Komutační úhel a vyšší harmonické u usměrňovačů

Zpráva

#16 Příspěvek od **PavelFF** » 22 led 2015, 22:51

Měl jsem vždy za to, že základní (hlavní či první) musí mít vždy největší amplitudu. Proto je základní. Není možné si volit, která bude hlavní.

#17 Příspěvek od **mtajovsky** » 22 led 2015, 23:22

A proč? Jednotlivé harmonické mají zkrátka každá svou amplitudu, kmitočet a fázi a to nezávisle na sobě. Klidně je možné mít průběh, kde největší amplitudu má až 10. harmonická, vždyť je to jen matika. Říkat, která je základní, hlavní atd. jsou jen nějaké konvence, které na podstatu věci nemají vliv. Podle mě má smysl je jen číslovat podle stoupající frekvence a to stačí.

#18 Příspěvek od **Bernard** » 22 led 2015, 23:28

Není to celkem tak. Pomocí simulátoru se dá udělat "Fourierova syntéza" celkem svobodně, a nějaká výsledná perioda T z toho vznikne. V příloze se skládají harmonické (zobrazeny dvě periody):
0,5 A 1000 Hz
1,0 A 3000 Hz
0,4 A 5000 Hz
0,2 A 7000 Hz

A naopak, analýza té periody by logicky ukázala *druhou harmonickou jako největší. Základní je ta, která má frekvenci 1/T.

*správně třetí, jak postřehl mtajovsky.

#19 Příspěvek od **mtajovsky** » 22 led 2015, 23:48

Bernard píše:A naopak, analýza té periody by logicky ukázala druhou harmonickou jako největší. Základní je ta, která má frekvenci 1/T.

No to si myslím, že ne. Pokud ty vstupy složíte na lineárních prvcích, tak tam nemůže být nic jiného, než co se tam přivedlo, tedy 1., 3., 5. a 7. harmonická. Kde by se ta druhá harmonická vzala? Já na obrázku vidím, že základní perioda je T=1 ms, což odpovídá složce 1/T=1000 Hz, to je OK, ale 2. harmonickou (myšleno 2 kHz) to nevím, kde je to vidět. Fakt tam nevidím nic, co by se po 0,5 ms opakovalo.

Edit: Jiná věc je ovšem, že F. transformace nám nemusí nic říkat o tom, jak je signál složen. Když složíme 1 kHz a 1,5 kHz, tak zpětně transformací to nedostaneme.

#20 Příspěvek od **Bernard** » 22 led 2015, 23:57

Já to nejdřív udělal s 1, 2, 3, 4 kHz a popsal, jen ten průběh byl takový nemastný-neslaný. Tak jsem to předělal na 1, 3, 5, 7 kHz a v textě to opravil nedůsledně.

#21 Příspěvek od **Bernard** » 23 led 2015, 00:13

mtajovsky píše:Edit: Jiná věc je ovšem, že F. transformace nám nemusí nic říkat o tom, jak je signál složen. Když složíme 1 kHz a 1,5 kHz, tak zpětně transformací to nedostaneme.

V tom případě dostaneme základní harmonickou frekvenci 500 Hz, která bude mít amplitudu nulovou, a těch 1 a 1,5 kHz bude 2. a 3. harmonická.

#22 Příspěvek od **PavelFF** » 23 led 2015, 00:30

mtajovsky píše:... Říkat, která je základní, hlavní atd. jsou jen nějaké konvence, které na podstatu věci nemají vliv. ....

Bernard píše:.... Základní je ta, která má frekvenci 1/T....

Názory ještě nejsou úplně harmonické.

I když, pokud by základní harmonická měla mít vždy f=1/T, tak by nikdy nemohl existovat pojem "subharmonické" kmitočty. Nebo jo?

#23 Příspěvek od **mtajovsky** » 23 led 2015, 14:53

Don't worry, be happy ... myslím, že všichni víme o co jde, a tyhle pojmy zase nejsou tak důležité.

rudolf02 · #24 Příspěvek od **rudolf02** » 21 úno 2015, 21:54

No, ve smyslu dotazu je základní harmonická síťový kmitočet.
Vyšší harmonické u trojfázového proudu vzniknou především proto, že dioda nevede po celou dobu půlperiody sinusového signálu (zanedbejme úbytky a další malé vlivy), ale pouze tehdy, když je anoda kladnější než katoda (opět zanedbejme vnitřní náboj diody, vliv CL zátěže atd..). Tedy pouze kratší dobu. (Zde je doba otevření cca 2/3 půlperiody, viz malůvka.)

Harmonické frekvence jsou celočíselným násobkem základní frekvence a zkreslují tvar čisté sinusovky zákl. frekvence. Obdélník má sin průběh základní frekvence a k tomu velké množství (sin) harmonických frekvencí.
Subharmonické frekvence jsou celočíselným podílem základní frekvence a opět deformují průběh.
Pak jsou ještě interharmonické frekvence, jsou neceločíselným násobkem nebo podílem základní frekvence, obvykle za působení dalšího zdroje signálu.

Zpět k můstkovému trojfázovému usměrňovači, viz pomocná malůvka.
uu, uv, uw jsou vstupní napětí,
U5 je výstupní dvojcestně usměrněné napětí

Funkce: Vždy se otevírá dioda, která odpovídá nejvyššímu napětí, současně se otevírá dioda, která odpovídá nejnižšímu napětí.
např. je-li otevřena D1, v první polovině je otevřena D5, v druhé D6
např. je-li otevřena D2, v první polovině je otevřena D6, v druhé D4

Výstupní napětí je cca 2,34 násobek vstupního (efektivního) napětí, dochází k chvilkovým zapojováním jednotlivých větví (uu, uv a uw) přes diody do série.

Pokud perioda T odpovídá 2π, pak čas otevření D1 fázového napětí uu označené to odpovídá úhlu π/6 a čas uzavření D1 (čas komutace) označené tk odpovídá úhlu 5π/6.

Lze-li ztotožnit odlišné názvosloví dle obrázku v zadání, kdy Uu=UR, Uv=US a Uw=UT, pak úhel komutace pro D1 je totožný s vektorem UT-UR.

Snad jsem to nezvoral a navíc pochopil původní dotaz.

#25 Příspěvek od **PavelFF** » 21 úno 2015, 22:41

Prochy píše:...mohl by mi prosím někdo vysvětlit, co znamená u usměrňovačů komutační úhel. ...

Co teda znamená komutační úhel?
Slovy. A jak je konkrétně velký v tomto zapojení?

rudolf02 · #26 Příspěvek od **rudolf02** » 22 úno 2015, 15:11

Přesná definice komutačního úhlu je docela složitá, doporučuji např.
"Výkonová elektronika svazek II, měniče s vější komutací, Prof. Ing. František Vondrášek, CSc, 1994", kapitola 3.3 TAKT A KOMUTACE. Byla a možná ještě je dostupná na netu.
Rozlišuje komutaci polovodičové součástky a komutace větví měniče.

U mého příspěvku vycházím především z přiloženého obrázku zadání (komutace větví měniče), proto komutační úhel na příkladu diody D1 stotožňuji s dobou přechodu proudu z větve D1 na větev D2. A protože dioda D1 je ve větvi fázového napětí U a dioda D2 ve větvi fázového napětí V, považuji to za komutaci větví neřízeného měniče (trojfázového můstkového usměrňovače).

V úhlu 5π/6 fáze U dochází ke komutaci proudu z větve D1 na větev D2. D1 se uzavírá a D2 se otevírá.

Dík za opravy.

#27 Příspěvek od **PavelFF** » 22 úno 2015, 22:15

Zatím jsem z toho nepochopil, je-li v tvém příspěvku odpověď na otázku, jak velký je komutační úhel tohoto konkrétního zapojení nebo není.

Dá se napsat něco jako "komutační úhel je 60 stupňů" nebo to nedává smysl?

#28 Příspěvek od **Bernard** » 22 úno 2015, 22:56

Taky to nechápu. Ve své simulační obsesi jsem udělal obrázek, a zdá se, že když D1 přestává vést, tak D2 už π/3 vede. Třeba by to šlo poznačit do toho obrázku.

rudolf02 · #29 Příspěvek od **rudolf02** » 23 úno 2015, 21:31

Tak už sám tomu nerozumím.
Velice nepřesně.
Dioda D1 je ve větvi U. Otevírá se, když je anoda kladnější než katoda, v čase t0, což je T/12. Převedeno na úhel je to 2π/12, což je π/6, což je 30°.
Uzavírá se, když je anoda zápornější než katoda, v čase tk, což je 5/12 periody T. Převedeno na úhel je to 10π/12, což je 5π/6, což je 150°.
Pro diodu D1 je komutační úhel větve U 150°.
Podobně lze určit komutační úhly dalších měničů jednotlivých větví.

K simulaci od pana Bernarda
Není v obrázku prohozen průběh fází V a W (červený a modrý)? Nebude to tím, že máte fázi V proti U o +120° a ve skutečnosti má být -120°, podobně s fázemi U a W?

Dík za rady

#30 Příspěvek od **Bernard** » 23 úno 2015, 23:20

Tak se omlouvám, místo soustavy pravotočivé jsem udělal levotočivou. V připojeném obrázku je to změněno.

Podle definice, na kterou nás nasměroval mtajovsky:

Kód: Vybrat vše

Komutace větví měniče je elektromagnetický děj v obvodu měniče charakterizovaný přechodem proudu z jedné větve měniče na druhou aniž by byl přerušen proud odtékající z (nebo přitékající do) uzlu obou větví.

to začínám chápat tak, že nejde primárně o nějakou (déle plynoucí) dobu komutace, ale časový okamžik, kdy proud do zátěže třeba místo D1 přebírá dioda D2, přičemž proud odtékající ze zátěže (D6) teče nepřerušeně dál. Těm okamžikům odpovídají příslušné úhly v rámci 360° periody.

Na obrázku jsou přitékající proudy kresleny do plusu, odtékající do mínusu.