Projetos de circuito eletrônicoInversoresComo calcular a forma de onda senoidal modificada

Relacionados

Relacionados

Como calcular a forma de onda senoidal modificada

Tenho certeza de que você deve ter se perguntado com frequência como realizar a maneira correta de otimizar e calcular uma onda quadrada modificada de modo que produzisse uma replicação quase idêntica de uma onda senoidal quando usada em uma aplicação de inversor.

Os cálculos discutidos neste artigo irão ajudá-lo a aprender a técnica através da qual um circuito de onda quadrada modificado pode ser transformado em equivalente de onda senoidal. Vamos aprender os procedimentos.

O primeiro critério para conseguir isso é combinar o valor RMS do quadrado modificado com a contraparte da onda senoidal de forma que o resultado replique a forma de onda senoidal o mais próximo possível.

O que é RMS (Root Mean Square)

Sabemos que o RMS da nossa tensão de forma de onda senoidal CA doméstica é determinado resolvendo a seguinte relação:

Vpico = √2 Vrms

Onde Vpico é o limite máximo ou o limite de pico do ciclo da forma de onda senoidal, enquanto a magnitude média de cada ciclo da forma de onda é mostrada como Vrms

O √2 na fórmula nos ajuda a encontrar o valor médio ou o valor líquido de um ciclo CA que muda sua tensão exponencialmente com o tempo. Como o valor da tensão senoidal varia com o tempo e é uma função do tempo, ele não pode ser calculado empregando a fórmula média básica, em vez disso, dependemos da fórmula acima.

Alternativamente, AC RMS pode ser entendido como um equivalente ao valor de uma corrente contínua (DC) que produz uma dissipação de potência média idêntica quando conectada através de uma carga resistiva.

OK, agora sabemos a fórmula para calcular o RMS de um ciclo de onda senoidal com referência ao seu valor de tensão de pico.

Isso também pode ser aplicado para avaliar o pico e o RMS para nossa casa 50 Hz AC. Ao resolver isso, obtemos o RMS como 220V e o pico como 310V para todos os sistemas de alimentação AC baseados em 220V.

Calculando RMS e Pico de Onda Quadrada Modificada

Agora vamos ver como essa relação pode ser aplicada em inversores de onda quadrada modificados para configurar os ciclos de forma de onda corretos para um sistema de 220V, o que corresponderia a um equivalente senoidal de 220V AC.

Já sabemos que o AC RMS é equivalente à potência média de uma forma de onda DC. O que nos dá esta expressão simples:

Vpico = Vrms

Mas também queremos que o pico da onda quadrada esteja em 310V, então parece que a equação acima não será válida e não pode ser usada para esse propósito.

O critério é ter um pico de 310V, bem como um RMS ou valor médio de 220V para cada ciclo de onda quadrada.

Para resolver isso corretamente, contamos com a ajuda do tempo ON/OFF das ondas quadradas, ou a porcentagem do ciclo de trabalho conforme explicado abaixo:

Cada meio ciclo de uma forma de onda CA de 50 Hz tem uma duração de 10 milissegundos (ms).

Um ciclo de meia onda modificado em sua forma mais grosseira deve se parecer com a imagem a seguir:

COMO CALCULAR RMS E PICO DE ONDA QUADRADA MODIFICADA

Podemos ver que cada ciclo começa com um intervalo zero ou em branco, depois dispara até um pulso de pico de 310V e termina novamente com um intervalo de 0V, o processo se repete para outro meio ciclo.

Para atingir os 220V RMS necessários, temos que calcular e otimizar as seções de pico e zero ou os períodos ON/OFF do ciclo de modo que o valor médio produza os 220V necessários.

A linha cinza representa o período de 50% do ciclo, que é de 10 ms.

Agora precisamos descobrir as proporções do tempo ON/OFF que produzirá uma média de 220V. Fazemos desta forma:

220 / 310 x 100 = 71% aproximadamente

Isso mostra que o pico de 310V no ciclo modificado acima deve ocupar 71% do período de 10 ms, enquanto os dois intervalos zero devem ser 29% combinados, ou 14,5% cada.

Portanto, em uma duração de 10 ms, a primeira seção zero deve ser de 1,4 ms, seguida do pico de 310 V por 7 ms e, finalmente, o último intervalo zero de mais 1,4 ms.

Uma vez que isso seja feito, podemos esperar que a saída do inversor produza uma replicação razoavelmente boa de uma forma de onda senoidal.

CÁLCULOS AC MODIFICADOS

Apesar de tudo isso, você pode descobrir que a saída não é exatamente uma replicação ideal da onda senoidal, porque a onda quadrada modificada discutida está em sua forma mais básica ou do tipo bruto. Se quisermos que a saída corresponda à onda senoidal com precisão máxima, temos que optar por uma abordagem SPWM.

Espero que a discussão acima possa ter esclarecido você sobre como calcular e otimizar um quadrado modificado para replicar a saída de onda senoidal.

Para verificação prática, os leitores podem tentar aplicar a técnica acima neste circuito inversor simples modificado.

Aqui está outro exemplo clássico de uma forma de onda modificada otimizada para obter uma boa onda senoidal no secundário do transformador.

Hashtags: #Como #calcular #forma #onda #senoidal #modificada
 

FONTE


Nota: Este conteúdo foi traduzido do Inglês para português (auto)
Pode conter erros de tradução

Olá, se tiver algum erro de tradução (AUTO), falta de link para download etc…
Veja na FONTE até ser revisado o conteúdo.
Status (Ok Até agora)


Se tiver algum erro coloque nos comentários

Mas se gostou compartilhe!!!

Relacionados