Bagaimana Menghitung Bentuk Gelombang Sinus yang Dimodifikasi

Saya yakin Anda mungkin sering bertanya-tanya bagaimana cara mencapai cara yang benar untuk mengoptimalkan dan menghitung gelombang persegi yang dimodifikasi sehingga menghasilkan replikasi gelombang sinus yang hampir identik ketika digunakan dalam aplikasi inverter.

Perhitungan yang dibahas dalam artikel ini akan membantu Anda mempelajari teknik di mana rangkaian gelombang persegi yang dimodifikasi dapat diubah menjadi gelombang sinewave. Mari pelajari prosedurnya.

Kriteria pertama untuk melakukannya adalah mencocokkan nilai RMS dari persegi yang dimodifikasi dengan pasangan gelombang sinus sedemikian rupa sehingga hasilnya mereplikasi bentuk gelombang sinusoidal sedekat mungkin.

Apa itu RMS (Root Mean Square)

Kita tahu bahwa RMS tegangan bentuk gelombang sinusoidal AC rumah kita ditentukan dengan menyelesaikan hubungan berikut:

V. puncak = √2 V rms

Dimana V puncak adalah batas maksimum atau batas puncak dari siklus bentuk gelombang sinus, sedangkan besaran rata-rata dari setiap siklus bentuk gelombang ditampilkan sebagai V rms

Itu √2 dalam rumus membantu kita menemukan nilai rata-rata atau nilai bersih dari siklus AC yang mengubah tegangannya secara eksponensial dengan waktu. Karena nilai tegangan sinusoidal bervariasi dengan waktu dan merupakan fungsi waktu, maka tidak dapat dihitung dengan menggunakan rumus rata-rata dasar, melainkan kita bergantung pada rumus di atas.

Sebagai alternatif, AC RMS dapat dipahami sebagai ekuivalen dengan nilai arus searah (DC) yang menghasilkan disipasi daya rata-rata yang identik ketika dihubungkan melintasi beban resistif.

Oke, jadi sekarang kita tahu rumus untuk menghitung RMS dari siklus gelombang sinus dengan mengacu pada nilai tegangan puncaknya.

Ini dapat diterapkan untuk mengevaluasi puncak dan RMS untuk rumah kami 50 Hz AC juga. Dengan menyelesaikan ini, kami mendapatkan RMS sebagai 220V dan puncak sebagai 310V untuk semua sistem AC listrik berbasis 220V.

Menghitung RMS dan Puncak Gelombang Persegi yang Dimodifikasi

Sekarang mari kita lihat bagaimana hubungan ini dapat diterapkan dalam inverter gelombang persegi yang dimodifikasi untuk menyiapkan siklus bentuk gelombang yang tepat untuk sistem 220V, yang akan sesuai dengan ekuivalen sinusoidal AC 220V.

Kita sudah tahu bahwa AC RMS setara dengan daya rata-rata bentuk gelombang DC. Yang memberi kita ungkapan sederhana ini:

V. puncak = V rms

Tetapi kami juga ingin puncak gelombang persegi berada pada 310V, jadi tampaknya persamaan di atas tidak akan berlaku dan tidak dapat digunakan untuk tujuan tersebut.

Kriterianya adalah memiliki puncak 310V serta RMS atau nilai rata-rata 220V untuk setiap siklus gelombang persegi.

Untuk mengatasi ini dengan benar, kami mengambil bantuan waktu ON / OFF gelombang persegi, atau persentase duty cycle seperti yang dijelaskan di bawah ini:

Setiap setengah siklus bentuk gelombang AC 50 Hz memiliki durasi waktu 10 milidetik (ms).

Siklus setengah gelombang yang dimodifikasi dalam bentuk yang paling kasar harus terlihat seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut:

Kita dapat melihat bahwa setiap siklus dimulai dengan celah nol atau kosong, kemudian menembakkan pulsa puncak hingga 310V dan kembali diakhiri dengan celah 0V, proses tersebut kemudian diulangi untuk setengah siklus lainnya.

Untuk mencapai RMS 220V yang diperlukan, kita harus menghitung dan mengoptimalkan bagian puncak dan celah nol atau periode ON / OFF siklus sedemikian rupa sehingga nilai rata-rata menghasilkan 220V yang diperlukan.

Garis abu-abu mewakili 50% periode siklus, yaitu 10 md.

Sekarang kita perlu mengetahui proporsi waktu ON / OFF yang akan menghasilkan rata-rata 220V. Kami melakukannya dengan cara ini:

220/310 x 100 = 71% kurang lebih

Ini menunjukkan bahwa puncak 310V pada siklus modifikasi di atas harus menempati 71% dari periode 10 ms, sedangkan dua celah nol harus digabungkan 29%, atau masing-masing 14,5%.

Oleh karena itu, dalam panjang 10 md, bagian nol pertama harus 1,4 md, diikuti oleh puncak 310 V selama 7 md, dan terakhir celah nol terakhir dari 1,4 md lainnya.

Setelah ini tercapai, kita dapat mengharapkan keluaran dari inverter untuk menghasilkan replikasi bentuk gelombang sinus yang cukup baik.

Terlepas dari semua ini, Anda mungkin menemukan bahwa keluarannya bukanlah replikasi yang ideal dari gelombang sinus, karena gelombang persegi yang dimodifikasi yang dibahas dalam bentuk paling dasar atau tipe kasar. Jika kita ingin outputnya sesuai dengan gelombang sinus dengan presisi maksimum, maka kita harus memilih Pendekatan SPWM .

Saya harap pembahasan di atas dapat mencerahkan Anda tentang cara menghitung dan mengoptimalkan persegi yang dimodifikasi untuk mereplikasi keluaran gelombang sinus.

Untuk verifikasi praktis, pembaca dapat mencoba menerapkan teknik di atas untuk ini rangkaian inverter modifikasi sederhana.

Ini yang lainnya contoh klasik dari bentuk gelombang yang dimodifikasi yang dioptimalkan untuk mendapatkan gelombang sinus yang baik di sekunder transformator.