UCV- Facultatea de A.C.E.- Catedra de Electronica si Instrumentatie Electronica de putere- Laborator

Transcription

1 UCV- Facultatea de A.C.E.- Catedra de Electronica si Instrumentatie Electronica de putere- Laborator UNIVERSITATEA DIN CRAIOVA FACULTATEA DE AUTOMATICA, CALCULATOARE SI ELECTRONICA CATEDRA DE ELECTRONICA SI INSTRUMENTATIE Disciplina: Electronica de putere Sectia: Electronica Aplicata-ELA,Anul de studiu: IV, Semetrul : I Numele studentului: Grupa : Data efectuarii lucrarii Laborator 3. Invertor PWM monofazat 1. Scurt teoretic Solutia reala, ca raspuns caderilor de tensiune la reteaua de alimentare de curent alternativ, o reprezinta sistemele UPS (Uninterruptible Power Supply). Componenta principala a unui sistem UPS este invertorul (sau convertorul DC/AC). In figura urmatoare este reprezentat, sub forma de schema bloc (fiecare bloc poate fi reprezentat de o functie de transfer), invertorul PWM. Se observa controlul automat al iesirii (blocurile ATTENUATOR si ERROR AMPLIFIER ). BAND PASS ERROR PWM POWER FILTER AMPLIFIER GENERATOR STAGE ATENUATOR Fig Diagrama Bloc a Invertorului PWM 2. Lucrarea practica 2.1. Blocul necesar alimentarii componentelor electronice si referinta de tensiune Se analizeaza semnalele electrice ale blocului DC POWER SUPPLY&REFERENCE.

2 Fig Schema electrica a blocului DC POWER SUPPLY&REFERENCE Realizati urmatoarele conexiuni si masuratori: - se alimenteaza montajul, la bornele de alimentare a platformei, de la o sursa de tensiune de 30Vcc ce poate furniza un curent de 2A - cu un multimetru, de curent continuu, masurati tensiunea la borna 1 - masurati tensiunea la bornele 2 si 3. - masurati caderea de potential pe jonctiunea C-E a tranzistorului T1, intre bornele 1 si 2. Calculati puterea disipata maxima pe tranzistor, considerand curentul maxim admis de 300mA, de aproximativ 0.55W Temporizatorul cu circuitul intergrat 555 (multivibrator astabil) Fig Schema electrica a blocului multivibrator astabil

3 Determinarea nivelului de tensiune de la intrarea mecanismului de declansare trigger pentru o iesire de 1 logic. - se conecteaza 2 sonde ale osciloscopului la intrarea circuitului astabilul, borna 4, respectiv la iesirea circuitului, borna 5 fata de - se masoara amplitudinea minima a semnalului la intrarea circuitului (borna 4), moment in care iesirea circuitului devine 1 logic (borna 5) - se masoara amplitudinea maxima a semnalului la intrarea circuitului (borna 4), moment in care iesirea circuitului devine 0 logic (borna 5) - verificati ca amplitudinea maxima, respectiv minima, ale semnalului la intrarea circuituluui, sunt atinse cand are loc tranzitia semnalului la iesire Determinarea frecventei de oscilatie a circuitului timer - se conecteaza o sonda a osciloscopului la borna 5 - se masoara durata in care semnalul se afla 1 logic, respectiv 0 logic - se conecteaza o sonda a osciloscopului la bornal 6, se masoara frecventa, respectiv factorul de umplere al semnalului pentru 2.3. Filtrul trece-banda Iesirea generatorului de semnal realizat cu circuitul 555 este un semnal dreptunghiular. Pentru a obtine dintr-un semnal dreptunghiular un semnal sinusoidal este folosit un filtru trece-banda avand schema electrica din figura urmatoare. Fig Schema electrica a filtrului trece-banda Verificarea formei de unda a iesirii filtrului trece-banda

4 - se conecteaza 2 sonde ale osciloscopului la borna 6, respectiv borna 7 fata de - se verifica faza, frecventa si forma de unda a celor doua semnale Verificarea amplitudinii semnalului de iesire al filtrului trece-banda - se conecteaza 2 sonde ale osciloscopului la borna 7, respectiv borna 8 fata de - se compara cele doua semnale - se masoara amplitudinea celor doua semnale si se calculeaza amplificarea etajului amplificator 2.4. Amplificatorul de eroare Sistemul de control automat al invertoruluui este realizat in bucla inchisa. Pentru controlul iesirii invertorului este necesar blocul amplificator de eroare prezentat in figura urmatoare. Fig Schema electrica a amplificatorul de eroare Verificarea iesirii filtrului trece-banda in raport cu iesirea transformatorului - se conecteaza 2 sonde ale osciloscopului la borna 8, respectiv borna 9 fata de - se urmareste diferenta de faza si amplitudine intre cele doua semnale (se observa cum semnalul feedback de control borna 9 are tendinta de urmarire a semnalului de la borna 8) Determinarea amplificarii sistemului automat de control in bucla inchisa - cu un multimetru, se masoara valoarea efectiva a tensiunii prezenta la borna 9 respectiv borna 8 fata de

5 - se determina amplificarea buclei inchise prin impartirea tensiunii de la borna 9 ( feedback ) la diferenta tensiunii intre semnalul de la borna 8 si borna 9, petrnu diferite pozitii ale potentiometrului RV4, si se completeaza tabelul urmator. Nota: 1) valoarea efectiva a tensiunii se masoara cu multimuetrul in curent alternativ. Pentru a 2 ef masurat obtine valoarea efectiva reala: V = V + V ef 2 med masurat 2) valoarea medie a tensiunii se masoara cu multimetrul in curent continuu Generatorul PWM (cu modulatie in latime a pulsului) Generatorul PWM este un circuit ce genereaza un semnal dreptunghiular, de frecventa fixa, al carui factor de umplere variaza in raport cu o tensiune de intrare, reprezentat in figura urmatoare. Fig Schema electrica a generatorului PWM Verificarea generatorului PWM - se calibreaza sistemul - se conecteaza 2 sonde ale osciloscopului la borna 15, respectiv borna 16 fata de - se observa cum se obtine semnal triunghiular dintr-un semnal dreptunghiular - se muta sonda osciloscopului de la borna 15 la borna 10 fata de - se determina factorul de umplere al semnalului prezent la borna 15

6 2.6. Blocul de putere Blocul de putere, principial, consta in 4 tranzistori MOS-FET conectati in punte H, reprezentat in figura urmatoare. Fig Schema electrica a blocului de putere Verificarea generatorului PWM - se conecteaza 2 sonde ale osciloscopului la borna 21, respectiv borna 20 fata de - verificati formele de unda ale semnalelor si explicati rezultatele Convertorul DC/AC cu sarcina R (rezistiva) - se conecteaza sarcina rezistiva la modulul transformator TY23A/EV - se conecteaza o sonda a osciloscopului la bornele sarcinii - se masoara valoarea efectiva a tensiunii pe sarcina - cu ajutorul unui multimetru, conectat intre o borna de iesire a secundarului transformatorului si sarcina rezistiva, se masoara valoarea efectiva a curentului prin sarcina - se calculeaza puterea aplicata pe sarcina Convertorul DC/AC cu sarcina C (capacitiva)

7 - se conecteaza sarcina rezistiva la modulul transformator TY23A/EV - se conecteaza o sonda a osciloscopului la bornele sarcinii si se vizualizeaza forma de unda cand sarcina este pur capacitiva - se calculeaza impedanta prezentata de capacitor la frecventa curenta - se masoara valoarea efectiva a tensiunii pe sarcina - cu ajutorul unui multimetru, conectat intre o borna de iesire a secundarului transformatorului si sarcina rezistiva, se masoara valoarea efectiva a curentului prin sarcina - se compara datele teoretice (ce pot fi deduse cu ajutorul impedantei sarcinii) cu cele masurate Analiza convertorul DC/AC cu diferite sarcini - se raiau pasii de la punctul cu urmatoarele sarcini: - sarcina L - sarcina serie R-L - sarcina serie R-C - sarcina serie R-L-C