كيفية حساب شكل موجة جيبية معدلة

أنا متأكد من أنك ربما تساءلت كثيرًا عن كيفية تحقيق الطريقة الصحيحة لتحسين وحساب موجة مربعة معدلة بحيث أنتجت تقريبًا تكرارًا متطابقًا لموجة جيبية عند استخدامها في تطبيق العاكس.

ستساعدك الحسابات التي تمت مناقشتها في هذه المقالة على تعلم التقنية التي يمكن من خلالها تحويل دائرة الموجة المربعة المعدلة إلى مكافئ موجة جيبية. دعونا نتعلم الإجراءات.

المعيار الأول لتحقيق ذلك هو مطابقة قيمة RMS للمربع المعدل مع نظير موجة جيبية بطريقة تجعل النتيجة تكرر شكل الموجة الجيبية بأكبر قدر ممكن.

ما هو RMS (جذر متوسط ​​المربع)

نحن نعلم أن RMS لجهد الموجي الجيبي المتردد المنزلي يتم تحديده من خلال حل العلاقة التالية:

الخامس قمة = √2 فولت جذر متوسط ​​التربيع

حيث V قمة هو الحد الأقصى أو الحد الأقصى لدورة الموجة الجيبية ، بينما يظهر متوسط ​​حجم كل دورة لشكل الموجة على شكل V جذر متوسط ​​التربيع

ال √2 في الصيغة يساعدنا في إيجاد قيمة متوسط أو القيمة الصافية لدورة التيار المتردد التي تغير جهدها أسيًا بمرور الوقت. نظرًا لأن قيمة الجهد الجيبي تختلف بمرور الوقت وهي دالة للوقت ، فلا يمكن حسابها باستخدام صيغة المتوسط ​​الأساسية ، وبدلاً من ذلك نعتمد على الصيغة أعلاه.

بدلاً من ذلك ، يمكن فهم AC RMS على أنه مكافئ لتلك القيمة للتيار المباشر (DC) الذي ينتج متوسط ​​تبديد طاقة متطابق عند التوصيل عبر حمل مقاوم.

حسنًا ، نحن الآن نعرف صيغة حساب RMS لدورة موجة جيبية بالإشارة إلى قيمة ذروة الجهد.

يمكن تطبيق هذا لتقييم الذروة و RMS لمنزلنا 50 هرتز أيضًا. من خلال حل هذا ، نحصل على RMS على أنه 220 فولت وذروة 310 فولت لجميع أنظمة التيار المتردد القائمة على 220 فولت.

حساب الموجة المربعة المعدلة RMS والذروة

الآن دعونا نرى كيف يمكن تطبيق هذه العلاقة في محولات الموجة المربعة المعدلة لإعداد دورات شكل الموجة الصحيحة لنظام 220 فولت ، والذي يتوافق مع مكافئ جيبي تيار متردد 220 فولت.

نحن نعلم بالفعل أن AC RMS يعادل متوسط ​​قوة شكل موجة DC. مما يعطينا هذا التعبير البسيط:

الخامس قمة = V. جذر متوسط ​​التربيع

لكننا نريد أيضًا أن تكون ذروة الموجة المربعة عند 310 فولت ، لذلك يبدو أن المعادلة أعلاه لن تكون جيدة ولا يمكن استخدامها لهذا الغرض.

المعيار هو الحصول على ذروة 310 فولت بالإضافة إلى RMS أو متوسط ​​قيمة 220 فولت لكل دورة موجة مربعة.

لحل هذا بشكل صحيح ، نأخذ المساعدة من وقت التشغيل / الإيقاف للموجات المربعة ، أو النسبة المئوية لدورة العمل كما هو موضح أدناه:

كل نصف دورة لشكل موجة 50 هرتز تيار متردد لها مدة زمنية تبلغ 10 مللي ثانية (مللي ثانية).

يجب أن تبدو دورة نصف الموجة المعدلة في أكثر صورها بدائية كما هو موضح في الصورة التالية:

يمكننا أن نرى أن كل دورة تبدأ بفجوة صفرية أو فارغة ، ثم تطلق نبضة ذروة تصل إلى 310 فولت وتنتهي مرة أخرى بفجوة 0 فولت ، ثم تتكرر العملية لنصف دورة أخرى.

من أجل تحقيق RMS المطلوب 220 فولت ، يتعين علينا حساب وتحسين أقسام الذروة والفجوة الصفرية أو فترات التشغيل / الإيقاف للدورة بحيث ينتج متوسط ​​القيمة 220 فولت المطلوب.

يمثل الخط الرمادي فترة 50٪ من الدورة ، وهي 10 مللي ثانية.

نحتاج الآن إلى معرفة نسب وقت التشغيل / الإيقاف والتي ستنتج متوسط ​​220 فولت. نقوم بذلك بهذه الطريقة:

220/310 × 100 = 71٪ تقريبًا

يوضح هذا أن ذروة 310 فولت في الدورة المعدلة أعلاه يجب أن تشغل 71٪ من فترة 10 مللي ثانية ، بينما يجب أن تكون الفجوات الصفرية 29٪ مجتمعة ، أو 14.5٪ لكل منهما.

لذلك بطول 10 مللي ثانية ، يجب أن يكون القسم الصفري الأول 1.4 مللي ثانية ، متبوعًا بالقمة 310 فولت لمدة 7 مللي ثانية ، وأخيراً الفجوة الصفرية الأخيرة البالغة 1.4 مللي ثانية.

بمجرد أن يتم تحقيق ذلك ، يمكننا أن نتوقع أن ينتج الناتج من العاكس تكرارًا جيدًا بشكل معقول لشكل موجة جيبية.

على الرغم من كل هذه الأمور ، قد تجد أن الناتج ليس تكرارًا مثاليًا للموجة الجيبية ، لأن الموجة المربعة المعدلة التي تمت مناقشتها هي في أبسط أشكالها أو نوع خام. إذا أردنا أن يتطابق الناتج مع الموجة الجيبية بأقصى دقة ، فعلينا أن نختار نهج SPWM .

آمل أن تكون المناقشة أعلاه قد أفادتك فيما يتعلق بكيفية حساب مربع معدل وتحسينه لتكرار إخراج موجة جيبية.

للتحقق العملي ، يمكن للقراء محاولة تطبيق التقنية المذكورة أعلاه على ذلك دارة عاكس بسيطة معدلة.

هنا آخر مثال كلاسيكي على شكل موجة معدّل محسّن للحصول على موجة جيبية جيدة في المرحلة الثانوية للمحول.