Синусоїдальна напруга - огляд тем ScienceDirect

Пов’язані терміни:

  • Енергетична інженерія
  • Напівпровідник
  • Підсилювач
  • Резистори
  • Імпеданс
  • Осцилятори
  • Транзистори
  • Амплітуди
  • Трансформатори

Завантажити у форматі PDF

синусоїдальна

Про цю сторінку

Теорія однофазного змінного струму

4.10 Енергія, що зберігається в змінному магнітному полі

Коли миттєве значення синусоїдальної напруги ν подається до чистої індуктивності L, синусоїдальний струм i відстає від напруги на 90 °. Потужність у будь-який момент, p = vi. Протягом першої чверті циклу енергія береться з запасу і зберігається в магнітному полі. Протягом наступної чверті циклу, коли магнітне поле руйнується, ця енергія повертається в запас.

Тепер необхідно знайти кількість енергії, що зберігається в магнітному полі протягом першої чверті циклу.

Коли потужність миттєво досягає максимального значення, напруга та сила струму мають миттєві значення V m/2 та I m/2 .

де L - індуктивність в Генрі, а IM - максимальне значення струму в амперах.

Змінні струми та напруги

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

Коли до чисто резистивної схеми опору R подається синусоїдальна напруга, форми сигналу напруги та струму знаходяться у фазі та I = V R (точно так само, як і в ланцюзі постійного струму). V і я - r.m.s. значення.

Для змінного струму резистивний контур, потужність P = V I = I 2 R = V 2 R Вт (точно так само, як і в ланцюзі постійного струму). V і я - r.m.s. значення.

Називається процес отримання односпрямованих струмів і напруг від змінних струмів і напруг випрямлення. Автоматичне перемикання в ланцюгах здійснюється пристроями, які називаються діодами (див. Стор. 130).

Використання одного діода, як показано на малюнку 12.9, напівхвильове випрямлення отримується. Коли Р достатньо позитивний щодо Q, вмикається діод D і струм i тече.

Електронні перетворювачі живлення в додатках Microgrid

М. Шахбазі, А. Хорсанді, у Microgrid, 2017

4.3 Ін’єкція нульової послідовності

Використання трьох опор синусоїдальної напруги в ШІМ призведе до синусоїдальної напруги фази та лінії (після фільтрації гармонік вищого порядку). Однак до цих опорних значень можна додати сигнал нульової послідовності (ZSS) для формування нових сигналів модуляції. Додавання одного і того ж ZSS до всіх трьох опорних напруг не змінює вихідних міжлінійних та фазних напруг; тому він використовується як ступінь свободи для зменшення струмів струму або поліпшення використання шини постійного струму. У разі трьох синусоїдальних посилань, показаних у рівняннях. (10.2) - (10.4), максимальне значення M дорівнює 1, а більш високі значення призводять до перемодуляції, що в свою чергу призводить до низькочастотних гармонік напруги і вважається небажаним. Для ШІМ з трьома опорами напруги з фазовим зсувом, як показано в рівняннях. (10.2) - (10.4), введення третьої гармоніки наступної форми є класичним прикладом впорскування ZSS [6]:

У більш загальному випадку найбільш широко використовуваний ZSS для трифазної системи з будь-яким типом опорної напруги обчислюється наступним чином [7]:

На рис. 10.12 показані модифіковані посилання на напругу у випадку ШІМ із використанням методу генерації ZSS рівняння. (10.6). У цьому випадку показник модуляції може бути додатково збільшений без результату перемодуляції. Можна показати, що максимальний показник модуляції можна збільшити таким чином до [1]

Рис. 10.12. (A) синусоїдальні опорні напруги, (B) сигнал нульової послідовності та (C) модифіковані опорні напруги з меншими величинами.

Тому при однаковій напрузі на ланцюзі постійного струму можна побудувати більші вихідні синусоїдальні напруги, а отже, покращити використання ланки постійного струму.

Аналіз лінійних схем

1.9.1 Синусоїдальні напруги та струми

Стандартними формами запису синусоїдальних напруг і струмів є:

Vm та Im - максимальні значення напруги та струму, ω - частота сигналу в радіанах/секунду, а a і β називаються фазовими кутами напруги та струму відповідно. Vm, Im та ω є додатними дійсними значеннями, тоді як α і β є дійсними і можуть бути позитивними чи негативними. Якщо α більше, ніж β, кажуть, що напруга веде струм, або струм відстає від напруги. Якщо α менше β, напруга, як кажуть, відстає від струму, або струм, який веде напругу. Якщо α дорівнює β, напруга та струм знаходяться у фазі.

Змінний струм

Індуктори та синусоїди

Як і конденсатори, синусоїдальна напруга та струм через індуктор пропорційні на будь-якій заданій частоті. Співвідношення знову відоме як опір індуктивності, і ось закон Ома знову:

з xL як індуктивний опір, напруга VL на індукторі та струм IL через нього. Знову ж таки, ми можемо використовувати pk, pk – pk або середньоквадратичну амплітуду, але повинні бути узгодженими. Для індуктивності напруга підводить струм на 90 °, тому ми вважаємо, що опір має фазовий кут 90 °. Індуктивний опір можна розрахувати, використовуючи вираз:

де L - індуктивність в Генрі, а f - частота в герцах. Від цього індуктивний опір зростає пропорційно з частотою.

(Знову ми бачимо конденсатори та котушки індуктивності, які роблять приємні взаємодоповнюючі речі, тоді як резистори формують приємний «нейтральний фон», на якому це все можна розглядати.)

Резистивні схеми

Взаємозв'язок значень піку, піку до піку та середньоквадратичної вартості

Нагадаємо, що амплітуду синусоїдальної напруги можна задати трьома способами: пік, пік до піку та середньоквадратичне значення. Форма сигналу напруги у попередньому прикладі має пікову амплітуду 10 вольт, як показано на малюнку 5.10. Таким чином, він має амплітуду від піку до піку 20 вольт.

Малюнок 5.10. Форма сигналу напруги для прикладу ланцюга

Він також має середньоквадратичну амплітуду

Таким чином, його середньоквадратична напруга становить 7,07 вольт.