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Onduleur monophasé

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Un onduleur est un appareil électrique qui transforme une entrée vers une sortie d’AC à un voltage sélectionné et de la fréquence, un processus appelé DC à la conversion AC de DC. Par exemple, les onduleurs sont fortement utilisés dans l’interface entre les cellules solaires et le réseau électrique, où le courant continu généré à partir de la cellule solaire doit être converti en AC afin d’être compatible avec la grille. Ils sont également essentiels dans les alimentations qui stockent l’énergie dans une batterie, mais doivent produire 120 volts, 60 hertz d’alimentation pour les ordinateurs. Un onduleur fonctionne par son entrée de C.C dans une série d’impulsions pour créer une onde oscillante à découper. Selon la quantité de filtrage, la sortie peut être une onde carrée, une onde Pseudo sinusoïdale ou une onde sinusoïdale. Cette vidéo va introduire les principes de base d’un convertisseur simple et montrer son fonctionnement dans un circuit simple.

L’entrée de l’onduleur est une tension constante. Un circuit inverseur comprend des interrupteurs électroniques tels que les transistors à effet de champ métal-oxyde, transistors bipolaires à grille isolée ou redresseurs silicium commandé sous le contrôle d’un générateur d’horloge ou la fréquence. Lorsque le signal d’horloge active un interrupteur, l’entrée de C.C est hachée, ou sa polarité est inversée. Ce processus est appelé commutation. Hacher répétée crée une série d’impulsions ou d’ondes carrées. Parce que la période d’horloge détermine la fréquence du pouls, changer la fréquence de contrôle de l’onduleur change la fréquence de sortie en conséquence. Un type de modulation de largeur d’impulsion appelé de commutation produit un flux d’impulsions avec des largeurs variées qui peuvent être filtrés pour se rapprocher d’une onde sinusoïdale. Modulation de largeur d’impulsion est souhaitable car les machines et appareils électriques souvent nécessitent une alimentation à tension variable sinusoïdalement puisse fonctionner correctement. Pour les topologies onduleur nombreux, tels que le pont en H, trois phase et onduleurs multi-niveaux, l’onduleur demi-pont est un bloc de construction fondamental. L’onduleur demi-pont dans ce diagramme simplifié s’applique son alimentation DC V en traversant les deux condensateurs identiques en série, qui agissent comme un diviseur de tension. Parce que les condensateurs ont la même valeur, ils ont la même tension entre les bornes et le nœud entre eux est à V en/2. Ce point est le terrain de l’AC pour la charge. L’onduleur demi-pont utilise deux interrupteurs en série et deux horloges non-cumul ou hors phase pour alternativement connecter le nœud entre eux pour V dans et zéro Volts. Pour éviter un court-circuit du contrôleur de domaine un interrupteur doit s’éteindre avant l’autre, on s’allume. La charge est branchée entre le point entre les deux interrupteurs au point entre les deux condensateurs. Lorsque l’interrupteur A sur et interrupteur B est éteint, la charge est connectée à V dans et a une tension positive de 1/2 V à travers elle, relativement au sol de l’AC. Lorsque l’interrupteur A est éteinte et l’interrupteur B est sur, la charge est connectée à l’absence de toute tension et a une tension négative de 1/2 V à travers elle relativement au sol de l’AC. Comme ce processus de commutation répète la charge a alternativement tension positive et négative à travers elle d’amplitude de 1/2 V en. Dans ce cas simple, le courant alternatif est une onde carrée. Maintenant que les bases d’un onduleur monophasé ont été expliquées, nous allons démontrer l’appareil en construisant un DC à AC onduleur demi-pont avec carré vague de commutation et puis observer son fonctionnement.

Tout d’abord, configurez deux-fonction générateurs pour produire des ondes carrées de 10 kilohertz oscillant entre 0 et 10 Volts avec un cycle de 48 %. Synchroniser les sorties pour être de 180 degrés hors de phase avec l’autre. Chaque générateur de fonctions contrôle indépendamment un des deux champ effet transistor interrupteurs de l’onduleur demi-pont. L’onde carrée tourne le transistor quand la sortie est élevée et il s’éteint lorsque la sortie est faible ou l’absence de toute tension. Parce que le facteur de marche est de 48 %, les 2 % restants de la période est un temps mort entre les États sur des deux transistors. Pendant ce temps, les sorties de deux générateurs de signaux sont faibles, empêchant les transistors de mener simultanément et d’éviter un court circuit de l’alimentation CC. Se connecter à un canal d’un oscilloscope sur la sortie de chaque générateur de fonctions. Ensuite, confirmez que les ondes carrées ont l’amplitude attendue, la fréquence et le duty cycle. Les deux ondes carrées doivent aussi avoir des phases opposées donc est élevée tandis que l’autre est faible. Capturer l’écran de portée pour référence ultérieure. Désactiver les sorties de générateur de fonction, mais laissez les générateurs sur. Enfin, affectez à l’alimentation DC positifs 15 Volts, mais ne pas connecter à n’importe quel circuit, puis éteignez-le.

Construire le circuit onduleur demi-pont et utiliser une résistance 51 ohm pour la résistance de charge, charge R. Avec l’alimentation DC désactivée, reliez sa sortie à l’entrée de l’onduleur VDC. Raccorder une sonde différentielle dans charge R pour mesurer V out, puis une sonde étendue normale entre out élevé, qui est broche sept et la terre. Définissez le champ mise à l’échelle x 10 et la sonde de mise à l’échelle à 20 x. Échelle de toutes les mesures en conséquence. Enregistrer la mise à l’échelle de la sonde et l’oscilloscope afin de tenir compte des facteurs manquants plus tard. Connecter une fonction générateur à haute in, qui est la broche 10 et contrôle la commutation du transistor supérieur. Connecter au sol de l’appareil à la terre commune du circuit. Connecter l’autre fonction générateur à faible teneur en, qui est l’axe de 12 et contrôle la commutation du transistor inférieur. Se connecter au sol l’autre fonction du générateur pour le terrain commun du circuit. Capture les formes d’onde à la sortie haute et c sortir et mesurent la tension de sortie, l’amplitude et la fréquence. Enregistrer les lectures de courant et de tension sur le bloc d’alimentation DC. Répéter les mesures avec une fréquence d’entrée de 5 kilohertz et observer la différence dans la forme d’onde de sortie AC. Enfin, coupez l’alimentation électrique DC et déconnecter les générateurs de fonctions du circuit.

La tension de sortie de cet onduleur demi-pont est une onde carrée avec une amplitude de 1/2 VDC et quelques temps morts provoquant la tension de sortie égale à zéro pour environ 4 % de la période de commutation. Onde carrée onduleurs ont élevé de distorsion harmonique total et sont rarement utilisés dans des applications réelles. Toutefois, ils constituent le fondement de nombreux onduleurs plus avancés de meilleurs programmes, comme la modulation de largeur d’impulsion sinusoïdale de commutation. Ces méthodes plus sophistiquées, non seulement réduisent la distorsion harmonique totale, mais aussi faciliter la configuration de filtrage des harmoniques indésirables dans la tension de sortie AC.

Les onduleurs sont couramment utilisés dans l’interface entre la puissance disponible DC AC applications corporelles et machines. Grands rayons de cellules solaires produisent maintenant pouvoir dans de nombreux domaines et contribuent au réseau électrique local. Cellules solaires produisent courant continu cependant, et onduleurs sont utilisés pour transformer en courant alternatif avec la bonne tension et la fréquence de la grille. Beaucoup de machines utilise le courant alternatif, mais pas à la fréquence fixe 120 volts RMS et 60 hertz de la principale alimentation. La vitesse du rotor d’un moteur à induction, par exemple, dépend de la fréquence du courant qui la stimule. Fréquence variable utilise ca pour la conversion DC à produire de l’énergie interne de DC. Onduleurs utilisent à son tour cette alimentation CC pour générer le courant alternatif avec tension réglable et fréquence, ce qui permet un contrôle de vitesse et le couple du moteur induction.

Vous avez juste regardé introduction de Jove aux onduleurs monophasés. Vous devez maintenant comprendre les rudiments de DC à la conversion AC et comment la fréquence de la sortie CA peut être ajustée en changeant la fréquence de découpage. Merci de regarder.

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