|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Konverter von Gleichspannung 12 V Batterie in Wechselspannung 220 V 50 Hz. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Spannungswandler, Gleichrichter, Wechselrichter In der Literatur werden viele Spannungswandler beschrieben, doch fast alle weisen gravierende Nachteile auf. Ich habe einen Konverter entwickelt, der diese Mängel nicht aufweist. Dabei bin ich von folgenden Kriterien ausgegangen: 1. Die der Last zugeführte maximale Leistung muss mindestens 1 kW betragen. Dieser Zustand zwang uns, auf leistungsstarke Transistoren im Leistungsteil zu verzichten (die bei 100-300-W-Leistungswandlern ein „wunder Punkt“ sind) und leistungsstarke SCRs zu verwenden. 2. Eine nahezu sinusförmige Form der Ausgangsspannung am Ausgang des Wandlers wird durch die Wahl der Kapazität eines parallel zur Last geschalteten Kondensators oder durch den Einsatz von Stromwechselrichtern im Leistungsteil erreicht. 3. Eliminierung von „Durchgangsströmen“. Dieses Problem ist sehr relevant und liegt darin, dass die Einschaltzeit des Transistors oder Thyristors kürzer ist als die Ausschaltzeit, d.h. Ein Gerät schaltet sich ein und versorgt die Primärwicklung des Transformators mit Strom, und das zweite, das zu diesem Zeitpunkt bereits ausgeschaltet sein sollte, versorgt die Wicklung ebenfalls mit Strom. Ich habe dieses Problem gelöst, indem ich die Dauer der Steuerimpulse um eine Zeit verkürzt habe, die ausreicht, um den SCR vollständig zu schließen. 4. Die automatische Abschaltung des Geräts bei tiefentladenem Akku wird durch den Einsatz eines Schwellwertgeräts erreicht. 5. Das automatische Einschalten des Konverters bei Stromausfall und das Laden der Batterie (mit Trennung vom Ladegerät bei vollständiger Entladung) bei vorhandener Spannung im Netz wird durch den Einsatz einer Relaisschaltung und eines automatischen Ladegeräts sichergestellt. Das Funktionsdiagramm des Konverters ist in Abb. 1 dargestellt.
Bei einer Netzspannung von 220 V wird der Verbraucher an das Netz angeschlossen und die Batterie an das Ladegerät angeschlossen. Bei Ausfall der Netzspannung wird dem Spannungswandler 12 V Batteriespannung zugeführt und die Last daran angeschlossen. Alle diese Vorgänge werden von einem Schaltgerät ausgeführt, zu dem auch ein automatisches Ladegerät gehört. Der Masteroszillator (MO) erzeugt Rechteckimpulse mit einer Dauer von 10 ms und einer Frequenz von 50 Hz. Von den Ausgängen des CG werden Impulse an die Verzögerungsleitung (LZ) und den Monostabilen geliefert. Die LZ dient dazu, sicherzustellen, dass der logarithmische „1“-Pegel 1 μs später als der Impuls vom Monostabil an der Koinzidenzschaltung ankommt. Die Dauer des Einzelvibratorimpulses wird von der Dauer des SG-Impulses abgezogen und muss größer sein als die Abschaltdauer der verwendeten Thyristoren. Der Ausgangsimpulsformer (PF) gibt Steuerimpulse an die Steuerelektroden der Thyristoren der Leistungseinheit (SP) aus. Ein schematisches Diagramm des Steuersystems für den Leistungsteil des Spannungswandlers ist in Abb. 2 dargestellt, und Spannungsdiagramme an charakteristischen Punkten sind in Abb. 3 dargestellt.
Das SG erfolgt auf den NAND-Elementen DD1.1, DD1.2. Die Impulsfrequenz an seinem Ausgang wird mit einem Frequenzmesser durch Auswahl des Widerstands R1 eingestellt. Impulse mit einer Frequenz von 50 Hz werden über den LZ auf der Integrationskette R2C2 dem Eingang DD1.4 zugeführt. Die Impulsverzögerungszeit beträgt ca. 1 µs. Eingang 13 DD1.4 empfängt Impulse vom One-Shot DD2.1, dessen Auslöseimpulse die positiven Spannungsabfälle der Hauptgeneratorimpulse sind. Die Dauer der Einzelimpulse wird durch die Elemente R3C3 bestimmt. Die Verzögerungsleitung wird so verwendet, dass der positive Spannungsabfall des SG-Impulses später am Eingang 12 DD1.4 ankommt, als der negative Spannungsabfall des Einzelimpulses am Eingang 13 DD1.4 erscheint, und es keinen negativen Impulsanstieg gibt am Transistor VT1 mit einer Dauer gleich der Reaktionszeit des Triggers DD2.1. Die Dauer der Einzelvibratorimpulse wurde mit ca. 20 µs gewählt, um die Thyristoren des Leistungsteils vom Typ TCh125, deren Einschaltzeit 6 µs beträgt, zuverlässig zu schließen. Bei Verwendung anderer Thyristortypen ist eine Neuberechnung der Nennwerte von R3 und C3 erforderlich. Vom Kollektor des Transistors VT2 wird ein positiver Steuerimpuls mit einer Dauer von 9,98 μs abgenommen. Ebenso wird ein Impuls Uу2 erzeugt, der zum Impuls Uу1 gegenphasig ist. Die Leistung und der Wert der Widerstände R8 und R9 werden entsprechend der Art der verwendeten Transistoren ausgewählt: R9 = R8 < 12 V/Ioffen, PR8 = PR9 = 144/R8 = 144/R9. Wenn Sie in einem Spannungswandler mehrere in Reihe geschaltete Batterien verwenden, werden die Abmessungen des Transformators T1 deutlich reduziert, und um die erforderliche Leistung an der Last zu erhalten, können Sie SCRs mit einem geringeren Strom wählen. Der Schaltungsaufbau des Leistungsteils des Umrichters lässt sich am einfachsten durch den Einsatz leistungsstarker Abschaltthyristoren lösen (Abb. 4).
Die Last des Wechselrichters ist die Primärwicklung des Transformators T1. Die 220-V-Last wird an die Sekundärwicklung des Transformators angeschlossen. Die Berechnung des Transformators erfolgt nach einer Methode, die in der Lehrliteratur mehrfach veröffentlicht wurde. Ein Kondensator wird parallel zur Last geschaltet, um eine nahezu sinusförmige Spannungswellenform zu erhalten. Seine Kapazität hängt von der Belastung ab und wird experimentell ermittelt. Liegt ein Steuerimpuls Uу1 vor, werden die Thyristoren VS1 und VS4 eingeschaltet und VS2 und VS3 ausgeschaltet. Die Transformatorwicklung w1 ist am linken Ende mit der positiven Stromschiene und am rechten Ende mit der negativen verbunden, und der Strom fließt wie in Abb. 4 dargestellt. Bei Abwesenheit von Uу1 und Anwesenheit von Uу2 werden VS1 und VS4 ausgeschaltet, Spannung und Strom der Wicklung w1 ändern ihre Richtung. Wenn VS1 und VS4 zum Zeitpunkt t2 verriegelt sind, wird der Laststrom trotz des Eintreffens eines Entriegelungsimpulses an VS2 und VS3 aufgrund des Vorhandenseins der Induktivität Ln dazu neigen, seine Richtung beizubehalten. Um nach dem Sperren von VS1 und VS4 den Pfad für den Laststrom zu öffnen, werden die Thyristoren mit den Dioden VD10 – VD40 überbrückt. Daher beträgt der Laststrom bei t2 Eine komplexere Schaltungslösung zum Aufbau des Leistungsteils des Umrichters ist die Verwendung eines Stromwechselrichters, dargestellt in Abb. 5.
Stromwechselrichter mit einem induktiven Thyristorregler werden in der Industrie häufig eingesetzt, beispielsweise in unterbrechungsfreien Stromversorgungsanlagen; ihre Leistung erreicht Hunderte von Kilowatt. Die Form der Ausgangsspannung ist nahezu sinusförmig, was den Einsatz ohne Filter auf der AC-Seite ermöglicht. Aufgrund der großen Induktivität der Glättungsdrossel Ld kann der Wechselrichterstrom id (Quellenstrom E) als ideal geglättet angesehen werden. Ein positiver Impuls Uу1 öffnet die Thyristoren VS1 und VS4, ein positiver Impuls Uу2 öffnet die Thyristoren VS2 und VS3. Der Eingangsstrom des Wechselrichters id wird dank der periodischen Schaltung der Thyristoren in den Diagonalen der Brücke in einen rechteckigen Wechselstrom umgewandelt. Der Kondensator SK ist ein Schaltkondensator. Es dient dazu, an Transistoren eine Sperrspannung zu erzeugen. Um die starke Abhängigkeit der Lastspannung vom Lastwert zu beseitigen, wird ein einstellbarer Wechselspannungswandler mit induktiver Last (Elemente VS5, L) verwendet. Der von ihm aufgenommene Strom hat die 1. Harmonische, deren Phasenverschiebung gegenüber der Spannung immer gleich π/2 ist. Die Amplitude der 1. Harmonischen des Stroms hängt vom Steuerwinkel α ab, der gleich der Phasenverschiebung der Steuerimpulse an VS5 relativ zum Zeitpunkt der Spannungsänderung Un ist. Daher wird diese Spannungswandlerschaltung als gesteuerte Induktivität betrachtet. Durch die Einstellung von iL durch Änderung des Winkels α mithilfe einer Steuerschaltung muss derselbe Strom iL eingestellt werden, bei dem der Verschiebungswinkel β zwischen dem Strom in und der Spannung Un unverändert bleibt. Dann ist die Spannung an der Last konstant, wenn die Laststromänderungen. Formeln zur Berechnung von Sk, Ld, L. Für die normale Kommutierung muss der Verschiebungswinkel β zwischen Spannung und Strom β≥ωtoff sein, wobei ω = =2πf = 314 s-1 Kreisfrequenz; toff – Zeit, den Thyristor auszuschalten; tgβ = = bc/(yсosϕн tgϕн), wobei bc = ωC Leitfähigkeitsmodul des Kondensators Ск; yn = 1/zn Lastleitfähigkeitsmodul. Lastwirkleistung Рн = Åid = =Unincosϕ. Blindleistung des Kondensators Qc = = U2нωСк. Lastblindleistung Qн = Рнtgϕн. Vom Wechselrichter verbrauchte Blindleistung Qi = Qc - Qн. Lastspannung Un = 0,35πE[1 + (ωCк /yí cosϕн - tgϕн)2]1/2. Kapazität Sk = Рн(tgβ + tgϕн)/ωU2н. Induktivität der Induktivität Ld≥ {E[1 - cos(β + π/6)]cosϕ}/72fPñcosβ, wenn β<π/6. Ld≥ E2sin2β/144fPнos2β, wenn β≥π/6; Induktive Last L≥1,4Unsin(α- π/2)/ωiL ≥ 1,4Un.ωiL, wobei α der Steuerwinkel des Triac VS5 ist, iL = Iw1maxsin(α - π/2). Triac VS wird ebenfalls entsprechend dem aktuellen iL ausgewählt. Der Schaltplan zur Ansteuerung des VS5-Triacs ist in Abb. 6 dargestellt. Diese Schaltung basiert auf einem Einzelvibrator DD2.1, der Impulse mit einer Dauer von nicht mehr als 10 ms erzeugt (wählen Sie die Kapazität des Kondensators C1). Die einmaligen Impulse werden vom Steuerkreis ausgelöst (Abb. 2). Die Dauer der Impulse wird durch den Widerstand R1 geregelt. Steuerimpulse für den Triac Uу2 werden vom Kollektor des Transistors VT3 entfernt. Der Wert und die Leistung des Widerstands R3 hängen vom Öffnungsstrom des ausgewählten Triac VS5 im Leistungsteil ab: R3 < E/Iopen; PR3= = E2/R3. Wenn die erforderliche Lastleistung 200...300 W nicht überschreitet, kann der Leistungsteil des Wandlers mit Transistoren gemäß dem Diagramm in Abb. 7 ausgeführt werden. Das Fehlen des Effekts von „Durchströmen“ wird durch den Schaltungsaufbau des Steuerungssystems gemäß Abb. 2 gewährleistet. Autor: A. N. Mankovsky
Kunstleder zur Touch-Emulation
15.04.2024 Petgugu Global Katzenstreu
15.04.2024 Die Attraktivität fürsorglicher Männer
14.04.2024
▪ Wasserreinigungssystem auf Plasmabasis ▪ PK2 Digitales Blitzlicht im Taschenformat ▪ Dynamischer 12-nm-RAM von Samsung ▪ Roboter-Fußball-Meisterschaft
▪ Abschnitt der Website Akustische Systeme. Auswahl an Artikeln ▪ Artikel Sündenbock. Populärer Ausdruck ▪ Artikel Warum ist in der Souvenirmuschel das Meeresrauschen zu hören? Ausführliche Antwort ▪ Artikel Wie man den Titel eines Buches errät. Fokusgeheimnis
Startseite | Bibliothek | Artikel | Sitemap | Site-Überprüfungen
www.diagramm.com.ua |
Siehe andere Artikel Abschnitt 
Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:
Alle Sprachen dieser Seite