменил 3 регулятора за последние три месяца, и я почти пытался выбросить хорошие деньги за плохими. Последний длился в общей сложности десять секунд, прежде чем он тоже испортился.Я собираюсь построить свой собственный, и если мне придется построить его для питания линкора, пусть будет так.
Еще я заметил, что пластинки, используемые в генераторе, значительно толще, чем в электродвигателях. 18-полюсная обмотка и двигатель, работающий на скоростях по шоссе, означают гораздо более высокую частоту и гораздо больше вихревых токов в утюге. Каким будет эффект на эти вихревые токи при использовании последовательного регулятора, который позволит напряжению достигать 70 вольт (RMS)? Не приведет ли это к увеличению вихревых токов до перегрева железа и риску повреждения обмоток генератора переменного тока? Если это так, имеет смысл не допускать превышения напряжения выше 14 вольт, но у меня все еще есть 20 ампер, исходящих от генератора при 1500 об / мин.

Я:

Спасибо! Да, вы должны избавиться от этого высокого напряжения, которое может оказать огромное давление на обмотку генератора, лучший способ — шунтировать его через сверхмощные полевые МОП-транзисторы на радиаторе
https://homemade-circuits. com/wp-content/uploads/2012 /10/shunt-3.png

Леонард:

На самом деле, я не так обеспокоен влиянием напряжения на обмотки. Похоже, что они покрыты виниловым покрытием Poly-Armor Vinyl, которое также используется в статорах с произвольной обмоткой, работающих от 480 вольт.Меня гораздо больше беспокоит тепло от вихревых токов в пластинах, поскольку они такие толстые. Здесь, в Штатах, при линейном токе 60 Гц толщина пластин двигателя составляет лишь небольшую часть от толщины генератора. При скорости движения частота генератора переменного тока может составлять 1,2 кГц или выше. В других приложениях для устранения вихревых токов потребуется ферритовый сердечник.
Я пытаюсь понять роль вихревых токов в этом приложении. По мере увеличения числа оборотов увеличивается частота и вихревые токи.Паразитная нагрузка для выравнивания генерируемого напряжения? Способ выравнивания тока, генерируемого при высоких оборотах? Сколько тепла это генерирует? Достаточно, чтобы пережечь обмотку на высоких оборотах?
Находится внутри двигателя, я могу понять использование моторного масла для охлаждения узла, однако, учитывая центробежную силу маховика и обмоток, расположенных внутри него, я не могу себе представить, чтобы какое-либо реальное количество масла попадало к ним для охлаждения.
Наибольшее напряжение, которое я смог прочитать, составляет 70 Вольт RMS.Этого недостаточно, чтобы образовать дугу через покрытие PAV на проволоке, если только нагрев не станет чрезмерным. Однако при шунтировании избытка на землю, существует ли противо-ЭДС, которая противодействует магнитному полю вращающихся магнитов? И если да, то насколько это эффективно?

Me:

Да, увеличение частоты приведет к увеличению вихревого тока в сердечнике на основе железа и увеличению тепла. Я читал, что метод управления шунтом хорош для генераторов на базе двигателей, но это также означает увеличение нагрузка на колесо генератора и больший расход топлива автомобилем.Можно ли использовать вентиляторное охлаждение? ток к вентилятору может быть получен от самого генератора.

Леонард:

Боюсь, что охлаждающий вентилятор не подходит для генератора. Он установлен внутри двигателя, а на моем Vulcan поверх него есть две алюминиевые крышки (замена обмотки генератора означает снятие двигателя с мотоцикла). Я не вижу никакого способа уменьшить вихревые токи, потому что они индуцируется магнитами, вращающимися внутри маховика.Однако я могу уменьшить ток, шунтированный на землю, подняв напряжение шунта до 24 В, а затем установив последовательный стабилизатор на 14 Вольт. При тестировании генератора я не вижу особого эффекта от противо-ЭДС в уменьшении тока короткого замыкания. Я могу нагрузить генератор до 30 ампер, и, закоротив провода, я все еще получаю 29 ампер.
Однако, если использовать вихревые токи в качестве паразитной нагрузки для выравнивания напряжения и тока при высоких оборотах, это кажется довольно эффективным. Когда напряжение холостого хода достигает 70 В (среднеквадратичное значение), оно не повышается даже при удвоении числа оборотов двигателя.Шунтирование 20 А на землю (как это делается заводскими регуляторами) увеличивает тепло в обмотке в дополнение к вихревым токам. Уменьшая ток через обмотки, также следует уменьшить тепло, выделяемое обмотками. Это не уменьшит вихревые токи, но уменьшит общее количество тепла, выделяемого генератором, и, надеюсь, сохранит изоляцию обмотки.
Учитывая покрытие обмоток, меня не так беспокоит генерируемое напряжение. Проработав много лет в восстановлении электродвигателей, я знаю, что ТЕПЛО — злейший враг изоляции.Качество изоляции снижается при повышении рабочей температуры. Покрытие PAV при температуре окружающей среды выдерживает межвитковое напряжение 100 Вольт. Но поднимите эту температуру на 100 C, а может и нет.
Мне тоже любопытно. В электродвигателях используется стальной сплав с 3% кремния для уменьшения сопротивления изменению магнитного поля внутри железа. Включают ли они это в свои ламинаты или опускают силикон, чтобы еще больше снизить повышение напряжения и тока при высоких оборотах? Это не добавляет тепла, но снижает эффективность утюга, чем выше частота вращения.Увеличивая сопротивление реверсированию магнитного поля в сердечнике, магнитное поле может не проникнуть так глубоко в сердечник, прежде чем потребуется реверсирование. Таким образом, чем выше частота вращения, тем меньше проникающая способность магнитного поля. Вихревые токи могут еще больше уменьшить это проникновение.

Я:

Ваш анализ имеет смысл и выглядит технически обоснованным. Поскольку я в основном разбираюсь в электронике, я не очень хорошо разбираюсь в электротехнике, поэтому предлагать внутреннюю работу и модификации двигателя для меня может быть сложно.Но, как вы сказали в своих последних предложениях, ограничивая магнитное поле, можно предотвратить проникновение вихревого тока на большую глубину. Я попытался найти эту проблему, но пока не нашел ничего полезного!

Леонард:

Итак, проработав с электродвигателями 13 лет, вы оказались в небольшом невыгодном положении? Хотя я занимался также электроникой, как и вся моя работа, пока я не обнаружил, что могу зарабатывать больше денег, работая с двигателями. Это также означало, что я не успеваю за интегральными схемами, а полевые МОП-транзисторы — это тонкие мелочи, которые можно быстро взорвать при малейшем статическом заряде.Итак, когда дело доходит до электроники, вы ставите меня в невыгодное положение. Я не успевал за новыми разработками.
Интересно, что мне не удалось найти большую часть своей информации в одном месте. Как будто ни одно из понятий не связано друг с другом. Тем не менее, если собрать их все вместе, они начинают обретать смысл. Чем выше частота, тем меньше витков требуется для получения того же индуктивного сопротивления. Таким образом, чем выше частота вращения, тем менее эффективным становится магнитное поле.Это единственный способ сохранить выходную мощность постоянной, когда выходное напряжение достигнет 70 В.
Но, глядя на рисунок на осциллографе, я не впечатлен. Время зарядки в миллисекундах, за которым следует выход заземления от 6 до 8 миллисекунд. Может быть, поэтому аккумуляторы для мотоциклов не работают долго? От шести месяцев до года, в то время как автомобильные аккумуляторы работают от пяти лет и более. Вот почему я предпочитаю «ограничивать» уровень напряжения относительно земли при более высоком напряжении, и это ограничение остается постоянным. За ним следует последовательный регулятор для поддержания постоянной скорости заряда в соответствии с требованиями батареи, освещения и цепей. Затем, спроектировав его для работы с током 50 А, мне больше никогда не придется заменять регулятор.
Я работаю с номиналом 50 ампер, но я ожидаю, что при использовании «клиппера» сила тока должна быть значительно ниже 20 ампер на землю. Возможно, всего четыре ампера. Затем последовательный регулятор позволяет (приблизительно) семь ампер для батареи, освещения и цепей для двигателя.Все в пределах номинальной мощности компонентов и недостаточного напряжения, чтобы бросить вызов покрытию обмоток.
Вы написали очень хорошую статью о шунтирующих регуляторах, но 25 ампер — это слишком мало для моего применения. Тем не менее, это хорошее вдохновение.

Me:

Да, верно, рабочий цикл 1/6 не будет заряжать аккумулятор должным образом. Но это может быть легко решено с помощью мостового выпрямителя и большого конденсатора фильтра, который гарантирует, что батарея будет получать достаточно постоянного тока для эффективной зарядки. Рад, что моя статья понравилась. Однако предел в 25 ампер можно легко увеличить, увеличив характеристики усилителя MOSFET. Или, возможно, путем параллельного добавления дополнительных устройств.

Леонард:

В то же время я стараюсь, чтобы все было компактно, чтобы поместиться в доступную комнату, так что большой конденсатор фильтра становится проблемой. Это также не нужно, если все три фазы отключены после мостового выпрямителя. Вся пульсация отключена, и серийный регулятор поддерживает 100% время зарядки.
Ваша схема также поддерживает 100% время заряда, однако ток, который вы шунтируете на землю, будет намного выше, потому что вы ограничиваете его при напряжении батареи.

Как видно из осциллограмм, конденсатор не требуется. Но при ограничении на более высоком уровне ток, шунтируемый на землю, должен быть ниже. Тогда падение напряжения на последовательном стабилизаторе ничего не должно повредить. Этого должно быть более чем достаточно для поддержания заряда аккумулятора.
Одна записка. Оптимальное напряжение заряда для свинцово-кислотного аккумулятора на самом деле составляет 13.7 вольт. Удержание его на уровне 12 вольт может не дать батарее достаточно для запуска двигателя. А моя схема предварительная и может быть изменена.

Фабрика выглядит почти примитивно, в том, как работает. Их схема заряжает батарею до уровня срабатывания триггера. затем он шунтирует весь ток на землю, пока батарея не опустится ниже уровня срабатывания. Результатом является форма волны с короткой резкой вспышкой заряда, которая может достигать 15 ампер. (Я не измерял) Затем последовала более длинная линия с небольшим наклоном вниз и еще один взрыв.
Я видел, как автомобильные аккумуляторы служат от 5 до 10 лет или дольше. В детстве на ферме мой отец переоборудовал один из старых тракторов с шести вольт на двенадцать вольт, используя генератор переменного тока от автомобиля. Пятнадцать лет спустя та же самая батарея все еще запускала трактор. В школе, с которой я работаю (обучает безопасности на мотоциклах), все батареи необходимо заменить в течение одного года. ПОЧЕМУ ? ? ? Единственное, что мне удалось придумать, это систему зарядки. Большинство аккумуляторов, с которыми я работал, рассчитаны только на ток заряда 2 А. До 70 В, способный к 30 А, приложенные к клеммам аккумулятора на короткие промежутки времени, могут вызывать внутренние повреждения и сокращать срок службы аккумулятора.Особенно в аккумуляторах, где нельзя проверить уровень жидкости. Единственная проблема с аккумулятором может заключаться в уровне жидкости, но с этим ничего не поделать. Если я могу проверять и поддерживать уровень жидкости, срок службы батареи значительно увеличивается.
Провода, идущие от генератора переменного тока, будут метрическим эквивалентом # 16. Согласно таблице AWG, этого достаточно для 3,7 А в качестве линии передачи и 22 А для проводки шасси. На генераторе на 30 А с шунтирующим регулятором? Уровень шунта и сила тока должны быть обратно пропорциональны, поэтому, ограничив напряжение вдвое, я должен значительно уменьшить силу тока.Если смотреть на выпрямленную форму волны, самая высокая концентрация ЭДС находится в нижней половине. Логика подсказывает, что ток уменьшится до минимума. Узнаю, когда введу в эксплуатацию.
На двигателе объемом 1500 куб. См я не ожидаю увидеть уменьшение лобового сопротивления двигателя, но моя экономия топлива может улучшиться. И, я помню, когда они впервые начали ставить твердотельные регуляторы на автомобильные генераторы переменного тока, магическое число составляло 13,7 Вольт. Однако я планировал установить свой серийный регулятор примерно на 14.2 Вольта. Слишком высокая — жидкость испаряется быстрее. Вы были гораздо полезнее, чем думаете. Изначально у меня было шесть различных схем, которые я рассматривал, и собирался смонтировать каждую из них. В вашей статье исключено пять из них, так что я могу значительно сэкономить время и сосредоточиться только на одном. Это экономит мне много работы. Поэтому стоит потратить время на то, чтобы связаться с вами.
Я разрешаю вам поэкспериментировать с моей схемой и посмотреть, что у вас получится. На разных форумах я читаю, где многие люди говорят о переходе на регуляторы серий. Другие предостерегают от слишком высокого напряжения, разрушающего изолированное покрытие на проводе. Я подозреваю, что золотая середина может быть комбинацией обеих систем, но не шунтированием полного выхода на землю. Схема по-прежнему проста, с небольшим количеством компонентов, но не архаична.
Большое спасибо за ваше время и внимание. Один из моих источников технической информации: OCW.MIT.EDU. Я прохожу там инженерные курсы уже несколько лет. Вы не получаете никаких кредитов за их выполнение, но это также совершенно бесплатно.

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемами, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

Схема регулятора скорости трехфазного асинхронного двигателя

В этом посте мы обсуждаем создание простой схемы регулятора скорости трехфазного асинхронного двигателя, которая также может применяться для однофазного асинхронного двигателя или буквально для любого типа двигателя переменного тока.

Когда дело доходит до управления скоростью асинхронных двигателей, обычно используются матричные преобразователи, включающие множество сложных каскадов, таких как LC-фильтры, двунаправленные массивы переключателей (с использованием IGBT) и т. Д.

Все они используются для достижения в конечном итоге прерванный сигнал переменного тока, рабочий цикл которого можно регулировать с помощью сложной схемы микроконтроллера, что в конечном итоге обеспечивает необходимое управление скоростью двигателя.

Тем не менее, мы можем поэкспериментировать и попытаться реализовать управление скоростью трехфазного асинхронного двигателя с помощью гораздо более простой концепции, используя усовершенствованные ИС оптопары детектора перехода через нуль, силовой симистор и схему ШИМ.

Использование детектора перехода через ноль Оптопара

Благодаря серии оптопар MOC, которые сделали схемы управления симисторами чрезвычайно безопасными и простыми в настройке, а также обеспечивают беспроблемную интеграцию ШИМ для предполагаемых элементов управления.

В одном из своих предыдущих постов я обсуждал простую схему контроллера двигателя с плавным пуском с ШИМ, в которой реализована микросхема MOC3063 для обеспечения эффективного плавного пуска подключенного двигателя.

Здесь мы также используем идентичный метод для обеспечения соблюдения предлагаемой схемы регулятора скорости трехфазного асинхронного двигателя, на следующем изображении показано, как это можно сделать:

На рисунке мы видим три идентичных каскада оптопары MOC, сконфигурированных в их стандартном симисторе. режим регулятора, а входная сторона интегрирована с простой схемой ШИМ IC 555.

Три контура MOC сконфигурированы для обработки входного трехфазного переменного тока и подачи его на подключенный асинхронный двигатель.

Вход ШИМ на стороне управления изолированными светодиодами оптического модуля определяет коэффициент прерывания трехфазного входа переменного тока, который обрабатывается MOC ICS.

Использование ШИМ-контроллера IC 555 (переключение при нулевом напряжении)

Это означает, что, регулируя потенциометр ШИМ, связанный с ИС 555, можно эффективно управлять скоростью асинхронного двигателя.

Выход на его выводе №3 имеет изменяющийся рабочий цикл, который, в свою очередь, соответственно переключает выходные симисторы, что приводит либо к увеличению среднеквадратичного значения переменного тока, либо к его уменьшению.

Увеличение среднеквадратичного значения с помощью более широких ШИМ позволяет достичь более высокой скорости двигателя, в то время как снижение среднеквадратичного значения переменного тока с помощью более узких ШИМ вызывает противоположный эффект, то есть вызывает пропорциональное замедление двигателя.

Вышеупомянутые функции реализованы с большой точностью и безопасностью, поскольку ИС имеют множество внутренних сложных функций, специально предназначенных для управления симисторами и тяжелыми индуктивными нагрузками, такими как асинхронные двигатели, соленоиды, клапаны, контакторы, твердотельные реле и т. Д.

Микросхема также обеспечивает идеально изолированную работу ступени постоянного тока, что позволяет пользователю выполнять настройки, не опасаясь поражения электрическим током.

Этот принцип можно также эффективно использовать для управления скоростью однофазного двигателя, используя одну MOC IC вместо 3.

Конструкция фактически основана на теории пропорционального по времени симистора. Верхняя схема ШИМ IC555 может быть отрегулирована для обеспечения рабочего цикла 50% при гораздо более высокой частоте, в то время как нижняя схема ШИМ может использоваться для реализации операции управления скоростью асинхронного двигателя посредством регулировки соответствующего потенциометра.

Рекомендуется, чтобы эта микросхема 555 имела относительно более низкую частоту, чем схема верхней микросхемы IC 555. Это можно сделать, увеличив емкость конденсатора на выводе 6/2 примерно до 100 нФ.

ПРИМЕЧАНИЕ: ДОБАВЛЕНИЕ ПОДХОДЯЩИХ ИНДУКТОРОВ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО С ФАЗОВЫМИ ПРОВОДАМИ МОЖЕТ Существенно улучшить ХАРАКТЕРИСТИКИ УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ СИСТЕМЫ.

Datasheet для MOC3061

Предполагаемая форма волны и управление фазой с использованием вышеуказанной концепции:

Вышеописанный метод управления трехфазным асинхронным двигателем на самом деле довольно грубый, поскольку он не имеет управления В / Гц .

Он просто использует включение / выключение сети с разной скоростью для выработки средней мощности двигателя и управления скоростью путем изменения этого среднего переменного тока, подаваемого на двигатель.

Представьте, что вы включаете / выключаете двигатель вручную 40 или 50 раз в минуту. Это приведет к тому, что ваш двигатель замедлится до некоторого относительного среднего значения, но будет двигаться непрерывно. Вышеупомянутый принцип работает точно так же.

Более технический подход заключается в разработке схемы, которая обеспечивает надлежащий контроль соотношения В / Гц и автоматически регулирует его в зависимости от скорости скольжения или любых колебаний напряжения.

Для этого мы в основном используем следующие этапы:

  1. Схема драйвера H-Bridge или полного моста IGBT
  2. Трехфазный генераторный каскад для питания полной мостовой схемы
  3. ШИМ-процессор В / Гц

Использование полного моста Схема управления IGBT

Если процедуры настройки вышеупомянутой конструкции на основе симистора выглядят пугающими, можно попробовать следующее управление скоростью асинхронного двигателя на основе полномостового ШИМ:

В схеме, показанной на приведенном выше рисунке, используется один полный кристалл. -мостовой драйвер IC IRS2330 (последняя версия — 6EDL04I06NT), который имеет все встроенные функции для обеспечения безопасной и безупречной работы трехфазного двигателя.

ИС требуется только синхронизированный трехфазный логический вход через его выводы HIN / LIN для генерации необходимого трехфазного колебательного выхода, который, наконец, используется для работы полной мостовой IGBT-сети и подключенного трехфазного двигателя.

ШИМ-инжектор с регулировкой скорости реализуется через 3 отдельных полумостовых каскада драйверов NPN / PNP, управляемых с помощью SPWM-питания от генератора ШИМ IC 555, как показано в наших предыдущих проектах. Этот уровень ШИМ может в конечном итоге использоваться для управления скоростью асинхронного двигателя.

Прежде чем мы изучим фактический метод управления скоростью для асинхронного двигателя, давайте сначала разберемся, как автоматическое управление В / Гц может быть достигнуто с помощью нескольких схем IC 555, как описано ниже.

Схема автоматического ШИМ-процессора В / Гц (Замкнутый контур)

В вышеуказанных разделах мы изучили конструкции, которые помогут асинхронному двигателю двигаться со скоростью, указанной производителем, но он не будет регулироваться в соответствии с постоянным соотношением В / Гц, если не будет следующая ШИМ процессор интегрирован с входным каналом H-Bridge PWM.

Вышеупомянутая схема представляет собой простой генератор ШИМ, использующий пару IC 555. IC1 генерирует частоту ШИМ, которая преобразуется в треугольные волны на выводе № 6 IC2 с помощью R4 / C3.

Эти треугольные волны сравниваются с синусоидальной пульсацией на выводе № 5 IC2. Эти пульсации образца получаются путем преобразования трехфазной сети переменного тока в пульсации переменного тока 12 В и подаются на вывод № 5 микросхемы IC2 для необходимой обработки.

Путем сравнения двух сигналов, SPWM соответствующего размера генерируется на выводе № 3 IC2, который становится управляющим ШИМ для сети H-моста.

Как работает схема В / Гц

При включении питания конденсатор на выводе №5 начинает с передачи нулевого напряжения на выводе №5, что вызывает наименьшее значение SPWM в H-мостовой схеме, которая, в свою очередь, включает асинхронный двигатель для запуска с медленным плавным пуском.

По мере зарядки этого конденсатора потенциал на выводе № 5 увеличивается, что пропорционально увеличивает SPWM и позволяет двигателю постепенно набирать скорость.

Мы также можем видеть цепь обратной связи тахометра, которая также интегрирована с контактом № 5 микросхемы IC2.

Этот тахометр контролирует скорость ротора или скорость скольжения и генерирует дополнительное напряжение на контакте № 5 IC2.

Теперь, когда скорость двигателя увеличивается, скорость скольжения пытается синхронизироваться с частотой статора, и в процессе она начинает набирать скорость.

Это увеличение индукционного скольжения увеличивает напряжение тахометра пропорционально, что, в свою очередь, заставляет IC2 увеличивать выход SPWM, что, в свою очередь, дополнительно увеличивает скорость двигателя.

Приведенная выше настройка пытается поддерживать отношение В / Гц на довольно постоянном уровне до тех пор, пока, наконец, SPWM от IC2 не сможет увеличиваться дальше.

В этот момент скорость скольжения и скорость статора достигают установившегося состояния, и это поддерживается до тех пор, пока входное напряжение или скорость скольжения (из-за нагрузки) не изменятся. В случае их изменения схема процессора В / Гц снова вступает в действие и начинает регулировать соотношение для поддержания оптимального отклика скорости асинхронного двигателя.

Тахометр

Цепь тахометра также может быть дешево построена с использованием следующей простой схемы и интегрирована с описанными выше этапами схемы:

Как реализовать контроль скорости

В предыдущих абзацах мы поняли процесс автоматического регулирования, который может eb достигается за счет интеграции обратной связи тахометра в цепь автоматического регулируемого контроллера SPWM.

Теперь давайте узнаем, как можно регулировать скорость асинхронного двигателя, изменяя частоту, что в конечном итоге заставит SPWM упасть и поддерживать правильное соотношение В / Гц.

Следующая диаграмма поясняет каскад управления скоростью:

Здесь мы можем увидеть схему трехфазного генератора с использованием микросхемы IC 4035, частота сдвига фаз которой может быть изменена путем изменения тактового сигнала на его выводе №6.

3-фазные сигналы подаются на логические элементы 4049 IC для создания требуемых HIN, LIN-каналов для полной мостовой сети драйверов.

Это означает, что, соответствующим образом изменяя тактовую частоту IC 4035, мы можем эффективно изменить рабочую 3-фазную частоту асинхронного двигателя.

Это реализуется через простую нестабильную схему IC 555, которая подает регулируемую частоту на вывод №6 микросхемы IC 4035 и позволяет регулировать частоту через подключенный потенциометр 100K. Конденсатор C необходимо рассчитать таким образом, чтобы диапазон регулируемых частот соответствовал характеристикам подключенного асинхронного двигателя.

Когда потенциометр частоты изменяется, эффективная частота асинхронного двигателя также изменяется, что, соответственно, изменяет скорость двигателя.

Например, когда частота снижается, вызывает снижение скорости двигателя, что, в свою очередь, вызывает пропорциональное снижение напряжения на выходе тахометра.

Это пропорциональное уменьшение выходного сигнала тахометра заставляет SPWM сужаться и, таким образом, пропорционально снижает выходное напряжение на двигатель.

Это действие, в свою очередь, обеспечивает поддержание соотношения В / Гц при управлении скоростью асинхронного двигателя посредством управления частотой.

Предупреждение: Вышеупомянутая концепция основана только на теоретических предположениях, пожалуйста, действуйте с осторожностью.

Если у вас есть какие-либо дополнительные сомнения относительно конструкции этого регулятора скорости 3-фазного асинхронного двигателя, вы можете опубликовать то же самое в своих комментариях.

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемами, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

ТРЕХФАЗНЫЙ ДИОДНЫЙ МОСТ ВЫПРЯМИТЕЛЬ — Скачать PDF бесплатно

1 Глава ТРЕХФАЗНЫЙ ДИОДНЫЙ МОСТОВЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ Предметом этой книги является снижение общих гармонических искажений (THD) входных токов в трехфазных диодных мостовых выпрямителях.Помимо уменьшения THD входного тока, предлагаемые здесь методы приводят к увеличению коэффициента мощности выпрямителя (PF). Чтобы заложить основу для внедрения новых методов, в этой главе анализируется трехфазный диодный мостовой выпрямитель, представлены соответствующие схемы напряжения и анализируются их спектры. Кроме того, определены логические функции, которые определяют состояния диодов в трехфазном диодном мосту, функции состояния транзисторов. Рассмотрим трехфазный диодный мостовой выпрямитель, показанный на рис.-. Выпрямитель состоит из трехфазного диодного моста, состоящего из диодов от D до D6. В ходе анализа предполагается, что сопротивление линий питания достаточно низкое, чтобы им можно было пренебречь, и что ток нагрузки I OUT постоянен в связи. Результаты и обозначения, введенные в этой главе, используются на протяжении всей книги. Во-первых, предположим, что выпрямитель питается от сбалансированной неискаженной трехфазной системы напряжения, заданной фазными напряжениями: A D D D5 i + i I OUT OUT i D D4 D6 B Рисунок -.Трехфазный диодный мостовой выпрямитель.

2 8 Глава (t) = V cos ω, (.) И = V cos ωt, (.) 4 = V cos ωt. (.) Амплитуда напряжения фазы V равна V =, (.4) V P RMS, где V P RMS — среднеквадратичное значение напряжения фазы. Значения входных напряжений представлены на рис. Предполагая, что I OUT строго больше нуля в течение всего периода, в каждой связующей точке два диода диодного моста проводят ток. Первый проводящий диод относится к группе диодов с нечетными индексами {D, D, D5}, и он соединен своим анодом с самым высоким из фазных напряжений в рассматриваемой соединительной точке.Второй проводящий диод относится к группе диодов с индексом e {D, D4, D6} и подключается своим катодом к наименьшему из фазных напряжений. Поскольку одно фазное напряжение не может быть самым высоким и самым низким в соответствии с установленным набором фазных напряжений, указанным (.), (.) И (.), Две фазы подключены к нагрузке, а одна фаза — не связаны в каждой точке галстука. Это приводит к входному току, равному нулю во внутренней связи, когда напряжение фазы не является ни осевым, ни начальным.Разрывы в фазных токах являются единственной причиной внедрения методов ввода тока, поскольку они анализируются в следующей главе. Описанная работа диодов в диодном мосте приводит к положительному выходному напряжению, равному axiu фазных напряжений, т. Е. (,) A = ax, (.5), в то время как напряжение отрицательного выходного напряжения равняется iniu фазных напряжений,

3. Трехфазный диодный мостовой выпрямитель V V V ω t [] Рисунок -.Параметры входных напряжений. (,) B = дюйм (.6). Значения выходных теринальных напряжений, заданные (.5) и (.6), представлены на рис. -. Эти сигналы являются периодическими, с периодом, равным одной трети периода строки; таким образом, их спектральные компоненты расположены на тройной частоте линии. Разложение в ряд Фурье волны положительного выходного теринала приводит к A () = + + V n = 9n n + cos (nω t), (.7)

4 Глава 5. V A V B V C ω t [] Рисунок -.Значения выходного теринала A и B и сигнала C., в то время как разложение в ряд Фурье напряжения отрицательного входного теринала приводит к B = + + V cos n = 9n (nω t). (.8) Эти разложения в ряд Фурье часто используются при анализе различных методов ввода тока. Поэтому здесь следует подчеркнуть полезные свойства разложения выходных теринальных напряжений в ряд Фурье. Во-первых, оба разложения в ряд Фурье содержат спектральные компоненты в точках с утроенной частотой линии, т.е.е., при трехкратной частоте сети. Соответствующие спектральные компоненты A и B в нечетных тройках частоты линии на

5. Трехфазный диодный мостовой выпрямитель () k ω, где k N, являются SAE, имеющими значения SAE и фазы SAE. С другой стороны, соответствующие спектральные компоненты в een трехкратной частоте линии, при 6k ω, имеют высокие высоты, но противоположные фазы. Эти свойства используются при проектировании существующих сетей впрыска, описанных в главах 6 и 8.Напряжение на выходе диодного моста определяется как OUT =, (.9) A B, а его форма представлена ​​на рис. -4. Разложение выходного напряжения в ряд Фурье: OUT = + V cos k = 6k 6 (kω t). (.) Поскольку спектры A и B имеют более высокие спектральные компоненты при нечетных тройных частотах линии, эти спектральные компоненты компенсируются в спектре выходного напряжения. Таким образом, спектр выходного напряжения содержит спектральные компоненты только на шестых ступенях частоты линии. Составляющая постоянного напряжения выходного напряжения равна V = V.65В. 4V, (.) OUT P RMS, в то время как разложение в ряд Фурье переменной переменного тока выходного напряжения равно..5 V OUT ω t [] Рисунок -4. Плата за выходное напряжение.

6 Глава ˆ OUT = V + cos 6 k = 6k (kω t). (.) Еще одна причина, представляющая интерес для последующего анализа, — это сила остаточного напряжения C, то есть энергия, полученная от сегментов фазовых напряжений во время стыковочных взаимодействий, когда они не являются ни осевыми, ни начальными. Узел в схеме рис.- где это напряжение можно было бы измерить, не существует, в отличие от фаз A и B, которые можно наблюдать на выходных клеммах диодного моста. Однако сигнал и спектр C могут быть легко скопированы, используя тот факт, что su мгновенных значений фазовых напряжений равно нулю, + +. (.) = В каждой точке соединения одно из фазных напряжений равно A, другое — B, а остаточное напряжение равно C. Таким образом, выходные внешние напряжения и остаточное напряжение в сумме равны нулю. Это дает следующее выражение для остаточного напряжения: C =, (.4) A B и его спектр копируется с использованием спектров A и B, полученных по (.7) и (.8), в результате получается C = V + k = (6k) cos ((6k) ω t). (.5) В спектре остаточного напряжения спектральные компоненты расположены на нечетных тройках частоты линии, поскольку спектральные компоненты A и B на een трехкратной частоте линии сокращаются. Другой интересный этап — это аэрация выходных теринальных напряжений, определяемая как AV = (A + B) = C. (.6) Используя спектр C, gien по (.5), спектр AV получается как

.

7.Трехфазный диодный мостовой выпрямитель AV = V + k = (6k) cos ((6k) ω t). (.7) Спектральные составляющие AV расположены в нечетных тройках частоты линии, то есть как в спектре C. После определения напряжений выпрямителя и снятия их спектров проводится анализ напряжений токов выпрямителя. При анализе токов выпрямителя начнем с состояний диодов. Во-первых, давайте определим функции состояния диода d k для k {,,, 4,5,6} так, чтобы dk =, если диод с индексом k проводит, и d k =, если диод заблокирован.Значения функций состояния диодов кратко представлены в таблице -, в то время как значения функций состояния диодов в течение двух периодов линии показаны на рис. 5. Из данных таблицы можно сделать вывод, что выпрямитель, показанный на рис. 1, можно анализировать как периодически переключаемую линейную цепь, поскольку состояния диодов выражены как функции связующего элемента. Это значительно упрощает анализ, как показано в главе 9, где анализируется прерывающаяся проводимость диодного моста, хотя и со значительными атематическими трудностями, поскольку схему нельзя рассматривать как периодически переключаемую линейную схему.После того, как функции состояния диодов определены, токи диодов могут быть выражены как i Dk d k (ω t) I OUT = (.8) для k {,,, 4,5,6} значения аэрации :. Все токи в диодах имеют следующие значения: I D = I OUT, (.9) Таблица -. Функции состояния диода. dt Segent (ω) d (ω t) d (ω t) d4 (ω t) d5 (ω t) d6 (ω t)

8 4 Глава d (t ω) d (t ω) d (t ω) d (t 4 ω) d (t 5 ω) d (t 6 ω) ω t [] Рисунок -5.Формы функций состояния диода. что представляет интерес для определения размеров диодов. Аксиу обратного напряжения, которому подвергаются диоды, равна оси выходного напряжения и равна амплитуде линейного напряжения, V = V = V 6. (.) D ax P RMS Используя функции состояния диода, входные токи выпрямителя ip, где

9. Трехфазный диодный мостовой выпрямитель 5 p {,,}, может быть выражен как i (d (ω t) d (t)) = I. (.) P OUT p p ω Коэффициенты входных токов представлены на рис.-6. Входные токи имеют среднеквадратичное значение, равное 6 I RMS = I OUT. (.) Выходная мощность выпрямителя составляет 5..5 i I OUT i I OUT i I OUT ω t [] Рисунок -6. Коэффициенты входных токов.

10 6 Глава P OUT = VOUT IOUT = VIOUT = P IN (.) И это sae как входная мощность P IN, так как потери в выпрямительных диодах не учитываются при анализе, и в схеме нет других элементов. Рис. -. Полная мощность на входе выпрямителя S = V I = V I.(.4) IN P RMS RMS OUT Для входной мощности выпрямителя, равной (.), И полной мощности выпрямителя, равной (.4), коэффициент мощности на входе выпрямителя получается как P = IN PF = = (.5 ) S IN Это значение для коэффициента мощности достаточно хорошее и удовлетворяет почти всем стандартам коэффициента мощности. Это значительно лучше, чем коэффициент мощности выпрямителя с подключенным на выходе емкостным фильтром, который заставляет выпрямитель работать в режиме прерывистой проводимости. Результат также хорош по сравнению с однофазными выпрямителями.Таким образом, значение коэффициента мощности (0,5) не повод для беспокойства. Параметр выпрямителя на рис. — на котором сосредоточено внимание — это полное гармоническое искажение (THD) входных токов. Чтобы сопоставить значения THD входных токов, среднеквадратичное значение фундаментальной характеристики входного тока определяется как I 6 RMS = I OUT. (.6) Основные характеристики входных токов смещаются к соответствующим фазным напряжениям для ϕ =, (.7), что приводит к смещающемуся коэффициенту мощности (DPF): DPF = cosϕ =.(.8) THD входных токов определяется с применением

11. Трехфазный диодный мостовой выпрямитель 7 RMS RMS I I THD =, (.9) I, в результате THD = 9 = 0,8%. (.) Это значение THD считается относительно высоким, и его снижение представляет интерес в приложениях для СОЭ. Эффективные методы снижения THD входных токов в трехфазных диодных мостовых выпрямителях являются темой этой книги. Стандарты СОЭ определяют значения конкретных гармонических составляющих входных токов.Таким образом, спектр входных токов представляет интерес. Входные токи могут быть выражены разложением в ряд Фурье for + (C, n S, n) () t = I + I cos (nω t) + I sin (nω t) i = I DC DC + n = + nn = I cos (nω t ϕ), n (.) где I DC = i () td (ω t), (.), = i () t cos (nωt) d (ω t), (.) IC n, = i () t sin (nω t) d (ω t), (.4) IS nn C, n IS, n I = I +, (.5)

12 8 Глава и IS, n tan ϕ п =. (.6) I C, n В случае входного тока первой фазы, указанного как (.) для p = харонными компонентами являются I, (.7), DC = I, C, n n n = sin + sin I n OUT, (.8) таким образом, I; (.9), S, n = I n n = sin + sin n, n I OUT (.4) и n n ϕ n = sign sin + sin. (.4) Коэффициенты входных токов двух оставшихся фаз выпрямителя смещены по фазе для сравнения друг с другом согласно i (ωt) = i ωt = i ωt +. (.4) Таким образом, все входные токи имеют одинаковый спектр амплитуды, но имеют разные фазовые спектры, что можно увидеть, применив свойство связующего смещения для разложений в ряд Фурье в коплекс для.

13. Трехфазный диодный мостовой выпрямитель 9 Чтобы проиллюстрировать работу диодного мостового выпрямителя и сопоставить его реальную работу с приведенной моделью, были записаны и представлены схемы экспериментального выпрямителя. Экспериментальный выпрямитель работает со среднеквадратичным значением напряжения фазы VP RMS = V, что соответствует амплитуде входного напряжения V = 4 В. Диапазон выходного тока составляет

14 Глава i i i OUT i OUT Рисунок -7. Экспериментально зарегистрированные напряжения входного напряжения, входного тока, выходного напряжения и выходного тока. Шкала напряжения = 5 В / ди. Шкала тока = 5 А / ди.Шкала галстука = 0,5 s / di. IPedance немного смягчает входной ток во время переходов между состояниями диода, что приводит к снижению THD. Коэффициент мощности на входе выпрямителя близок к ожидаемому значению (0,5). По экспериментальным данным можно сделать вывод, что модель выпрямителя адекватно описывает работу выпрямителя. Ховеер, линия снабжения

15. Трехфазный диодный мостовой выпрямитель, I OUT = 4 A i, I OUT = 4 A, I OUT = 7 A i, I OUT = 7 A, I OUT = A i, I OUT = A Рисунок -8.Экспериментально зарегистрированные напряжения фазового напряжения и входного тока для I OUT = 4 A, I OUT = 7 A и I OUT = A. Шкала напряжения = 5 В / ди. Шкала тока = 5 А / ди. Шкала галстука = 0,5 s / di. Стол -. Зависимость параметров выпрямителя от I OUT. I OUT THD () THD (i) P IN S IN PF 4 A.7% 9.47% 99.8 W VA.96 7 A.4% 8.65% 544. W 67.8 VA.965 A.4% 7.94%. W. VA.9588 индуктивность и пульсации выходного тока незначительно влияют на работу выпрямителя, и эти явления не включены в модель выпрямителя.Применение методов подачи тока приведет к устранению препятствий для фазных напряжений и сделает индуктивность линий питания несущественной. Таким образом, пульсации выходного тока сохранят единственный паразитный эффект, о котором следует беспокоиться.

16

17

Схема двухполупериодного выпрямителя (выпрямитель с центральным ответвлением и мостовой выпрямитель)

Процесс преобразования переменного тока в постоянный — это выпрямление .Любой автономный блок питания имеет блок выпрямления, который преобразует либо источник настенной розетки переменного тока в постоянный ток высокого напряжения, либо пониженный источник настенной розетки переменного тока в постоянный ток низкого напряжения. Дальнейшим процессом будет фильтрация, преобразование постоянного тока в постоянный и т.д. Итак, в этой статье мы собираемся обсудить операции двухполупериодного выпрямителя . Двухполупериодный выпрямитель имеет более высокий КПД по сравнению с полуволновым выпрямителем.

Двухполупериодное выпрямление может быть выполнено следующими методами.

  1. Двухполупериодный выпрямитель с центральным отводом
  2. Мостовой выпрямитель (с использованием четырех диодов)

Если две ветви схемы соединены третьей ветвью, чтобы сформировать петлю, тогда сеть называется мостовой схемой . Из этих двух предпочтительным типом является схема мостового выпрямителя , использующая четыре диода, потому что тип двухдиодный. требует трансформатора с центральным ответвлением и ненадежен по сравнению с мостовым типом.Также диодный мост выпускается в единой упаковке. Некоторые из примеров: DB102, GBJ1504, KBU1001 и т. Д.

Мостовой выпрямитель превосходит надежность полумостового выпрямителя с точки зрения снижения коэффициента пульсаций для той же схемы фильтра на выходе. Напряжение переменного тока имеет синусоидальную форму с частотой 50/60 Гц. Форма волны будет такой, как показано ниже.

Работа полноволнового выпрямителя:

Давайте теперь рассмотрим переменное напряжение с меньшей амплитудой 15Vrms (21Vpk-pk) и выпрямим его в постоянное напряжение с помощью диодного моста.Форма волны переменного тока может быть разделена на положительный полупериод и отрицательный полупериод. Все напряжение и ток, которые мы измеряем с помощью цифрового мультиметра, по своей природе являются среднеквадратичными. Следовательно, то же самое рассматривается ниже в моделировании Greenpoint.

Во время положительного полупериода диоды D2 и D3 будут проводить, а во время отрицательного полупериода диоды D4 и D1 будут проводить. Следовательно, в течение обоих полупериодов диод будет проводящим. Форма выходного сигнала после выпрямления будет такой, как показано ниже.

Чтобы уменьшить пульсации в форме волны или сделать ее непрерывной, мы должны добавить на выходе конденсаторный фильтр . Работа конденсатора параллельно нагрузке предназначена для поддержания постоянного напряжения на выходе. Таким образом, можно уменьшить пульсации на выходе.

С конденсатором 1 мкФ в качестве фильтра:

Выход с фильтром 1 мкФ ослабляет волну только до определенной степени, потому что емкость накопителя энергии на 1 мкФ меньше.Приведенная ниже форма волны показывает результат фильтрации.

Так как на выходе все еще присутствует пульсация, мы собираемся проверить выход с разными значениями емкости. Форма волны ниже показывает уменьшение пульсации в зависимости от значения емкости, т. Е. Емкости накопления заряда.

Формы выходных сигналов: зеленый — 1 мкФ, синий — 4,7 мкФ; Горчично-зеленый — 10 мкФ; Темно-зеленый — 47 мкФ

Операции с конденсатором:

Во время как положительного, так и отрицательного полупериода пара диодов будет находиться в состоянии прямого смещения, и конденсатор заряжается, а нагрузка получает питание.Интервал мгновенного напряжения, при котором запасенная в конденсаторе энергия выше, чем мгновенное напряжение, которое конденсатор подает в него запасенную энергию. Чем больше емкость накопления энергии, тем меньше пульсации в выходной форме волны.

Коэффициент пульсации можно рассчитать теоретически по,

Рассчитаем его для любого номинала конденсатора и сравним с полученными выше сигналами.

R нагрузка = 1кОм; f = 100 Гц; C из = 1 мкФ; I постоянного тока = 15 мА

Следовательно, Коэффициент пульсации = 5 В

Разница в коэффициенте пульсаций будет компенсирована при более высоких значениях емкости конденсатора.КПД двухполупериодного выпрямителя превышает 80%, что вдвое больше, чем у полуволнового выпрямителя.

Практичный полноволновой выпрямитель:

В мостовом выпрямителе используются следующие компоненты:

  1. Понижающий трансформатор 220В / 15В переменного тока.
  2. 1N4007 — Диоды
  3. Резисторы
  4. Конденсаторы
  5. MIC RB156

Здесь для среднеквадратичного напряжения 15 В пиковое напряжение будет до 21 В. Следовательно, используемые компоненты должны быть рассчитаны на 25 В и выше.

Работа контура:

Понижающий трансформатор:

Понижающий трансформатор состоит из первичной и вторичной обмоток, намотанных на многослойный железный сердечник. Количество витков первичного будет выше, чем вторичного. Каждая обмотка действует как отдельные индукторы. Когда первичная обмотка питается от переменного источника, обмотка возбуждается и создается магнитный поток. На вторичную обмотку воздействует переменный поток, создаваемый первичной обмоткой, который наводит ЭДС во вторичную обмотку.Эта наведенная ЭДС затем протекает через подключенную внешнюю цепь. Соотношение витков и индуктивность обмотки определяют величину потока, генерируемого первичной и вторичной обмотками. В трансформаторе используется ниже

Напряжение питания 230 В переменного тока от настенной розетки понижается до 15 В переменного тока среднеквадратичного значения с помощью понижающего трансформатора. Затем питание подается на выпрямительную схему , как показано ниже.

Схема полноволнового выпрямителя без фильтра:

Соответствующее напряжение на нагрузке равно 12.43 В, потому что на цифровом мультиметре можно увидеть среднее выходное напряжение прерывистой формы волны.

Цепь полноволнового выпрямителя с фильтром:

Если добавлен конденсаторный фильтр, как показано ниже,

1. Для выхода C = 4,7 мкФ, пульсации уменьшаются и, следовательно, среднее напряжение увеличивается до 15,78 В

2. Для C out = 10 мкФ, пульсации уменьшаются и, следовательно, среднее напряжение увеличивается до 17.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.