الکترونیک صنعتی
Download
1 / 70

Slide 1 - PowerPoint PPT Presentation


  • 175 Views
  • Uploaded on

الکترونیک صنعتی. یکسو کننده ها. مدارهاي ديودي و يكسو كننده ها. ديودهاي با بار RC و RL در شكل1-2 يك مدار ديودي با بار RC نشان داده شده است . هنگامي كه كليد S1 در لحظه t=0 بسته مي شود ، با شرط اوليه vc(t=0)=0 ، جريان شارژي i بدست می آید : . ولتاژ خازن vc برابر خواهد بود با:

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Slide 1' - dingbang


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
الکترونیک صنعتی

یکسو کننده ها


مدارهاي ديودي و يكسو كننده ها

ديودهاي با بار RC و RL

در شكل1-2 يك مدار ديودي با بار RC نشان داده شده است . هنگامي كه كليد S1 در لحظه t=0 بسته مي شود ، با شرط اوليه vc(t=0)=0 ، جريان شارژي i بدست می آید :


  • ولتاژ خازن vc برابر خواهد بود با:

  • كهT=RC ثابت زمانی بار RCاست . نسبت تغييراتولتاژ خازن برابر است با:

و نسبت اوليه تغييرات ولتاژ خازن ( در t=0 ) از رابطه زیر بدست مي آيد :


  • يك مدار ديودي با بار RL در شکل 3-2 الف نشان داده شده است . هنگامي كه كليد S1 در t=0 بسته مي شود ، جریان عبوری از سلف، I افزایش و به صورت زير بیان مي شود:

  • با شرط اوليهi(t=0)=0، جواب رابطه قبل به صورت زير خواهد بود.



  • مثال 1:

  • در مدار ديودي شكلa 3-2 است . ولتاژ اوليه خازن است . اگر كليد s1 درt=0 بسته شود ، الف ) جريان ماكزيمم ديود ، ب) انرژي تلف شده در مقاومت R ولتاژ

  • حل : شكل موجها در شكل b 3-2 نشان داده شده اند .

  • الف ) اگر در رابطه 3-2 ، Vs=V0 قرار داده شود ، Ip ، جريان ماكزيمم ديود برابر خواهد بود با:

  • I=Vo/R=220/44=5A


ب) انرژی تلف شده برابر است با:

W=0.5C x Vo^2=0.5 x 0.1 x 10^-6 x 220^2

W=0.00242J=2.42 mJ


Lc rlc
ديود هاي با بار LC و RLC

  • در شكل 2-4a يك مدار ديودي با بار LC نشان داده شده است وهنگامي كه كليد S1 در لحظه t=0

با احتساب شرایط اولیه داریم:


که w=1/LC^(1/2)و پیک جریان Ipبرابر است با::

نسبت افزایش جریان برابر است با:


ديود های هرز گرد

  • اگر كليد S1 در شکل a4-2 براي زمان t1 بسته شود ، جرياني از بار مي‌گذرد. با باز شدن كليد بايد مسيري براي جريان بار سلفي فراهم گردد . اين عمل به طور معمول با قرار دادن يك ديود Dm به صورتي كه در شكل a4-2 ا نشان داده شده انجام مي گيرد . با اين ديود به اصطلاح ديود هرزگرد مي گويند . طرز كار مدار به دو حالت تقسيم مي شود . حالت اول با بسته شدن كليد در t=0 آغاز و حالت دوم با باز شدن كليد شروع مي شود .



حالت 2 . اين وضعيت با بازشدن كليد آغاز مي گردد و جريان بار وارد ديود هرزگرد مي گردد . با تعريف مبدازماني در آغاز اين حالت ، جريان ديود هرزگرد از رابطه زير محاسبه مي شود .

با احتساب شرط اولیه:


مثال :در مدار زیر اندوکتانس مغناطیسی ترانس N2=100, N1=10, Lm=250uHمیباشد.اندوکتانسهای نشتی و مقاومتهای ترانس قابل صرفنظر است.Vs=220Vو جریان اولیه مدار 0 است.اگر کلید s1 به مدت t1=50us بسته و سپس باز شود a))ولتاژ معکوس دیود(b).d1 پیک جریان اولیه.(c) پیک جریان ثانویه. (d)زمان هدایت (e) .Dانرژی تامین شده.


مدارهای معادل به صورت زیر میباشند:

حل مسئله:


يكسو کننده هاي تكفاز نيم موج میباشند

  • يك يكسو كننده مداري است كه عمل تبديل يك سيگنال AC به يك سيگنال يكسويه را انجام مي دهد . ديودهاي به صورت گسترده اي در يكسو كننده ها بكار مي روند . ساده ترين نوع يكسو كننده ها ، يكسو كننده تكفاز نيم موج است كه به طور معمول در كاربردهاي صنعتي بكار گرفته نمي شود ، اما براي فهم اصول طرز كار مدارهاي يكسو كننده بسيار مفيد است .



  • پارامتر هاي كارايي میباشند :

  • مقدار متوسط ولتاژ خروجي ( بار ) ، Vdc

  • مقدار متوسط جريان خروجي ( بار ) ، Idc

  • توان dc خروجي ،

  • مقدار موثر ولتاژ خروجي ، Vrms

  • توان ac خروجي


  • بازده ( يا نسبت يكسو سازي ) يك يكسو كننده كه مقايسه يكسو كننده ها را امكان پذير مي سازد به صورت زير تعريف شده است :

  • ولتاژ خروجي را مي توان تركيبي از دو مولفه در نظر گرفت : 1‌) مقدار dc و 2 ) مولفه ac‌ يا ريپل مقدار موثر مولفه ac ولتاژ خروجي برابر است با :


  • ضريب شكل ، كه نمايانگر شكل ولتاژ شكل ولتاژ خروجي است مطابق زير تعريف شده است .

  • ضريب ريپل ، كه نمايانگر مقدار ريپل است برابر است با :

  • با جايگزيني رابطه 2-45در رابطه2-47 مي توان ضريب ريپل را به صورت زير بيان كرد :


ضریب کارکرد ترانسفورماتور: شكل ولتاژ خروجي است مطابق زير تعريف شده است .

ضریب تغعیر مکان:


نكات مهم : شكل ولتاژ خروجي است مطابق زير تعريف شده است .

  • ضريب هارموني HF بيانگر اعوجاج يك شكل موج است و از آن با نام اعوجاج هارموني كل (THD)نيز یاد مي شود .

  • اگر جريان ورودی Is سینوسی خالص باشد ، Is1=Is و ضريب توان PF برابر ضريب تغيير مكان DF خواهد بود . زاويه تغيير مكان براي يك بار RL‌ با زاويه امپدانس برابر خواهد بود .

  • ضريب تغيير مكان DF اغلب با نام ضريب مكان توان (DPF) ذكر ميشود.


  • مثال: شكل ولتاژ خروجي است مطابق زير تعريف شده است .

  • یکسوکننده شکل 2-12دارای یک بار مقاومتی Rاست.(a) بازده.((bضریب شکل.(c)ضریب ریپل. (d) ضریب استفاده ترانسفورماتور. (e) پیک ولتاژ معکوس CF (f) .d1 جریان ورودی.


حل مسئله: شكل ولتاژ خروجي است مطابق زير تعريف شده است .


  • مثال: شكل ولتاژ خروجي است مطابق زير تعريف شده است .

  • ولتاژ باتري در شكل 3-17 الف برابر است با E=12V و ظرفيت آن 100 W-h است . جريان شارژ كننده متوسط بايد برابر Idc = 5 A . ولتاژ ورودي اوليه Vp=120V , 60 Hz و نسبت سيم پيچهاي ترانسفورماتور n=2:1 است . محاسبه كنيد الف ) زاويه هدايت ديود ب ) مقاومت محدود كننده جريان R ج ) حد توان PR براي مقاومت R‌ د ) زمان شارژ h بر حسب ساعت هـ ) بازده يكسو كننده و) پيك ولتاژ معكوس ديود PIV .

  • حل : Vm=2Vs=2x60=84.85 V,E=12 V , Vs=Vp/n=120/2=60 V

  • الف) از رابطه 3-58 داريم : 0.1419 red يا و زاويه هدايت برابر با


  • مثال : شكل ولتاژ خروجي است مطابق زير تعريف شده است .

  • يكسو كننده نيم موج تكفاز شكل 3-14 الف به يك منبع 60 Hz و Vs =120 V متصل است . سري فوريه ولتاژ خروجي لحظه اي VL(t) را بدست آوريد .


يكسو كننده هاي تمام موج تكفاز شكل ولتاژ خروجي است مطابق زير تعريف شده است .

  • يك مدار يكسو كننده تمام موج با يك ترانسفورماتور سر وسط دار در شكل 2-14a نشان داده شده است . هر نيمه ترانسفور ماتور به همراه ديودش ، شمابه يكسو كننده نيم موج عمل مي كند .


يكسو كننده ي پل تمام موج شكل ولتاژ خروجي است مطابق زير تعريف شده است .


مثال: شكل ولتاژ خروجي است مطابق زير تعريف شده است .

اگر يكسو كننده نشان داده شده در شكل 2-14a يك بار متفاوتي خالص R داشتهباشد ، الف ) بازده ، ب ) ضريب شكل ، ج ) ضريب ريپل ، د ) ضريب كاركرد ترانسفورماتور ، و ) پيك ولتاژ معكوس ديود (PIV ) D1 ، ز) مقدار CF جريان ورودي را بدست آوريد .

حل مسئله:



  • مثال: یک یکسو کننده ی پل تکفاز که ولتاژخروجی یکسوکننده به یک بار به شدت سلفی مثل یک موتور dc وصل میباشد در شکل 2-16نشان داده شده است.نسبت دور های ترانس برابر واحد می باشند. (a)ضریب هارمونی جریان ورودی HF. (b)ضریب توان ورودی یکسو کننده را بیابید.


حل مسئله: ولتاژخروجی یکسوکننده


یکسوکننده های پل سه فاز: ولتاژخروجی یکسوکننده



مثال: نشان داده شده اند

ایک يكسو كننده پل سه فاز يك بار مقاومتي خالص دارد. بدست آوريد: ، الف ) بازده ، ب ) ضريب شكل ، ج ) ضريب ريپل ، د ) ضريب كاركرد ترانسفورماتور ، و ) پيك ولتاژ معكوس ديودها (PIV ) (و) پیک جریان دیودها.

Idc=60A, Vdc=280.7 f=60Hz


طراحی مدار یکسوکننده نشان داده شده اند


  • جریان یک دیود در شکل نشان داده شده اند2-23 نشان داده شده است.تعیین کنید:aجریان موثرb جریان متوسط دیود را اگر:

  • t1=100us, t2=350us, t3=500us, f=250HZ,. Ia=150A, Im=450A, fs=5kHz,

  • می باشد.


حل مسئله: نشان داده شده اند


اصول كار مبدل كنترل فاز نشان داده شده اند

  • مدار شكل 4-1a را با بار مقاومتي در نظر بگيريد . در طول نيم سيكل مثبت ولتاژ ورودي ولتاژ آند تريستور نسبت به كاتد آن مثبت مي باشد و تريستور باياس مستقيم شده است . وقتي كه تريستور T1 در آتش مي شود ، شروع به هدايت كرده و ولتاژ ورودي دو سر بار ظاهر مي شود . وقتي كه در ولتاژ ورودی شروع به منفي شدن مي كند ،اند تريستور نسبت به كاتد آن منفي گشته و گفته مي شود كه T1 باياس معكوس شده است و خاموش مي شود .


از زماني كه ولتاژ ورودي شروع به مثبت شدن مي كند تا لحظه آتش شدن تريستور در را زاوهي آتش يا تاخير مي نامند.


  • مثال: مثبت شدن مي كند تا لحظه آتش شدن تريستور در را زاوهي آتش يا تاخير مي نامند.

  • اگر مبدل شكل 5-1 الف داراي بار فقط مقاومتي R باشد و زاويه تاخير باشد ، الف بازده يكسو سازي ، ب ) ضريب شكل FF ، ج ) ضريب ريپل RF ، د ) ضريب بهرهوري ترانسفورماتور TUF و هـ) ولتاژ معكوس پيك PIVتريستور T1 را تعيين كنيد .

  • حل : زاويه تاخير 90 است.

Vdc=0.1592Vm و Idc=0.1592VmR بدست مي آيد . Vn=0.5pu . وداريم : Vrms=0.1592Vm و Irms=0.1592Vm/R


مبدل هاي نيمه تكفاز مثبت شدن مي كند تا لحظه آتش شدن تريستور در را زاوهي آتش يا تاخير مي نامند.


مبدل هاي نيمه تكفاز مثبت شدن مي كند تا لحظه آتش شدن تريستور در را زاوهي آتش يا تاخير مي نامند.

  • جریان بار پيوسته و بدون ريپل فرض مي شود . در طول نيم سيكل مثبت ، تريستور T1 بطور مستقيم با ياس شده و هنگامي كه تريستور T1 در آتش مي شود ، در طول پريود wt=a بار از طريق T1 و D2 به منبع ورودي متصل مي گردد . در طول پريود a<=wt=<180ولتاژ ورودي منفي بوده و ديود هرزگرد Dm به طور مستقيم باياس مي شود . Dm براي تامين پيوستگي جريان در بار سلفي ، هدايت مي كند .


جريان بار از مثبت شدن مي كند تا لحظه آتش شدن تريستور در را زاوهي آتش يا تاخير مي نامند.T1 و D2 و Dm منتقل مي گردد و تريستور T1 و ديود D2 خاموش مي شوند . در طول نيم سيكل منفی ولتاژ ورودی ، تريستور T2 به طور مستقيم باياس شده است و آتش كردن آن در لحظه

باعث باياس معكوس Dm مي گردد . ديود Dm خاموش شده و بار از طريق T2 و D1 به منبع متصل مي شود .


  • مثال: مثبت شدن مي كند تا لحظه آتش شدن تريستور در را زاوهي آتش يا تاخير مي نامند.

  • مبدل نيمه شكل قبل ، به يك منبع Hz 60 V, 120 متصل شده است . جريان بار Ia را مي توان پيوسته و ميزان ريپل آن را ناچيز فرض كرد . نسبت دور ترانسفورماتور برابر واحد مي باشد . الف ) جريان ورودي را با يك سري فوريه بيان كرده و ضريب هارمونيك جريان ورودي HF ، ضريب جابجايي DF و ضريب توان ورودي PF را مشخص كنيد . ب ) در صورتي كه زاويه تاخير برابر باشد ، مقادير Vdc ، Vn ، PF , DF, HF را محاسبه كنيد .

  • حل : الف ) شكل موج جريان ورودي در شكل ج ) نشان داده شده و جريان ورودي لحظا اي را مي توان به صورت سري فوريه زير بيان كرد .


مبدلهای کامل تکفاز مثبت شدن مي كند تا لحظه آتش شدن تريستور در را زاوهي آتش يا تاخير مي نامند.


روابط: مثبت شدن مي كند تا لحظه آتش شدن تريستور در را زاوهي آتش يا تاخير مي نامند.


  • مثال: مثبت شدن مي كند تا لحظه آتش شدن تريستور در را زاوهي آتش يا تاخير مي نامند.

  • مبدل کامل شکل 4-3، به يك منبع Hz 60 V, 120 متصل شده است . جریان بار Ia را مي توان پیوسته و میزان ريپل آن را ناچیز فرض كرد . نسبت دور ترانسفورماتور برابر واحد مي باشد . الف ) جریان ورودی را با يك سري فوریه بيان كرده و ضریب هارمونيك جریان ورودی HF ، ضریب جابجايي DF و ضریب توان ورودی PF را مشخص كنيد . ب ) در صورتی كه زاویه تاخیر برابر باشد ، مقادير Vdc ، Vn ، PF , DF, HF را محاسبه كنيد .


  • جریان ورودی: مثبت شدن مي كند تا لحظه آتش شدن تريستور در را زاوهي آتش يا تاخير مي نامند.


مقدار موثرهارمونیک مثبت شدن مي كند تا لحظه آتش شدن تريستور در را زاوهي آتش يا تاخير مي نامند.nام ورودی:

مقدار موثر جریان ورودی:

ضریب هارمونیک:


ضریب جابجایی: مثبت شدن مي كند تا لحظه آتش شدن تريستور در را زاوهي آتش يا تاخير مي نامند.

  • ضریب توان:

:(ب):


ad