DC-Bus-Umkehrung zu modifizierter 3-Phasen-Wechselstrom-Sinuswelle unter Verwendung von IGBTs

Ich arbeite mit einem Wechselrichter mit variabler Spannung.

Ich habe eine 3-Phasen-Wechselspannung von Leitung zu Leitung mit 480 V RMS. Es trifft auf ein Vollwellen-SCR-Frontend, hat eine DC-Busverbindung und wird mit IGBTs invertiert, um eine sechsstufige Ausgangswellenform zu erzeugen.

Die IGBTs zünden im 180-Grad-Leitungsmodus und ich messe die Ausgangswellenform mit einem True-RMS-Messgerät.

Hier meine Verwirrung:

Mit einem Vollwellen-SCR-Frontend ist mir bewusst, dass ich in der Lage sein sollte, mich der Sqrt (2) * -Leitung zu nähern, um den einsamen RMS-Eingang zu erreichen, und ich sehe das auf dem DC-Bus.

Aber ich kann anscheinend die Gleichung nicht finden, die vorschreibt, wie die Umwandlung meiner DC-Busspannung in die RMS-Spannung von Leitung zu Leitung meiner sechsstufigen Ausgangswelle berechnet wird.

Ich habe eine Million verschiedene Gleichungen zum Umwandeln von Gleichstrom in 3-Phasen-Wechselstrom gefunden, aber keine davon scheint mit dem übereinzustimmen, was ich sehe.

Die Spannung der Ausgangswellenform von Leitung zu Leitung liegt in meinen Tests immer genau bei 0,816 * DC-Busspannung. Dieser Umrechnungsfaktor bleibt von niedriger Spannung bis hin zur maximalen DC-Spannung bei ~680 V DC (480 * 1,414) genau.

Nirgendwo in meiner Recherche habe ich herausgefunden, woher diese Zahl kommt. Am nächsten kommt mir eine Gleichung auf der Wiki-Seite für die EffektivspannungGeben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wenn ich die Spitzenspannung (DC-Bus) durch sqrt (3/2) teile, erhalte ich tatsächlich den Umrechnungsfaktor, den ich in meinen Tests gesehen habe. Aber ich habe keine Ahnung, woher das kommt. Und wenn ich mich in dem, was ich sehe, nicht irre, bedeutet dies, dass ich mit 480 VAC RMS in etwa ~ 554 VAC RMS herausbekommen kann (480 * 1,414 = ~ 678,678 * ,816 = ~ 554).

Da wir offensichtlich nicht einfach Energie aus dem Nichts erzeugen können, woher kommt diese höhere Spannung mit einem reduzierten Strom im Vergleich zum eingehenden Strom? Oder kann jemand erklären, was hier los ist und woher dieser Umrechnungsfaktor Sqrt (3/2) kommt, bitte.

Antworten (1)

Der Umrechnungsfaktor ergibt sich aus der Fourier-Analyse der Wellenform. Hier ist eine Illustration von Bedford und Hoft, "Principles of Inverter Circuits", 1964. Die Erklärung in dem Buch umfasst sechseinhalb Seiten.

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Hast du das pdf dieser Seiten?
Bedeutet das, dass bei einem bestimmten Eingangsstrom der Ausgangsstrom niedriger ist, da die Ausgangsspannung höher als die Eingangsspannung ist?
Der grundlegende Eingangsstrom wird basierend auf der Energieerhaltung berechnet: Leistung = VXIX sqrt 3 X Leistungsfaktor. Eingangsleistung = Ausgangsleistung plus Verluste. Die Gesamt-RMS-Eingangs- und -Ausgangsströme enthalten jeweils ihren eigenen unabhängigen Oberschwingungsgehalt. Die Oberschwingungsströme haben damit verbundene Verluste, aber der effektive Leistungsfaktor des Oberschwingungsgehalts ist ziemlich niedrig. Die Blindkomponente des Motorstroms wird von den DC-Bus-Kondensatoren geliefert und spiegelt sich nicht im Eingangsstrom wider. Der Leistungsfaktor der Eingangsgrundwelle ist ziemlich hoch.
Sie sagen also, dass der Ausgang mit dem gleichen Ausgangsstrom wie der Eingangsstrom eine höhere Spannung haben kann? Können Sie das erklären, denn für mich scheint das eine Stromerzeugung zu sein, keine Umwandlung
Ja. Der Ausgang kann eine höhere Ausgangsspannung bei gleichem oder höherem Strom als der Eingang haben, da ein Teil der scheinbaren Ausgangsleistung aufgrund der Energie, die zwischen dem Motor und den DC-Bus-Kondensatoren hin und her zirkuliert, tatsächlich Blindleistung ist. Der Eingangsoberwellenstrom gleicht diesen Effekt jedoch häufig aus. Energieerhaltung gilt immer, aber Leistungsfaktor und Oberschwingungen erschweren die Berechnung der wahren Energieübertragung.
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