Teljesítményelektronika szabályozása. Összeállította dr. Blága Csaba egyetemi docens



Hasonló dokumentumok
Négyszög - Háromszög Oszcillátor Mérése Mérési Útmutató

Elektronika Előadás. Analóg és kapcsoló-üzemű tápegységek

Jelgenerátorok ELEKTRONIKA_2

Érzékelők és beavatkozók

ELEKTROTECHNIKA-ELEKTRONIKA ELEKTROTECHNIKA

Az 555-ös időzítő használata a mikrokontrolleres tervezésben

feszültség konstans áram konstans

Fordulatszám szabályozott egyenáramú szervohajtás vizsgálata

Teljesítmény-erősítők. Elektronika 2.

A 27/2012 (VIII. 27.) NGM rendelet 29/2016 (VIII.26) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

Hálózati egyenirányítók, feszültségsokszorozók Egyenirányító kapcsolások

A 27/2012 (VIII. 27.) NGM rendelet (12/2013 (III.28) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

3. Mérés. Áramkör építési gyakorlat III. Rezgéskeltők II

DC-DC BUCK ÁTALAKÍTÓ STATIKUS ÉS DINAMIKUS TERHELÉSSEL

ÉRZÉKELŐK ÉS BEAVATKOZÓK II. 4. DC MOTOROK VEZÉRLÉS

Elektronika Oszcillátorok

A LED, mint villamos alkatrész

1. Irányítástechnika. Készítette: Fecser Nikolett. 2. Ipari elektronika. Készítette: Horváth Lászó

Az 555-ös időzítő használata a mikrokontrolleres tervezésben

Programozható Vezérlő Rendszerek. Hardver

EGYENÁRAMÚ TÁPEGYSÉGEK

Bevezetés az elektronikába

Egyszabadságfokú mechanikai rendszer irányítása nyílt hurkú vezérlés

PWM elve, mikroszervó motor vezérlése MiniRISC processzoron

Szerelés és üzemeltetés

Teljesítményerősítők ELEKTRONIKA_2

80 mm min. Fűtésvezérlés: Forrasztástechnika Műanyag ipar Galvanazilás Csomagolás Gumi ipar

Elektronika Előadás. Modulátorok, demodulátorok, lock-in erősítők

Elektromechanika. 6. mérés. Teljesítményelektronika

4. /ÁK Adja meg a villamos áramkör passzív építő elemeit!

Encom EDS800/EDS1000 frekvenciaváltó alapparaméterei

Alapfogalmak, osztályozás

Mérési útmutató Periodikus, nem szinusz alakú jelek értékelése, félvezetős egyenirányítók

DIÓDÁS ÉS TIRISZTOROS KAPCSOLÁSOK MÉRÉSE

Foglalkozási napló a 20 /20. tanévre

TARTALOMJEGYZÉK. Előszó 9

2.Előadás ( ) Munkapont és kivezérelhetőség

4. FEJEZET MOTORHAJTÁSOK

DC motor= egyenáramú motor, villanymotor vezérlése micro:bittel:

Számítási feladatok a 6. fejezethez

Orvosi jelfeldolgozás. Információ. Információtartalom. Jelek osztályozása De, mi az a jel?

80 mm min. Fűtésvezérlés: Forrasztástechnika Műanyag ipar Galvanazilás Csomagolás Gumi ipar

Használható segédeszköz: szabványok, táblázatok, gépkönyvek, számológép

Elektronika 11. évfolyam

HSS60 ( ) típusú léptetőmotor meghajtó

Elektrotechnika. Dr. Hodossy László előadás

Használható segédeszköz: szabványok, táblázatok, gépkönyvek, számológép

4. /ÁK Adja meg a villamos áramkör passzív építő elemeit!

Tételek Elektrotechnika és elektronika I tantárgy szóbeli részéhez 1 1. AZ ELEKTROSZTATIKA ALAPJAI AZ ELEKTROMOS TÖLTÉS FOGALMA 8 1.

A 27/2012 (VIII. 27.) NGM rendelet 29/2016 (VIII.26) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

PVY 22A típusú tűzhely

Felhasználói kézikönyv MC442H típusú léptetőmotor meghajtóhoz

G803 Nyolc egyérintéses funkció Súlyos zavaró feszültség ingadozásnál ZC 1.kivezetés és a föld közé 2.kivezetés tegyünk egy 20pf - 100pf-os

feszültség hullámossága csökken, ugyanakkor a hálózat mind erõsebben torzított árammal terhelõdik.

π π A vivőhullám jelalakja (2. ábra) A vivőhullám periódusideje T amplitudója A az impulzus szélessége szögfokban 2p. 2p [ ]

Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék MOTOR - BOARD

Használható segédeszköz: szabványok, táblázatok, gépkönyvek, számológép

Impulzustechnikai áramkörök elemzése

1. A mérés tárgya: Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék D524. Műveleti erősítők alkalmazása

Foglalkozási napló a 20 /20. tanévre

Irányítástechnika Elıadás. A logikai hálózatok építıelemei

Minden mérésre vonatkozó minimumkérdések

DIGITÁLIS KOMMUNIKÁCIÓ Oktató áramkörök

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

LÉPCSŐHÁZI AUTOMATÁK W LÉPCSŐHÁZI AUTOMATA TIMON W SCHRACK INFO W FUNKCIÓK W MŰSZAKI ADATOK

Unidrive - a vektorszabályozás alappillére

HSS86 ( ) típusú léptetőmotor meghajtó

Irányítástechnika Elıadás. Relék. Relés alapkapcsolások

Elektronika 2. TFBE1302

Kapcsolóüzemű tápegységek és visszahatásaik a hálózatra

5. MÉRÉS LC OSZCILLÁTOROK VIZSGÁLATA

Nagy teljesítményű kapcsolóüzemű tápegység BIHARI GYÖRGY-DEÁK JÁNOS BHG

EC-Motorok a légszállításban. villamosmérn. Budapest,

Bevezetés az elektronikába

Szimmetrikus bemenetű erősítők működésének tanulmányozása, áramköri paramétereinek vizsgálata.

A) tételek. 1 Ismertesse a villamos vezetékanyagokat és szigeteléseiket! Csoportosítsa ezeket felhasználásuk szerint!

Felhasználói kézikönyv. 3DM860A típusú léptetőmotor meghajtó

Elektrotechnika 11/C Villamos áramkör Passzív és aktív hálózatok

Felhasználói kézikönyv. Zárt hurkú, léptetőmotoros rendszer, HSS60 típusú meghajtó és 60HSE3N-D25 motorral.

Tantárgy: ANALÓG ELEKTRONIKA Tanár: Dr. Burány Nándor

Verseny kérdések az általános iskola nyolcadik osztálya számára

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: Műveleti erősítők - 2. rész

Fázisjavítás. Budapesti Műszaki és. Villamos Energetika Tanszék

Békéscsabai Kemény Gábor Logisztikai és Közlekedési Szakközépiskola "Az új szakképzés bevezetése a Keményben" TÁMOP

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

A 27/2012 (VIII. 27.) NGM rendelet (12/2013 (III.28) és a 29/2016 (VIII.26) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Szójegyzék/műszaki lexikon

5.1 A tápegységek típusai

Műveleti erősítők. Előzetes kérdések: Milyen tápfeszültség szükséges a műveleti erősítő működtetéséhez?

ROSSZ TÁPEGYSÉG TRANSZFORMÁTORAINAK ÉS TOROID GYŰRŰINEK ÚJRA FELHASZNÁLÁSI LEHETŐSÉGEI. Molnár László

Automatikai műszerész Automatikai műszerész

többfunkciós működésmód többfeszültségű (12 240)V AC/DC a 90.02, 90.03, és foglalatokba dugaszolható

SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY. ^ ^ p l i l H P Bejelentés napja: V. 3. (ME 2273) NSZ0 3 H 05 G 1/44

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

1. feladat R 1 = 2 W R 2 = 3 W R 3 = 5 W R t1 = 10 W R t2 = 20 W U 1 =200 V U 2 =150 V. Megoldás. R t1 R 3 R 1. R t2 R 2

10. Mérés. Oszcillátorok mérése. Összeállította: Mészáros András, Nagy Balázs

Az erősítés frekvenciafüggése: határfrekvenciák meghatározása ELEKTRONIKA_2

MÁGNESES INDUKCIÓ VÁLTÓÁRAM VÁLTÓÁRAMÚ HÁLÓZATOK

Átírás:

Teljesítményelektronika szabályozása Összeállította dr. Blága Csaba egyetemi docens

Szakirodalom 1. Ferenczi Ödön, Teljesítményszabályozó áramkörök, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1981. 2. Ipsits Imre, Villamos automatikaelemek, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1982.

Tartalom 1. Teljesítményelektronikai szabályozási elvek 2. Teljesítményelektronikát szabályozó integrált áramkörök

1. Teljesítményelektronikai szabályozási elvek 1. AC AC átalakítás 2. DC DC átalakítás 3. DC AC átalakítás 4. AC DC átalakítás

1.1. AC AC átalakítás 1. Fázishasítás 2. Hullámcsomag vezérlés 3. Impulzus vezérlés 4. Szinkronizált megcsapolású transzformátor

1.1.1.a. Fázishasítás elve u α Z L α ωt Egy prióduson belül nem lehet a gyújtásszöget változtatni, mert egyenösszetevő jelenik meg és mágneses fogyasztó esetén telítődés következik be. Ha α=állandó feszültség és áram lineáris közép értéke=. Ha Z L =R P = U R 1 α π sin 2α + 2π Ha α P, de nem lineárisan. 2 P π α

1.1.1.b. Fázishasítás jellemzői Előnyök: - folyamatos szabályozás α min és α max között - a fogyasztóra jutó áram alapharmonikusának frekvenciája = a táp frekvenciájával szinkron fordulatszám megmarad Hátrányok: - felharmonikus tartalom - Ω-os fogyasztó esetén is van meddő teljesítmény - visszahat a hálózatra - rádiófrekvenciás zavarás - du/dt, di/dt speciális félvezetők Alkalmazás: ahol az 5 Hz-es váltóáram szabályozása szükséges: fényerő, motorfordulatszám, elektromágnes behúzó ereje, stb.

1.1.2.a. Hullámcsomag vezérlés elve N teljes periódusból m teljes periódust vezet. u Z L m Külön áramkör gondoskodik arról, hogy mindig -nál legyen a bekapcsolás és teljes periódust legyen bekapcsolva. N ωt Ha Z L =R P max = U R 2 és P = m N Pmax

1.1.2.b. Hullámcsomag vezérlés jellemzői Előnyök: - kapcsolás átmenetnél - nincs felharmonikus tartalom - nincs rádiófrekvenciás zavarás - du/dt, di/dt nem jelentős Hátrányok: - szubharmonikusok keletkeznek mechanikus rezgések - lassú vezérlés Alkalmazás: nagy tehetetlenségű (időállandójú) rendszerek esetén: villamos hevítés

1.1.3.a. Impulzus vezérlés elve u Z L ωt A tápfeszültség nagyfrekvenciás szaggatása.

1.1.3.b. Impulzus vezérlés jellemzői Előnyök: - gyors szabályozás Hátrányok: - felharmonikus tartalom - Ω-os fogyasztó esetén is van meddő teljesítmény - visszahat a hálózatra - rádiófrekvenciás zavarás - du/dt, di/dt speciális félvezetők Alkalmazás: különösen gyors beavatkozást igénylő berendezéseknél: szervohajtás

1.1.4. Szinkronizált megcsapolású u L transzformátor u L [,u 1 ] ωt u L u 2 u 1 u L Z L u L u L [,u 2 ] ωt u L [u 1,u 2 ] ωt

1.1.5. Egyfázisú áramkör topologiák D 2 D 1 Ti 1 Ti 2 Z L D 1 Ti D 3 D 4 D 2 Z L

1.1.6. Háromfázisú áramkör topologiák Z L Z L Z L Z L Z L Z L TRIAK-ok egy egységben Z L Z L Z L A 3-ad rendű felharmonikusok a körben maradnak.

1.2. DC DC átalakítás 1. Impulzusszélesség moduláció 2. Impulzusfrekvencia moduláció 3. Jelkövető (kétpont, hiszterézises) szabályozás

1.2.1.a. Egypólusú impulzusszélesség + moduláció =U R _ u U U átlag U átlag γtu = = T γ = 1 γu γt T t ha γ= nincs fékezés

1.2.1.b. Kétpólusú impulzusszélesség + =U záró bontó R moduláció bontó záró u +U γt U átlag t _ -U T U átlag ( 1 γ) T( U) γtu + = = ( 2γ 1)U γ = 1 T Ha γ=5% U átlag = és nincs fékezés, de ha kicsit is kimozdul a fordulatszám, akkor fékező nyomaték jelenik meg.

1.2.1.c. Impulzusszélesség moduláció jellemzői Előnyök: T periódus=állandó szűrni lehet a nagyfrekvenciás zavarokat Hátrányok: T perióduson belül nincs beavatkozási lehetőség lassúbb Alkalmazás: szervomotorok f=(3 4) khz nagy teljesítményű egyenáramú motorok f 1 khz

1.2.2.a. Impulzusfrekvencia moduláció + =U R _ U átlag = t beu T u U U átlag1 t be T 1 t be T 2 U átlag2 t be bekapcsolási idő=állandó, T periódus(idő) változik, (vagy t ki kikapcsolási idő=állandó, T periódus(idő) változik) változik a kitöltési tényező változik az átlagfeszültség t

1.2.2.b. Impulzusfrekvencia moduláció jellemzői Előnyök: T perióduson belül van beavatkozási lehetőség gyorsabb Hátrányok: T periódus változik nem lehet szűrni a nagyfrekvenciás zavarokat Alkalmazás: gyors beavatkozást igénylő szabályozási rendszereknél

1.2.3. Egyenjelkövető szabályozás + =U I _ i I max Z L I min - két érték között tartja az áramot kétpont vagy hiszterézises ( I) szabályozás - ugyanay a felfutási és a csökkenési idő, de U átlag más-más szinten ugyanarra a I-re más és más t be és t ki értéke változik a bekapcsolási idő is és a periódus is I I t

1.3. DC AC átalakítás Jelkövető (kétpont, hiszterézises) szabályozás

1.3.a. Váltójelkövető szabályozás tömbvázlata + npn i* i hiszterézises szabályozó 1 npn _ R L

1.3.b. Váltójelkövető szabályozás időfüggvénye i + i + i* i + i* t i t i t _ Állandóan változó frekvencia és kitöltési tényező, amelyek alapjel periódusától is függnek.

1.3.c. Modulált váltójelkövető szabályozás tömbvázlata i* háromszögjel f >1 khz i ε komparátor kapcsolás logika τ τ + pnp npn _ R L

1.3.d. Modulált váltójelkövető ε hibajel +U -U szabályozás időfüggvénye moduláló jel A kitöltési tényező változik, de a frekvencia állandó. t PWM Pulse Width Modulation impulzus szélesség moduláció tranzisztorok beés kikapcsolása Alkalmazás: t mezőorientált aszinkronmotor hajtás

2. Teljesítményelektronikát szabályozó integrált áramkörök 1. UAA 145 2. µa 742 3. PWM modulátor 4. PFM modulátor

2.1. UAA 145 - fázishasításos integrált vezérlő - univerzálisan alkalmas egy- és háromfázisú egyenirányítókapcsolások tirisztorainak vezérlésére

2.1.1. UAA 145 tömbvázlata hálózat meredekség 3f szinkron szinkronozó fűrészgenerátor komparátor tároló U α vezérlőjel impulzusgenerátor impulzus szélesség csatornaszétválasztó 1. 2. kimenetek

u 2.1.2. UAA 145 jelalakjai t Szinkronozó: - átmenetnél trigger - trapéz jel a csatorna szétválasztáshoz u Fűrészgenerátor: - trigger indítja - egy kondenzátor gyors töltése, majd lassú (kvázi lineáris) kisütése u u u U α t t t t Komparátor, tároló: - fűrészjel és vezérlőjel összehasonlítása: - átbillenti a tárolót Impulzus generátor: - a tároló átbillentése egy MMV-t indít (MMV=monostabil multivibrátor) Csatorna szétválasztás: - a megfelelő Ti-nak adja a gyújtóimpulzust

2.1.3.a. UAA 145 3f szinkronjele 3F1U3Ü kapcsolás: U s =U f R S T U d 3 R I d A átmenet és a természetes kommutációs pont nem esik egybe. u u u R u S u T π 2π szinkronjel α=ωt α=ωt

2.1.3.b. UAA 145 3f szinkronjele Szinkrontranszformátort alkalmaznak: u u R u S u T U R 3º U S 3 π 2π α=ωt U T 1 órás Hogyan kell bekötni a primer és szekunder tekercseket (Y,, Z)? u szinkronjel α=ωt

2.1.4. 3F2U6Ü Ti-os kapcsolás vezérlőjeleinek ütemtáblázata u u TS u RS u RT u ST u SR u TR U R S T 1 2 3 4 5 6 R π 2π α=ωt A Ti-okat 6 -onként kell párosával gyújtani. 1 2 3 4 5 6

2.2. µa 742 - hullámcsomag vezérléshez alkalmazzák - átmenet vezérlő (TRIGAC)

kiegyenlítetlen híd R R R R- R 2.2.1. µa 742 tömbvázlata 2 3 7 _ ME + T komparátor önzáró I 13 D Z S 1 S 2 szinkronizáló R tápfesz = -ha C T feltöltve és van sync jel 11 kimenet V 2 R 12 C T 8 1 R sync

2.2.2. µa 742 alapbekötése R R R ( ) 2 13 1 sync R R t R P (+) 3 8 12 11 trigger - hálózati feszültségre is köthető θ C C T

2.3. Impulzusszélesség modulátor f γ max tiltó U ref sync fűrészgenerátor komparátor D Z U vezérlő +U t U ki U túlfesz. védelem tiltó áramkör PWM kimeneti fokozat OC R sc túláram védelem lassú indító és leállító hiba szám. áramkör hurokhiba védelem αu ki I ki Alkalmazás: motorvezérlés

2.4. Impulzusfrekvencia modulátor f VCO hibajel erősítő αu ki U ref I ki R sc túláram védelem VCO: feszültség vezérelt oszcillátor f : bekapcsolási idő rögzítése A túláram védelem a VCO frekvenciáját csökkenti. Alkalmazás: kapcsolóüzemű tápegység