docWrażliwość na szumy a kompensacja zboczem
download 
Reklamacja Transkrypt
Wrażliwość na szumy a kompensacja zboczem
Wrażliwość na szumy a kompensacja zboczem ● Układ podstawowy – skutek obecności szumu w sygnale sterującym ic Przebieg zaburzony Przebieg w stanie ustalonym ● Układ z kompensacją zboczem – zmniejszenie zmiany wypełnienia d Sztuczne zbocze Przebieg zaburzony Przebieg w stanie ustalonym Łukasz Starzak, Sterowanie przekształtników elektronicznych, zima 2011/12 15 Prosty model przetwornicy ze sterowaniem prądowym Przekształtnik impulsowy Sterownik prądowy Napięcia i prądy Kompensator Łukasz Starzak, Sterowanie przekształtników elektronicznych, zima 2011/12 16 Założenia prostego modelu ● Tętnienie prądu dławika jest małe ∆ i L ≪ 〈 i L 〉T ● ● ● s ⇒ 〈 i L 〉T ≈i c s ⇒ i L s ≈ i c s Model ten zaniedbuje tętnienie prądu dławika oraz obecność dodatkowego sztucznego zbocza kompensującego Uzyskany model jest zasadny ● i L(pk)≈ 〈 i L 〉T Wówczas z zasady działania sterowania prądowego i L(pk) =i c ● ⇒ s gdy przetwornica pracuje głęboko w trybie CCM gdy nachylenie sztucznego zbocza jest niewielkie Za jego pomocą można uzyskać zgrubną wiedzę o zachowaniu układu Prosty model nie przewiduje poprawnie transmitancji Gvd nieidealnej przetwornicy obniżającej (daje 0) zachowania przetwornicy dla częstotliwości bliskich fs Łukasz Starzak, Sterowanie przekształtników elektronicznych, zima 2011/12 17 Prosty małosygnałowy obwód zastępczy przetwornicy sterowanej prądowo Łukasz Starzak, Sterowanie przekształtników elektronicznych, zima 2011/12 18 Transmitancje przetwornicy sterowanej prądowo ∣ ∣ G vc s = v s 1 =f 2 r 2∥R ∥ sC i c s v g=0 G vg s = v s 1 =g 2 r 2∥R ∥ v g s ic=0 sC Z out s =r 2∥R ∥ 1 sC Łukasz Starzak, Sterowanie przekształtników elektronicznych, zima 2011/12 19 Dokładny model sterownika prądowego Łukasz Starzak, Sterowanie przekształtników elektronicznych, zima 2011/12 20 Kompletny model przetwornicy obniżającej sterowanej prądowo (1) Łukasz Starzak, Sterowanie przekształtników elektronicznych, zima 2011/12 21 Kompletny model przetwornicy obniżającej sterowanej prądowo (2) Z o =R ∥ 1 sC Z i =sL R ∥ ● 1 sC Wzmocnienie pętli napięciowej FmFv V Z o V D T v =F m 2 Z o F v = D Zi D Zi ● Wzmocnienie pętli prądowej Tv 1 T i= Z o F v 1T v Łukasz Starzak, Sterowanie przekształtników elektronicznych, zima 2011/12 22 Transmitancja względem wejścia sterowania ● Transmitancja między ic a iL i L s Ti = i c s 1T i kiedy wzmocnienie pętli prądowej Ti jest duże i L s ≈ i c s ● a więc wyniki będą zbieżne z uzyskanymi z użyciem modelu uproszczonego Dokładna transmitancja przetwornicy względem wejścia sterowania Ti v G vc s = =Z o 1T i i c s ● z użyciem modelu uproszczonego, Gvc = Zo Model ten dotyczy wyłącznie trybu CCM; dla trybu DCM konieczne jest wyprowadzenie osobnego modelu analogicznie do sterowania napięciowego Łukasz Starzak, Sterowanie przekształtników elektronicznych, zima 2011/12 23 Transmitancja pętli prądowej otwartej przy sterowaniu prądowym (przetwornica obniżająca) 1−α 1α 2L K= RTs 1 ω z= RC 1 ω 0= 2D M a 1−α LC M 2 1α T i0 =K C Q =R L 1 T i s =T i0 s ωz M 2 1α 2D M a 1−α s s2 1 Q ω 0 ω2 0 Łukasz Starzak, Sterowanie przekształtników elektronicznych, zima 2011/12 24 Porównanie charakterystyk częstotliwościowych przy sterowaniu prądowym i napięciowym Transmitancja względem wejścia sterowania Transmitancja względem wejścia mocy Łukasz Starzak, Sterowanie przekształtników elektronicznych, zima 2011/12 25 Sterowanie napięciowe ● Zasada ● ● różnica między napięciem wyjściowym a zadanym (błąd) steruje napięciem wymuszonym na dławiku (średnim) Wady Zalety łatwa realizacja pomiaru napięcia ▶ mniejsze szumy ▶ mniejsza moc strat (mały prąd dzielnika) ▶ niższy koszt ▶ większa rozdzielczość łatwe projektowanie pojedynczej pętli sprzężenia zwrotnego brak możliwości kontroli prądu w każdym okresie przełączania ▶ trudniej zapewnić zrównoważenie strumienia w transformatorach napięcie wyjściowe mierzone jest na kondensatorze wyjściowym ▶ niemożliwa jest szybka detekcja zmiany napięcia wejściowego ani obciążenia ▶ podobny wpływ ma obecność podwójnego bieguna w transmitancji Łukasz Starzak, Sterowanie przekształtników elektronicznych, zima 2011/12 26 Sterowanie prądowe ● Zasada ● ● różnica między napięciem wyjściowym a zadanym (błąd) steruje prądem dławika (szczytowym) Wady Zalety szybsza odpowiedź dzięki transmitancji pojedynczego bieguna ▶ brak wpływu pojemności kondensatora wyjściowego na pętlę sprzężenia natychmiastowa reakcja na zmiany napięcia wejściowego wbudowane ograniczenie prądowe w każdym okresie przełączania wbudowana niestabilność dla D > 50% ▶ wymaga kompensacji zboczem ▶ problem przy znaczących zmianach napięcia wejściowego pomiar prądu (boczniki) ▶ duże straty mocy lub mała amplituda sygnału ▶ indukcyjności pasożytnicze ▶ konieczność wzmocnienia w obecności silnych przełączanych prądów ▶ szumy ▶ problem przy znaczących zmianach obciążenia Łukasz Starzak, Sterowanie przekształtników elektronicznych, zima 2011/12 27
