Tensiunea sinusoidală - o prezentare generală Subiecte ScienceDirect

Termeni asociați:

• Ingineria energetică
• Semiconductor
• Amplificator
• Rezistențe
• Impedanță
• Oscilatoare
• Tranzistoare
• Amplitudini
• Transformatoare

Descărcați în format PDF

Despre această pagină

Teoria monofazată a curentului alternativ

4.10 Energia stocată într-un câmp magnetic alternativ

Când o valoare instantanee a tensiunii sinusoidale, ν se aplică unui inductor L pur, curentul sinusoidal i întârzie tensiunea cu 90 °. Puterea în orice moment, p = vi. În primul trimestru al unui ciclu, energia este preluată din sursă și stocată în câmpul magnetic. În următorul trimestru al ciclului, pe măsură ce câmpul magnetic se prăbușește, această energie este returnată la sursă.

Acum este necesar să se găsească cantitatea de energie stocată în câmpul magnetic în primul trimestru al unui ciclu.

Când puterea este instantaneu la valoarea sa maximă, tensiunea și curentul au valori instantanee de V m/2 și I m/2 .

unde L este inductanța în henrys și IM este valoarea maximă a curentului în amperi.

Curenți și tensiuni alternative

J O Bird BSc, CEng, MIEE, CMath, FIMA, FCollP, MIEIE, P J Chivers BSc, dr., În Newnes Engineering and Physical Science Pocket Book, 1993

Când se aplică o tensiune sinusoidală unui circuit pur rezistiv de rezistență R, formele de undă de tensiune și curent sunt în fază și I = V R (exact ca în circuitul de curent continuu). V și eu suntem r.m.s. valori.

Pentru un a.c. circuit rezistiv, putere P = V I = I 2 R = V 2 R wați (exact ca într-un circuit de curent continuu). V și eu suntem r.m.s. valori.

Se numește procesul de obținere a curenților și tensiunilor unidirecționale din curenți și tensiuni alternative rectificare. Comutarea automată în circuite este efectuată de dispozitive numite diode (vezi pagina 130).

Folosind o singură diodă, așa cum se arată în Figura 12.9, rectificare pe jumătate de undă este obținut. Când P este suficient de pozitiv în raport cu Q dioda D este pornită și curentul i curge.

Convertoare electronice de putere în aplicații Microgrid

M. Shahbazi, A. Khorsandi și Microgrid, 2017

4.3 Injecție cu secvență zero

Utilizarea a trei referințe de tensiune sinusoidală în SPWM va duce la tensiuni de fază și linie sinusoidale (după filtrarea armonicilor de ordin superior). Cu toate acestea, este posibil să adăugați un semnal de secvență zero (ZSS) la aceste valori de referință pentru a forma noi semnale de modulație. Adăugarea aceluiași ZSS la toate cele trei tensiuni de referință nu modifică tensiunea de ieșire linie-linie și tensiune de fază; de aceea este folosit ca un grad de libertate pentru a reduce armonicele actuale sau pentru a îmbunătăți utilizarea magistralei DC. În cazul celor trei referințe sinusoidale prezentate în ec. (10.2) - (10.4), valoarea maximă a lui M este 1, iar valorile mai mari conduc la supra-modulare, care la rândul său duce la armonici de tensiune de joasă frecvență și este considerată nedorită. Pentru SPWM cu trei referințe de tensiune defazate, așa cum se arată în ecuații. (10.2) - (10.4), a treia injecție de armonii de următoarea formă este un exemplu clasic de injecție ZSS [6]:

Într-un caz mai general, cel mai utilizat ZSS pentru un sistem trifazat cu orice tip de referințe de tensiune este calculat după cum urmează [7]:

FIG. 10.12 arată referințele de tensiune modificate în cazul SPWM utilizând metoda de generare ZSS a ecuației. (10.6). În acest caz, indicele de modulație poate fi crescut în continuare fără a rezulta o supra-modulare. Se poate arăta că indicele maxim de modulație poate fi mărit în acest mod la [1]

FIG. 10.12. (A) Tensiuni de referință sinusoidale, (B) semnal de secvență zero și (C) tensiuni de referință modificate cu magnitudini mai mici.

Prin urmare, cu aceeași tensiune DC-link, pot fi construite tensiuni de ieșire sinusoidale mai mari și, prin urmare, utilizarea DC-link poate fi îmbunătățită.

Analiza circuitului liniar

1.9.1 Tensiuni și curenți sinusoidali

Formele standard de scriere a tensiunilor și curenților sinusoidali sunt:

Vm și Im sunt valorile maxime ale tensiunii și curentului, ω este frecvența semnalului în radiani/secundă, iar a și β sunt numite unghiurile de fază ale tensiunii și respectiv curentului. Vm, Im și ω sunt valori reale pozitive, în timp ce α și β sunt reale și pot fi pozitive sau negative. Dacă α este mai mare decât β, se spune că tensiunea conduce curentul sau curentul să întârzie tensiunea. Dacă α este mai mic decât β, se spune că tensiunea este întârziată sau curentul care conduce tensiunea. Dacă α este egal cu β, tensiunea și curentul sunt în fază.

Curent alternativ

Inductori și unde sinusoidale

La fel ca condensatoarele, tensiunea sinusoidală și curentul printr-un inductor sunt proporționale la orice frecvență dată. Raportul este din nou cunoscut sub numele de reactanța inductorului și iată din nou legea lui Ohm:

cu xL ca reactanță inductivă, tensiune VL pe inductor și curent IL prin el. Din nou, putem folosi amplitudini pk, pk - pk sau RMS, dar trebuie să fie consecvente. Pentru o tensiune inductivă conduce curentul cu 90 °, deci considerăm că reactanța are un unghi de fază de 90 °. Reactanța inductivă poate fi calculată folosind expresia:

unde L este inductanța în henry și f este frecvența în hertz. Din aceasta, reactanța inductivă crește proporțional cu frecvența.

(Din nou, vedem condensatori și inductori care fac lucruri complementare frumoase unul cu celălalt, în timp ce rezistențele formează un „fundal neutru” frumos pe care să le vedem pe toate.)

Circuite rezistive

Relația dintre valori de vârf, vârf-la-vârf și valori RMS

Amintiți-vă că amplitudinea unei tensiuni sinusoidale poate fi specificată în trei moduri: vârf, vârf-la-vârf și rms. Forma de undă de tensiune din exemplul anterior are o amplitudine de vârf de 10 volți, așa cum se arată în Figura 5.10. Astfel, are o amplitudine de vârf la vârf de 20 de volți.

Figura 5.10. Forma de undă de tensiune pentru un exemplu de circuit

Are, de asemenea, o amplitudine RMS de

Astfel, tensiunea sa RMS este de 7,07 volți.

---