29 Kasım 2020, 20:07:54

Haberler:

Forum kuralları güncellendi LÜTFEN  okuyunuz:  https://bit.ly/2IjR3ME


3 Faz SPWM Evirici Çıkış Filtresi Seçimi

Başlatan SB7, 21 Kasım 2020, 17:21:28

SB7

21 Kasım 2020, 17:21:28 Son düzenlenme: 21 Kasım 2020, 17:44:19 SB7
Merhabalar.
3 fazlı eviricileri simulink ortamında modellemeye çalışıyorum . SPWM yöntemi ile anahtarlama yöntemi kullanıyorum. Anahtarlama sinyalleri için aralarında 120 derece faz farkı olan 50 Hz lik 3 sinüsü Üçgen dalga ile karşılaştırıyorum.



Evirici çıkışında seri LC filtrem var.



Sorum: Üçgen dalga frekansını artırdığımda çıkışta temiz bir sinüs görüyorum. Frekans düştükçe bozulmalar artıyor. Bu işin matematiği nedir? Üçgen dalga frekansını ne kadar artırabilirim veya ne kadar azaltabilirim?

Diğer bir sorum da şu: Üçgen dalganın frekansını düşürüp LC değerleriyle oynayınca sinüste düzelmeler olduğunu görebiliyorum. Evirici çıkışındaki LC nasıl seçiliyor?
Bu işin matematiğini merak ediyorum  bilen varsa yardımcı olursa sevinirim.

Son olarak da evirici çıkışlarına pratikte nasıl LC filtreler kullanılıyor. Mesela 100 amper geçirebilecek bobin ve yüksek gerilimlerdeki kondansatörler nasıl birşeydir?

Cevaplar için şimdiden teşekkürler.


huseyink

21 Kasım 2020, 18:44:24 #1 Son düzenlenme: 21 Kasım 2020, 18:46:42 huseyink
Hocam konu hakkında üst düzey bilgim yok fakat şemadan gördüğüm kadarıyla Bandpass Filter kullanmaktasınız. Bu sebeple filtrenizin Fmax ve Fmin sınırları olmakta. Yani belli bir aralıktaki frekansları filtreleyip diğer frekanslardaki kazanç değeriniz azalmaktadır. Bu sebeple düşük frekanslarda yaşadığınız bozulmalar filtrenizin bant aralığı dışında olması sebebiyledir. Muhtemelen belli bir yüksek frekans değerinde de bozulma yaşamanız gerekmektedir. LC değerlerinde oynama yapıp filtrenizin düzenlediğini görmeniz de gayet normal. Aslında birkaç araştırma ile bu işin matematiğine de ulaşabilirsiniz.

Evirici Filtre Örneği

Teşekkürler, benim bilgim bu kadar :)

Düzeltme sebebi: Cümle değişikliği

SB7

@huseyink Cevap için teşekkürler hocam. Attığınız pdf e baktım benim şemama uygun olan bandpass filtre yerine alçak geçiren filtre daha uygun gibi duruyor. Alçak geçiren filtre için 1/(2*pi*kök(L*C)) formülü ile tasarım yapılıyor. Ancak arada harmoniklerden kaynaklı dalgalanmalar yine olacak gibi.
Aslında deneme yanılmayla en güzel çıkışı elde edebilirim onda sorun yok. Ama ben girişteki üçgen dalgayla bağdaştırmak istiyorum olayı.Bir de benim deneme yanılmayla elde ettiğim sonuçlar pratikte ne kadar uygulanabilir onu da düşünüyorum. Mesela yüksek gerilimler için 1Farad  1Henry gibi değerler nasıl temin edilebilir. Çok mantıklı gelmedi bana açıkçası.

huseyink

Alıntı yapılan: SB7 - 21 Kasım 2020, 18:55:57@huseyink Cevap için teşekkürler hocam. Attığınız pdf e baktım benim şemama uygun olan bandpass filtre yerine alçak geçiren filtre daha uygun gibi duruyor. Alçak geçiren filtre için 1/(2*pi*kök(L*C)) formülü ile tasarım yapılıyor. Ancak arada harmoniklerden kaynaklı dalgalanmalar yine olacak gibi.
Aslında deneme yanılmayla en güzel çıkışı elde edebilirim onda sorun yok. Ama ben girişteki üçgen dalgayla bağdaştırmak istiyorum olayı.Bir de benim deneme yanılmayla elde ettiğim sonuçlar pratikte ne kadar uygulanabilir onu da düşünüyorum. Mesela yüksek gerilimler için 1Farad  1Henry gibi değerler nasıl temin edilebilir. Çok mantıklı gelmedi bana açıkçası.

Hocam az çok bildiğim kadarıyla zaten sizin öncelikli yapmanız gereken şey sisteminizdeki yüksek genlikli harmonikleri bulup, onlardan arındırmak olmalı. Harmoniklerin hangi frekans bandında olduğuna göre de filtre tipinizi seçmeniz gerekmekte. Eğer düşük frekanslarda harmonikler fazlaysa HP, yüksek frekanslarda harmonik varsa LP, eğer belli hem yüksek hem de düşük frekanslarda varsa BP filtreler uygun olur diye düşünüyorum. Tabi yapacağınız filtrenin Fcutoff frekansını da yazılımsal/donanımsal olarak belirleyecek parametreleri matematiksel olarak hesaplamanız gerekmektedir. Harmonikler illa olacaktır yani. Fakat benim bir deneyimim olmamaktadır bu konuda. Teorik olarak zamanında dersini aldığımdan hatırladığım kadarıyla bunları söyleyebilirim.

Not : 1F, 1H gibi değerler çok büyük değerler hocam :)

SB7


Mehmet Salim GÜLLÜCE

21 Kasım 2020, 19:16:56 #5 Son düzenlenme: 21 Kasım 2020, 19:19:51 Mehmet Salim GÜLLÜCE
Frekansınız sabit ise neyi yükseltip düşürüyorsunuz anlamadım.
Genelde Sabit frekansta rezonans devreleri kullanılır.
Üçgen form pek istenen birşey değildir.
Rezonans devresinde de çekeceğiniz maximum güce bağlı olarak bobin kondansatör kapasitesi hesaplanır.
Güç dönüşüm topolojilerine bakmanızı öneririm.
3 Faz Tek faz önemli değil.

SB7

@Mehmet Salim GÜLLÜCE hocam yanlış anlattım derdimi galiba yükseltip alçaltma yok. Üçgen dalgayı anahtarlara uygulanacak PWM için kullanıyorum. Son attığım resimde seri LC paralel omik yük var hocam  seri rezonans devresi diye geçiyor yanlış bilmiyorsam.

SB7

Bir de şuan aklıma takılan birşey daha var dc kaynak gerilimi 200V iken scop ekranında 20V max görüyorum . Çıkış genlik ayarı nasıl yapılmakta?

Mehmet Salim GÜLLÜCE

21 Kasım 2020, 20:43:13 #8 Son düzenlenme: 21 Kasım 2020, 20:45:25 Mehmet Salim GÜLLÜCE
Alıntı yapılan: SB7 - 21 Kasım 2020, 20:21:53Bir de şuan aklıma takılan birşey daha var dc kaynak gerilimi 200V iken scop ekranında 20V max görüyorum . Çıkış genlik ayarı nasıl yapılmakta?
Burasını anlamadım.
Biraz açman gerekecek sanırım.
SCOP u direk Kaynağa bağladığında mı 20 V ölçüyorsun?
Çıkış ile ilgisi ne...

Çıkış genliği PWM darbe boşluk oranıyla halledilecek birşey eğer kastın çıkış ise.
Tabiiki 200V DC ye karşılık 200V çıkış bekleme.
Birkere 1.41 (Kök 2) oranında çıkış düşer.
İkincisi Çevrim kapasiten % 100 olmayacağından da düşer.
Yaklaşık çıkışta yük altında 100-110 arası sinüs görebileceğini sanıyorum.
220 AC çıkış için 400V DC ye ihtiyacın olacaktır.
Tabii trafo kullanmıyorsan.

UPS devreleri şeması bulursan incele bak nasıl yapmışlar.

SB7

Hocam şimdi kaynak gerilimim 200V, üçgen dalga frekansım 1kHZ, sinüsler aralarında 120 derece faz farkı olan 3 sinüs, Evirici çıkışındaki L=1mH , C= 100uF, R=10 ohm:
Simulinkte yaptığım çalışma bu:


DC kaynak gerilimi ve R fazı:



3 faz gerilimleri:



sinüs üçgen karşılaştırılması sonucu 1 koldaki IGBT lere uygulanan anahtarlama sinyalleri:



Tüm IGBT lere uygulanan sinyaller:



Çıkıştan 200V DC ye karşılık 80V tepe değerli bir sinüs alabiliyorum o da çok dalgalı .


Mehmet Salim GÜLLÜCE

22 Kasım 2020, 04:19:37 #10 Son düzenlenme: 22 Kasım 2020, 04:22:08 Mehmet Salim GÜLLÜCE
Birincisi Testere olması gerekmezmi karşılaştırıcının sinyalinin.
ikincisi 50Hz için 1kHz düşük bir frekans zannımca.
Frekansı yükselt (mesela 10kHz gibi) Bobini küçült
Rippel lar azalacaktır.
Madem Matllab ile yapıyorsun testini dediğim şekillerde dene bence.
Birde IGBT sinyallerine çok anlam verdiğimi söyleyemem.
Şöyleki IGBT 1 ve 4 neden normal kare dalga..?

SB7

22 Kasım 2020, 21:54:06 #11 Son düzenlenme: 22 Kasım 2020, 21:55:29 SB7
AlıntıBirincisi Testere olması gerekmezmi karşılaştırıcının sinyalinin.
Hocam makalelere falan baktım istisnasız hepsi üçgen. Ben de başta testeredişi ile yapmıştım ama sonradan değiştirdim.

Frekans çok artında da çıkış gerilimi düşüyor. Modülasyon indexi diye bir tabir var fc/fm oranını çok fazla yükseltemiyoruz. Farklı bir durum da gözledim 700 Hz de sanki rezonans gibi birşey oluyor çıkış geriliminde fırlamalar pikler uçuşuyor. Ama hangi LC değerleri hatırlamıyorum.

IGBT sinyallerine ben de anlam veremedim. Galiba program kaynaklı bir sorun ama şuan baktığımda sorun görünmüyor her noktayı scopla izliyorum herşey kontrolüm altında :)



Deneme yanılmayla çıkışta istediğimi elde ettim ama aklımda hala soru işaretleri var. Bu LC neye  göre seçilecek? Girişteki sinüslerin genliğini ne kadar artırabilirim? Aynı şekilde üçgen frekansını ne kadar artırabilirim gibi sorular var kafamda . Sanırım @z hocamın işin matematiği için yol göstermesi gerekiyor :)

Mucit23


SB7

Cevap için teşekkürler @Mucit23 hocam.
Linke baktım SVPWM i anlatmş @z . Ben SPWM üzerinden çıkıştan bagımsız gerilimi ayarlamaya çalıştım.

Mehmet Salim GÜLLÜCE

Alıntı yapılan: SB7 - 23 Kasım 2020, 16:15:03Cevap için teşekkürler @Mucit23 hocam.
Linke baktım SVPWM i anlatmş @z . Ben SPWM üzerinden çıkıştan bagımsız gerilimi ayarlamaya çalıştım.
Böyle bir sistemde çıkıştan bağımsız gerilim ayarlayamazsın.
Zira yüke göre tavır belirlemek zorunda sistem.
istediğin gerilimde gücü de belirlemen gerek.
o yüzden mutlaka gerilim geribeslemesi gerekir.