כיצד לחשב צורת גל סינוס שונה

אני בטוח שאולי תהיתם לעיתים קרובות כיצד להשיג את הדרך הנכונה לייעל ולחשב גל מרובע שונה, כך שהוא ייצר כמעט שכפול זהה של גל סינוס בשימוש ביישום מהפך.

החישובים שנדונו במאמר זה יעזרו לך ללמוד את הטכניקה שבאמצעותה ניתן היה להפוך מעגל גלי מרובע שונה לשווה-גל. בואו ללמוד את הנהלים.

הקריטריון הראשון להשיג זאת הוא להתאים את ערך ה- RMS של הריבוע המתוקן למקבוצת הגידים באופן שהתוצאה תשכפל את צורת הגל הסינוסואידית ככל האפשר.

מהו RMS (ריבוע ממוצע שורש)

אנו יודעים כי ה- RMS של מתח צורת הגל הסינוסי של ביתנו נקבע על ידי פתרון הקשר הבא:

ו שִׂיא = √2 V rms

איפה V שִׂיא הוא הגבול המרבי או גבול השיא של מחזור צורת הגל הסינוסי, ואילו הגודל הממוצע של כל מחזור של צורת הגל מוצג כ- V rms

ה √2 בנוסחה עוזר לנו למצוא את ערך ממוצע או הערך הנקי של מחזור AC המשנה את מתחו באופן אקספוננציאלי עם הזמן. מכיוון שערך המתח הסינוסי משתנה עם הזמן והוא פונקציה של זמן, לא ניתן לחשב אותו על ידי שימוש בנוסחה הממוצעת הבסיסית, במקום זאת אנו תלויים בנוסחה שלעיל.

לחלופין, ניתן להבין את AC RMS כשווה ערך לערך של זרם ישר (DC) המייצר פיזור הספק ממוצע זהה כאשר הוא מחובר על פני עומס התנגדות.

בסדר, אז עכשיו אנו יודעים את הנוסחה לחישוב ה- RMS של מחזור גלי סינוס בהתייחס לערך מתח השיא שלו.

זה יכול להיות מיושם להערכת השיא וה- RMS גם לבית שלנו 50 הרץ. על ידי פתרון זה אנו מקבלים את ה- RMS כ -220 וולט ושיאו כ -310 וולט עבור כל מערכות ה- AC החשמליות מבוססות 220V.

חישוב RMS ושיא לשינוי גל מרובע

עכשיו בואו נראה כיצד ניתן ליישם קשר זה בממירי גל מרובעים שונה לצורך הגדרת מחזורי צורת הגל הנכונים עבור מערכת 220 וולט, אשר יתאימו למקבילה סינוסואלית של 220 וולט.

אנו כבר יודעים ש- AC RMS שווה ערך להספק הממוצע של צורת גל DC. מה שנותן לנו את הביטוי הפשוט הזה:

ו שִׂיא = V. rms

אך אנו רוצים גם ששיא הגל המרובע יהיה ב -310 וולט, כך שנראה שהמשוואה לעיל לא תחזיק מעמד ולא תוכל להשתמש בו למטרה.

הקריטריונים הם בעלי שיא של 310 וולט וכן ערך RMS או ערך ממוצע של 220 וולט לכל מחזור גל מרובע.

כדי לפתור זאת בצורה נכונה אנו נעזרים בזמן ההפעלה / כיבוי של הגלים המרובעים, או באחוזי מחזור החובה כמוסבר להלן:

לכל חצי מחזור של צורת גל AC 50 הרץ משך הזמן הוא 10 אלפיות השנייה.

מחזור חצי גל שונה בצורתו הגסה ביותר חייב להיראות כפי שמוצג בתמונה הבאה:

אנו יכולים לראות שכל מחזור מתחיל בפער אפס או ריק, ואז יורה עד לדופק שיא של 310 וולט ושוב מסתיים בפער של 0 וולט, ואז התהליך חוזר על עצמו במחצית מחזור אחרת.

על מנת להשיג את RMS ה -220 וולט הנדרש עלינו לחשב ולייעל את חלקי השיא והפער האפסיים או את תקופות הפעלה / כיבוי של המחזור כך שהערך הממוצע מייצר את 220V הנדרש.

הקו האפור מייצג את תקופת המחזור של 50%, שהיא 10 אלפיות השנייה.

כעת עלינו לברר את הפרופורציות של זמן ON / OFF אשר יפיקו 220V בממוצע. אנו עושים זאת בדרך זו:

220/310 x 100 = 71% בקירוב

זה מראה כי שיא 310V במחזור המתוקן לעיל אמור לתפוס 71% מהתקופה של 10 אלפיות השנייה, בעוד ששני הפערים האפסיים צריכים להיות 29% יחד, או 14.5% כל אחד.

לכן באורך של 10 ms, החלק האפס הראשון צריך להיות 1.4 ms, ואחריו השיא של 310 V למשך 7 ms, ולבסוף פער האפס האחרון של 1.4 ms נוסף.

לאחר שהושג זה אנו יכולים לצפות שהפלט מהמהפך יפיק שכפול טוב למדי של צורת גל סינוס.

למרות כל אלה אתה עלול לגלות שהפלט אינו שכפול אידיאלי של גל הסינוס, מכיוון שהגל המרובע המתוקן הנדון הוא בצורתו הבסיסית ביותר או בסוג גס. אם אנו רוצים שהפלט יתאים לגל הסינוס בדיוק מירבי, אז עלינו ללכת על גישת SPWM .

אני מקווה שהדיון לעיל יכול היה להאיר אותך בנוגע לאופן החישוב ולביצוע אופטימיזציה של ריבוע שונה לצורך שכפול תפוק גלים.

לצורך אימות מעשי, הקוראים יכולים לנסות ליישם את הטכניקה הנ'ל מעגל מהפך מהונדס פשוט.

הנה עוד אחד דוגמה קלאסית לצורת גל שונה אופטימיזציה לקבלת גל סינוס טוב בצד השני של השנאי.