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用220V单相电变换为380V 三相交流电的设计构想 点击:3918 | 回复:23



wyb2866255

    
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发表于:2011-03-16 00:17:43
楼主
                                                     



李纯绪

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发表于:2011-03-16 08:44:44
1楼
让功率管工作在正弦波状态,知道多大的发热量吗?工作在放大区是什么结果?

wyb2866255

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发表于:2011-03-16 09:01:19
2楼
请看图,我用的不是放大器,是跟随器,正负电源的电压值等于交流电的峰值。

李纯绪

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发表于:2011-03-16 11:54:02
3楼
管子如果不工作在放大区,能出正弦波吗?如果是开关,输出是方波,可是驱动是正弦波啊!

winter938

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发表于:2011-03-16 13:29:36
4楼
三个相位差120度的信号用数字电路做比这种模拟电路做的稳定可靠得多,几片IC比变压器要便宜吧?至于后面功率放大部分效率是个必须考虑的问题尤其是功率大的时候,以上供参考.

wyb2866255

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发表于:2011-03-16 13:46:15
5楼
跟随器工作原理知道不?跟随器的输出波形与输入相同。为什么输入选用110V的交流电做输入?为什么要用正负二种电源且要求电压值等于110V交流电的峰值?这些措施就是为了尽量减小功率管的功耗。当然即使这样做,其功耗也要比变频器中的输出等幅疏密方波的开关管功耗大。但它是纯正弦波,没有高次谐波分量。一得一失。

wyb2866255

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发表于:2011-03-16 14:15:05
6楼
4楼:请你仔细看看文中所述内容,功率10W的变压器市场有现成的,而且很便宜,组成110V 的3相交流电路只用二个小变压器与几个电阻电容,成本很低,而且线路简单可靠。你用数字 IC块能构成110V的3相正弦波电路?假设能,得用多少集成块,不仅使线路变的复杂,成本提高,而且增大了设计难度。为什么选用110V3相信号作输入,就是不用功率管做放大器,而是做跟随器,至于功率管功耗我在5楼作了解释,你可看看。

winter938

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发表于:2011-03-16 14:29:46
7楼
相信楼上对这个论题研究了很多,我认为数字电路产生的信号对称度,稳定度应该比模拟的好,另外你的电路依赖220V交流电源产生信号如果它受谐波干扰会有不利影响.功率放大部分好象相当于射极输出的推挽电路,理论上是不是百分之八十不到吧?

wyb2866255

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发表于:2011-03-16 15:33:41
8楼

用运放器在有正负二个电源下,可以构成纯交流的正弦波振荡器,用数字电路能构成纯交流的正弦波电路?另外二相还得通过RLC移相才能构成相位相差正负120度,一般的数字IC块的电压为18V以下,运放器在正负18V以下,不会形成110V幅度的交流信号,这样就必须采用功率放大器的形式做输出。管子的功耗就更大了。

        

winter938

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发表于:2011-03-16 21:59:55
9楼
可否用单片机D/A输出正弦波?这个的频率,相位应该还可以调节,纯正弦波的获得在非纯阻性负载的情况下感觉这种射极输出好象有问题,理想的正弦电源输出电流和电压相位差应该是多样的,甚至负载倒供电给电源.楼主有条件的话做实验吧,我的理论水平有限以上仅供你参考.

wyb2866255

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发表于:2011-03-17 00:21:06
10楼

     1、“可否用单片机D/A输出正弦波?”  可以,但这种正弦波不是纯正弦,因为它是通过模数转换电路转换成的,是锯齿似的正弦波,也含有高次谐波。

     2、“,纯正弦波的获得在非纯阻性负载的情况下感觉这种射极输出好象有问题,。。。”  谢谢你的参与与建议,我退休多年,虽然仍被聘用,但不坐班,没有试验条件,只能做点理论性的探讨,但我个人认为用跟随器接变压器初级做负载应该是没有问题的,希望有条件感兴趣的个人或厂家做做这方面的试验,也可与我联系。

    3、这种电源不可能做太大的功率输出,因为220V的单相电是从380V三相电的电源取出的,如功率太大会使电网不平衡,供电部门是不容许的,一般用在没有三相动力电只有单相电的地方(如农村小工厂等)使用,功率不会太大。

李纯绪

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发表于:2011-03-17 10:47:17
11楼

算算乘法吧。假设输出的是220V正弦交流电压,你的直流母线电压是DC300V(AC220V的峰值),此时控制端输入信号到正弦波的45°时,此时负载电流是10A,sin45°=0.707,也就是说此时正弦波的瞬时电压是220V。

(300-220)*10=800(W)这就是在那个瞬间管子要消耗的功率。

想法挺好,可这个电路形式正是因为效率低才被开关电路取代的,早期(60年代)逆变器就是这样啊!

wyb2866255

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发表于:2011-03-17 11:29:00
12楼
        11楼:请你看细一点我的原文,供给功率管的电源电压为输入交流电信号峰值,即110*1.41=155V 正负二种电源,不是DC300V,而且每个管子输出为半个周期的正弦波型,管子功耗尽占变压器输出功率的0.21,见下图:
          上图中正弦波形与横轴部分为负载功率,正弦波形与粉色虚线部分为功率管的功耗,跟随器输出效率为0.79,管子的功耗占变压器输出功率的0.21.
          我在10楼说过:“这种电源不可能做太大的功率输出,因为220V的单相电是从380V三相电的电源取出的,如功率太大会使电网不平衡,供电部门是不容许的,一般用在没有三相动力电只有单相电的地方(如农村小工厂等)使用,功率不会太大。 ”就是说,是不得已才使用这种电源。同样的输出功率,用这种电源要比变频器便宜的多,使用要简单得多,因为它不需要调整。

winter938

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发表于:2011-03-17 11:56:41
13楼
引用wyb2866255 的回复内容:

     1、“可否用单片机D/A输出正弦波?”  可以,但这种正弦波不是纯正弦,因为它是通过模数转换电路转换成的,是锯齿似的正弦波,也含有高次谐波。

     2、“,纯正弦波的获得在非纯阻性负载的情况下感觉这种射极输出好象有问题,。。。”  谢谢你的参与与建议,我退休多年,虽然仍被聘用,但不坐班,没有试验条件,只能做点理论性的探讨,但我个人认为用跟随器接变压器初级做负载应该是没有问题的,希望有条件感兴趣的个人或厂家做做这方面的试验,也可与我联系。

    3、这种电源不可能做太大的功率输出,因为220V的单相电是从380V三相电的电源取出的,如功率太大会使电网不平衡,供电部门是不容许的,一般用在没有三相动力电只有单相电的地方(如农村小工厂等)使用,功率不会太大。




1.D/A输出可以做到很高的刷新频率(远高于50HZ,例如5KHZ,简单的滤波就可以滤掉高次谐波),记得自己好象做过类似的三角波输出当时示波器看波形还比较干净.这种做法是调节比较灵活准确.

2.比如说感性负载一个周期中有段时间要向电源输送功率,这种功率放大电路好象不允许逆向输送.这样假想:把你的电路中的输出变压器去掉直接换成RL电路看看会有什么情形.

3.变频器中的PWM波经过电机绕组的滤波可以获得比较近似的正弦电流,它对负载(就是电机)参数是有要求的,放到这儿来输出的负载应该也有个和电路匹配的参数.

wyb2866255

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发表于:2011-03-17 14:39:06
14楼

    13楼:问题提的也不错。我愿意和你探讨:

   1、“D/A输出可以做到很高的刷新频率(远高于50HZ,例如5KHZ,简单的滤波就可以滤掉高次谐波),”如果是这样,用做输入信号,去推动推挽式放大器放大,相对比前者管子的消耗功率要大。这种电路就是在上世纪60~70年代出现过的3相逆变器,因为功耗大,被后来出现的变频器所取代。

    2、感性负载在正常运行状态下,是没有要向电源输送功率的现象,只用在断电处于发电机状态时,才会出现这种现象,这在具体设计电路时应该且必须考虑的问题,即用一电阻与一个开关管串联,再并接在变压器初级线圈上,不工作是处于接通,工作时断开。电机停电,开关立刻闭合,将能量释放消耗掉,即电机制动。我上面画的仅是示意图不是真正的原理图。

    3、变频器中的PWM波经过电机绕组的滤波可以获得比较近似的正弦电流,但杂波太多,即高频谐波干扰太厉害,污染电源。这是大家共知的。

    4、我在13楼说过:“这种电源不可能做太大的功率输出,因为220V的单相电是从380V三相电的电源取出的,如功率太大会使电网不平衡,供电部门是不容许的,一般用在没有三相动力电只有单相电的地方(如农村小工厂等)使用,功率不会太大。”这是不得已而为之的用电手段,他要比同功率变频器便宜得多,而且不用调试,就象使用正常电那样直接使用。

winter938

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发表于:2011-03-17 15:00:34
15楼
楼上你画画感性负载的电压和电流的波形(正弦电源驱动时),可以看到有一段时间电压在正时电流为负此即负载在向电源输送功率,你的功放级好象提供不了能量回送通道.所以我不认为此时还是比较好的正弦电源,也许类似晶闸管交流调压的波形吧

杨小伟

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发表于:2011-03-17 15:06:18
16楼
好像用220V变频器可以输出三相380

winter938

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发表于:2011-03-17 15:15:16
17楼
变频器对电网的谐波干扰我觉得很大的原因是由于三相整流后接滤波电容充电电流的畸变导致的

wyb2866255

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发表于:2011-03-17 15:40:52
18楼
看来你没看懂该电路跟随器的工作原理:加在二个管子的正弦波输入信号,其交流正半周输入时,左侧管子工作,右侧管子截止。此时左管的电流按正弦曲线由小变大,再有大变小,始终是大于或等0的,不可能有负电流出现。见12楼中画的最左侧的“正半周输出波形”图,而此图右侧的“负半周输出波形”图,是输入信号为负半周时,右侧功率管工作,左侧管截止,右侧功率管的电流波形图,右侧是负电源供电,故此时流过线圈的电流方向与左管流向线圈的电流相反,即负电流,整个负半周,电流总是负的,形成负的正弦波波形。切记:二个功率管是正负逻辑的管子一个工作在正电压,另一个工作在伏电压,二者是轮流工作的,二者各输出一个半周期的波形电压,一个正的另一个负的,二者合并构成一个完整的交流电的波形。这和晶闸管交流调压的波形怎么一样呢

winter938

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发表于:2011-03-17 16:09:23
19楼
楼上你小看了负载对电源的影响了,呵呵.......你就接个纯电感做负载看看

winter938

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发表于:2011-03-17 16:15:43
20楼

我有用电脑做示波器的软件可以观察硬件电路中的波形可以给你实验,如果感兴趣我可以告诉你连接地址去下载.

http://www.ad.siemens.com.cn/club/bbs/post.asp?b_id=3&a_id=806692

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