AUTONOMNI IZMJENJIVACI II.

1
AUTONOMNI IZMJENJIVACI II.
Smanjivanje THD-a Metoda uklanjanja harmonika
Metoda poništavanja harmonika Metoda
premještanja harmonika (metoda širinsko-impulsne
modulaci-je, metoda modulacije širine impulsa,
PWM)
2
Metoda uklanjanja harmonika
Ideja je da se odabere takav d da nema nekih
harmonika.
3
? 2?
4
(No Transcript)
5
Amplituda sinusnih clanova iznosi
Amplituda treceg harmonika iznosi
Izborom d može se potpuno otkloniti treci
harmonik. Treci harmonik ne postoji ako je d
30o el.
6
Graficko tumacenje integranda integrala
Pozitivne slabo zatamnjene površine jednke su
negativnim jako zatamnjenim površinama. Zato je
uklonjen treci harmonik iz kvazipravokutnog
valnog oblika.
7
Peti harmonik iznosi
Graficko tumacenje integranda ovog integrala za d
30o el. dobije se polaganjem kvazipravokutnog
valnog oblika bez treceg harmonika na sinusoidu
sin 5?t
180 5 36
Vidi se da integral nije jednak nuli.
8
Uistinu, uklonjeni su svi harmonici reda 3n. Za
taj valni oblik se kaže, u tehnickom žargonu, da
je osloboden od 3n harmonika. To se može dokazati
analizom Fourierovih koeficijenata.
9
Primjer Istodobno uklanjanje treceg i petog
harmonika Ideja u valnom obliku odabrati dva
parametra prvim (d) se uklanja treci harmonik, a
drugim peti (?).
10
Žljebove treba umetnuti tako da ostane uklonjen
treci harmonik. Ocito, središte žljeba treba biti
u 60o i u 120o.
11
Sada treba odabrati takovu širinu žljeba da
nestane peti harmonik
Poluširina žljeba treba biti 6o el. Pozitivni i
negativni mali trokutasti isjecci poništavaju
jedan drugi, a zbroj dviju negativnih površina
osnovice cetvrtine periode (petog harmonika)
poništava jednu pozitivnu površinu osnovice
poluperiode (petog harmonika).
12
Metoda poništavanja harmonika
13
(No Transcript)
14
Primjer Istodobno uklanjanje treceg i
poništavanje petog harmonika
Uzmu se dva izmjenjivaca. Svaki izmjenjivac daje
kvazipravokutni napon koji nema treceg harmonika.
Zato se kombinacijom ova dva kvazipravokutna
napona ne može dobit napon koji sadrži treci
harmonik. No, odgovarajucim faznim pomakom ova
dva kvazipravokutna napona može se dobiti napon
koji ne sadrži peti harmonik.
15
180 5 36 30 36 66
16
Metoda premještanja harmonika MODULACIJA ŠIRINE
IMPULSA (PWM)
17
Prisjetimo se definicije THD
Treba naci Va rms i Vac rms. Racunamo
18
(No Transcript)
19
Dakle, napon dobiven širinsko-impulsnom
mdulacijom i pravokutni valni oblik napona imaju
u osnovi jednak faktor THD. Pa, u cemu je onda
prednost širinsko-impulsnog moduliranog napona?
20
Harmonici PWM valnog oblika imaju mnogo vecu
frekvenciju od onih pravokutnog valnog oblika.
Ako se trošilo napaja preko jednostavnog
induktivnog filtra, za postizanje željenog
faktora THD valnog oblika struje vrijednost
induktiviteta je mnogo manja u pretvaraca s PWM
valnim oblikom izlaznog napona nego u pretvaraca
s pravokutnim valnim oblikom izlaznog napona.
21
- NACELO
22
a) Bipolarna modulacija širine impulsa
23
(No Transcript)
24
Amplitudni indeks modulacije
Frekvencijski indeks modulacije
25
b) Unipolarna modulacija širine impulsa
Napomena Parovi grana A i B upravljaju se
odvojeno, za par grana A upravljacki signal je
VC, dok je za par grana B upravljacki signal -VC
26
(No Transcript)
27
Uocite Došlo je do efektivnog udvostrucavanja
sklopne frekvencije, iako je frekvencija signala
nosioca nepromijenjena u odnosu na bipolarnu
modulaciju.
28
c) Unipolarna modulacija širine impulsa
nesimetricna izvedba
Pretpostavka Sklopke para grana A upravljaju
se visokofrekvencijskim signalom iz komparatora,
dok se sklopke para grana B opravljaju predznakom
(sign) upravljackog signala VC
29
(No Transcript)
30
(No Transcript)
31
Izmjenjivaci spregnuti transformatorom
a) Niskofrekvencijski transformator
32
b) Visokofrekvencijski transformator
33
(No Transcript)
34
modulator
demodulator
35
TROFAZNI IZMJENJIVACI
36
Slika 8.18. b) Trofazno trošilo u Y-spoju. c)
Trofazno trošilo u ?-spoju.
37
Kako odabrati sklopni raspored? Sklopke a1 i a2,
b1 i b2, te c1 i c2 sklapaju u protutaktu.
Nadalje, sklopni trenuci sklopki a1 b1 c1 i
sklopki a2 b2 c2 su pomaknuti za 120o el.
38
Uocite linijski naponi ne sadrže treci harmonik!
39
Primjer 8.5. Trofazni izmjenjivac sa srednjom
tockom u istosmjernom naponskom izvoru
40
Razlika prema mosnom spoju je samo u dostupnoj
srednjoj tocki izvora i srednjoj tocki trošila
(trošilo mora biti u Y-spoju). Svaku fazu napaja
zasebni izmjenjivac u polumosnom spoju. Polumosni
spojevi su nezavisni, pa se faznim naponima može
nezavisno upravljati. Ovdje je uzeto da sklopke
sklapaju u protutaktu i da su zatvorene 180o
el. Postoje i drugi sklopni rasporedi, primjerice
takvi koji daju kvazi-pravokutni fazni
napon. Moguc je samo dvorazinski rad.
41
Zbroj linijskih izlaznih napona i zbroj faznih
izlaznih struja mora biti jednak nuli
(Kirchhoffov zakon napona i struje). Primjerice
za fazne struje
42
zbroj faznih struja može biti jednak nuli samo
onda, ako fazne struje ne sadrže 3n (3, 6, 9, 12,
) harmonike. Iz cinjenice da fazne struje ne
sadrže 3n harmonike slijedi da granske struje
simetricnog ?-trošila trofaznog izmjenjivaca ne
sadrže 3n harmonike.
43
Dakle, niti granske struje
niti fazne struje
ne sadrže 3n harmonike.
44
Da granska struja ne sadrži 3n harmonike može se
pokazati razvojem granske struje u Fourierov red
A Vdc/R
45
Ili ako se izracunaju Fourierovi koeficijenti za
d p/6
Parni 3n harmonici ne postoje.
46
Da fazna struja ne sadrži 3n harmonike može se
pokazati razvojem fazne struje struje u Fourierov
red
Pokažite!
47
TROFAZNI IZMJENJIVAC S PWM UPRAVLJANJEM
48
TROFAZNI IZMJENJIVAC S PWM UPRAVLJANJEM
49
TROFAZNI IZMJENJIVAC S PWM UPRAVLJANJEM
HARMONICI IZLAZNOG LINIJSKOG NAPONA