Tecnologia / Guida tecnica
Ondulazione in uscita dal raddrizzatore, numero di impulsi e frequenza
Il raddrizzamento modifica la direzione di una forma d'onda elettrica, ma non produce automaticamente una tensione perfettamente costante. L'uscita può contenere una componente continua media e una variazione periodica. Il numero di impulsi descrive tale andamento periodico per un modello definito della sorgente e del raddrizzatore.
Una tensione positiva può ancora variare significativamente nel tempo.
La ripetizione degli impulsi, la frequenza elettrica del generatore e la frequenza di commutazione sono grandezze diverse.
01 / Valore medio e ondulazione
Scomporre concettualmente un'uscita periodica.
Una tensione rettificata periodica può essere espressa come la sua media più una componente variabile nel tempo, con media pari a zero durante il ciclo scelto.
Una tensione raddrizzata periodica può essere espressa come la sua media più una componente variabile nel tempo con media nulla sul ciclo scelto. La media descrive il livello DC; la componente restante descrive l'ondulazione.
L'ondulazione RMS, l'ondulazione picco-picco e l'ondulazione espressa come percentuale di un riferimento sono misure diverse. Non si può sostituire una misura con un'altra senza conoscere la forma d'onda e la definizione. Una media positiva, da sola, non dice nulla su quanto sia uniforme l'uscita.
02 / Impulsi monofase
Confronta le idealizzazioni a semionda e a onda intera.
Con una sorgente sinusoidale ideale, un raddrizzatore a semionda mantiene una polarità di ciascun ciclo, producendo un impulso di uscita per ogni periodo della sorgente.
Con una sorgente sinusoidale ideale, un raddrizzatore a semionda conserva una polarità di ciascun ciclo, producendo un impulso in uscita per periodo della sorgente. Un ponte raddrizzatore a doppia semionda utilizza entrambe le semionde, producendo due impulsi simili per periodo.
L'introduzione di MathWorks ai raddrizzatori distingue questi schemi di pulsazione. Questo confronto presuppone la sorgente ideale e l'azione di raddrizzamento dichiarate; il livellamento e il carico specifico modificano la tensione o la corrente effettivamente osservata.
03 / Caso a sei impulsi
Mantieni esplicite le condizioni trifase.
Per una sorgente trifase sinusoidale equilibrata e un ponte a diodi ideale senza livellamento né sovrapposizione di commutazione, l'uscita segue la differenza tra il potenziale di fase più alto e quello più basso.
Per una sorgente trifase sinusoidale equilibrata e un ponte a diodi ideale senza livellamento né sovrapposizione di commutazione, l'uscita segue il potenziale di fase più alto meno quello più basso. La coppia selezionata cambia quando le forme d'onda delle fasi si incrociano.
L'andamento ideale dell'uscita si ripete sei volte per ciclo elettrico, quindi la frequenza fondamentale di ripetizione dell'ondulazione è 6fe. In un caso ipotetico con fe = 40 Hz, tale andamento si ripete a 240 Hz. Nessuno dei due valori è una specifica di un generatore o di un raddrizzatore MARSTON.
04 / Tensione e corrente
Evitare di assegnare la stessa forma d'onda a tutte le grandezze.
Il numero di impulsi della tensione di uscita ideale non definisce la corrente assorbita da ogni carico collegato.
Il numero di impulsi della tensione ideale di uscita non definisce la corrente assorbita da ogni carico collegato. Un carico resistivo segue la tensione in modo diverso rispetto a un percorso con un comportamento fortemente induttivo o capacitivo.
L'impedenza della sorgente e la sovrapposizione di commutazione possono anche modificare la forma d'onda ideale. Mantenere separate la tensione della sorgente, la tensione di uscita del raddrizzatore, la corrente di carico e l'eventuale corrente dell'elemento di livellamento; le loro componenti di ripple non hanno necessariamente la stessa ampiezza.
05 / Fisica del livellamento
Collegare la variazione all'energia immagazzinata e alla richiesta del carico.
Un condensatore ideale segue i = C dv/dt.
Un condensatore ideale segue i = C dv/dt. Può scambiare carica durante una forma d'onda periodica e alimentare in parte un carico tra un episodio di carica e l'altro. Ciò modifica la variazione dell'uscita senza rendere il raddrizzatore, per definizione, un alimentatore regolato.
La resistenza effettiva, l'induttanza, la domanda del carico e gli ulteriori stadi di conversione influenzano lo spettro risultante. La variazione della velocità della macchina modifica la temporizzazione dei cicli elettrici, mentre un convertitore a commutazione a valle può aggiungere un'altra famiglia di frequenze. Il guida al condensatore comprende le perdite dovute alle non idealità.
06 / Limite dell'ambito di applicazione
Non dedurre la configurazione hardware da una formula degli impulsi.
La guida all'interfaccia del raddrizzatore distingue gli stadi di un insieme di apparecchiature effettivo.
La pagina guida all'interfaccia del rettificatore distingue gli stadi in un pacchetto reale. Qui le forme d'onda sono casi esplicativi ideali, non una ricostruzione di un circuito fornito.
Questa spiegazione non conferma alcuna topologia del raddrizzatore MARSTON, configurazione delle fasi, percentuale di ondulazione o componente di livellamento. La relazione 6fe si applica al modello equilibrato a sei impulsi qui definito, non a ogni convertitore AC-DC o a ogni registrazione operativa.
Prosegui la verifica con Raddrizzamento a diodi e attivo: dispositivi e ruoli di controllo.
Prosegui la verifica con Corrente di ripple del condensatore DC, ESR e dipendenza dalla frequenza.
Prosegui la verifica con Frequenza di commutazione PWM, portante e fondamentale.
Informazioni generali: MathWorks: schemi di raddrizzamento a semionda, a onda intera e a sei impulsi · MathWorks: modellazione ideale e dinamica di un ponte a diodi trifase. Questi riferimenti spiegano concetti del settore; sono distinti dai documenti MARSTON di prodotto e di progetto applicabili.
Concetti e condizioni fondamentali.
Leggere ogni grandezza insieme al riferimento, alle unità e alle condizioni dichiarate. Una relazione generale non stabilisce un valore specifico di un modello.
| Concetto / grandezza | Significato / relazione | Condizioni / limiti |
|---|---|---|
| Valore medio DC. | Tensione media sul ciclo | Non implica una variazione nulla. |
| Misura dell'ondulazione | RMS, picco-picco o rapporto definito | Richiede la forma d'onda e un riferimento. |
| Numero di impulsi | Ripetizioni per ciclo elettrico della sorgente | Dipende dal modello di raddrizzamento. |
| Ripetizione a sei impulsi. | 6fe in Hz | Condizioni ideali ed equilibrate di un ponte trifase. |
| Forma d'onda del carico | Tensione e corrente separatamente | Varia con l'impedenza e il livellamento. |
Domande ingegneristiche.
Il raddrizzamento rende costante la tensione?
No. L'output rettificato può mantenere variazioni ripetitive.
Il ripple picco-picco è uguale al ripple RMS?
No. Il loro rapporto dipende dalla forma dell'onda.
Ogni raddrizzatore ha sei impulsi?
No. Il numero di impulsi dipende dalla sorgente e dalla topologia.
6fe è sempre l'ondulazione in uscita lato generatore?
Solo nell'ambito del modello ideale equilibrato a sei impulsi dichiarato e della grandezza in esso definita.
Un condensatore fa sì che l'uscita sia regolata?
Non di per sé. L'accumulo di carica e la regolazione sono funzioni diverse.
40 e 240 Hz sono valori del prodotto?
No. Sono un'illustrazione ipotetica della ripetizione degli impulsi.
Richiesta tecnica
Discutere la questione tecnica.
Il raddrizzamento modifica la direzione di una forma d'onda elettrica, ma non produce automaticamente una tensione perfettamente costante. Condividi il modello e le informazioni operative o di progettazione applicabili per una discussione tecnica.