Tính toán giá trị bảng Sin trong điều chế sóng Sin (AC)

Như chúng ta đã biết thì trong phần nghịch lưu phải có điều chế PWM khi đó dạng sóng đầu sau nghịch lưu nó là dạng sin như thế thì mới chạy được cả tải cảm , tải dung, tải thuần trở. Sin này được ông Furie nói vậy. Còn dạng sóng đầu ra chỉ là xung vuông đối xứng thì chỉ chạy được tải thuần trở như bóng đèn, nóng lạnh...Còn động cơ thì không chạy được! Đóng mở nghịch lưu chỉ đóng mở bằng các tín hiệu on - off ( Mosfet, IGBT, GTO, Thyristor). Các tín hiệu...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tính toán giá trị bảng Sin trong điều chế sóng Sin (AC) Tính toán giá trị bảng Sin trong điều chế sóng Sin (AC) Như chúng ta đã biết thì trong phần nghịch lưu phải có điều chế PWM khi đó dạng sóng đầu sau nghịch lưu nó là dạng sin như thế thì mới chạy được cả tải cảm , tải dung, tải thuần trở. Sin này được ông Furie nói vậy. Còn dạng sóng đầu ra chỉ là xung vuông đối xứng thì chỉ chạy được tải thuần trở như bóng đèn, nóng lạnh...Còn động cơ thì không chạy được! Đóng mở nghịch lưu chỉ đóng mở bằng các tín hiệu on - off ( Mosfet, IGBT, GTO, Thyristor). Các tín hiệu đóng mở nghịch lưu phải theo một quy luật nào đó để thu được dạng điện áp đầu ra nó phải là dạng hình sin. Trong con vi xử lý nó cũng chỉ xuất ra tín hiệu on - off bằng các bộ PWM nhưng thời gian on hay off điều chình được hay người ta gọi là PWM. Thực ra con vi điều khiển nó cũng tạo được tín hiệu hình sin đầu ra tại 1 chân của nó bằng các bộ biến đổi DAC ( số - tương tự) cái này cũng cần phải tính giá trị bảng sin. Ở đây biendt đang nói về giá trị trong nghịch lưu điều chế sóng Sin nên nó có sự khác biệt. Hiểu qua thế này các giá trị trong bảng Sin nó làm thay đổi thời gian on hay off. Tức là nó làm thay đổi giá trị của thanh ghi điều chế thời gian on - off trong vi điều khiển. Giá trị thanh ghi này được thay đổi theo bảng Sin. 1) Tại sao ta phải dùng bảng sin? Như chúng ta đã biết thì điện áp hình sin nó có dạng như sau : Qua hình vẽ trên ta thấy sóng sin đối xứng qua gốc tọa độ. Các điểm trên hình vẽ thể hiện các giá trị điện áp tại các điểm đó! + Tại điểm 0 thì điện áp bằng 0V + Tại điểm 1 điện áp dương > tại điểm 0 mang một giá trị nào đó + Tại điểm 2 tức là điện áp dương lớn nhất > tại điểm 1 và mang giá trị là A + Tại điểm 3 điện áp dương < tại điểm 2 mang một giá trị điện áp nào đó + Tại điểm 4 điện áp =0 V + Tại điểm 5 điện áp âm < tại điểm 0 và mang giá trị đối xứng với 3 + Tại điểm 6 điện áp âm nhỏ nhất có giá trị = -A + Tại điểm 7 điện áp âm mang 1 giá trị nào đó > điểm 6 + Tại điểm 8 thì điện áp trở về 0V Do có sự thay đổi điện áp theo thời gian nên điện áp ở các thời gian là khác nhau . Điện áp lớn nhất tức là 2 đỉnh sin mang giá trị A và -A. Tại đỉnh sin này thì điện áp là lớn nhất sau đó giảm dần và tăng dần. Đến đây các bạn đã hiểu phần nào? Điều đặt ra ở đây là cái gì có thể thay đổi điện áp hình sin theo thời gian? Hiện nay có 1 cái thay đổi được đó là PWM tức là điều khiển điện áp ra tải. Nhắc qua tí về PWM PWM thực chất là nó làm thay đổi điện áp ra tải. Cái này nó phụ thuộc vào thời gian on và thời gian off ( T = on + off). Nhìn dưới đây! Sơ đồ trên là dạng xung điều chế trong 1 chu kì thì thời gian xung lên (Sườn dương) nó thay đổi dãn ra hoặc co vào. Và độ rộng của nó được tính bằng phần trăm tức là độ rộng của nó được tính như sau : Độ rộng = (t1/T).100 (%) Uo = Uv.t1/T (Điện áp đầu ra) Như vậy thời gian xung lên càng lớn trong 1 chu kì thì điện áp đầu ra sẽ càng lớn. Nhìn trên hình vẽ trên thì ta tính được điện áp ra tải sẽ là : + Đối với PWM = 25% ==> Ut = Umax.(t1/T) = Umax.25% (V) + Đối với PWM = 50% ==> Ut = Umax.50% (V) + Đối với PWM = 75% ==> Ut = Umax.75% (V) Cứ như thế ta tính được điện áp đầu ra tải với bất kì độ rộng xung nào. Kết Luận : Như vậy thì các giá trị trong bảng sin làm thay đổi PWM từ đó thay đổi điện áp ra tải. Tại mỗi giá trị trong bảng sin ứng với PWM khác nhau. Mỗi điểm trên hình sin mang một giá trị ứng với mỗi điện áp khác nhau. ==> Bảng Sin thay đổi được độ rộng xung (PWM) 2) Xây dựng công thức tính giá trị Sin Như trên biendt đã trình bày thì giá trị trong bảng sin làm thay đổi PWM nên công thức của nó phải liên quan đến giá trị trong thanh ghi điều khiển độ rộng xung của vi xử lý! Như chúng ta đã biết thì sóng dạng sin có phương trình x = Asin(wt) + A là biên độ của sóng sin sin + wt là góc pha ( từ 0 đến 360 độ) Giá trị của sin được chạy từ [-1;1]. Vậy khi sin = 1 thì x = A tức khi sin đi qua góc 90 độ và sinx =-1 thì x = -A khi sin đi qua góc 270. Dựa vào công thức của Sin trên ta tính toán ra công thức cho bảng Sin. Một điều mà tôi nhắc đi nhắc lại là các giá trị bảng sin nó phải liên quan đến thanh ghi điều chế độ rộng xung. Ở đây A là biên độ và là giá trị lớn nhất cho vào thanh ghi điều khiển độ rộng xung của vi xử lý để PWM = 100 như vậy các giá trị còn lại sẽ nhỏ hơn A vì Sin = [-1,1]. Ta đi phân tích hình vẽ sau : Do các giá trị đặt vào thanh ghi điều chế độ rộng xung của vi xử lý là các giá trị dương nên ta sẽ có công thức tổng quát như sau: sin_table = A/2Sin(2*3.14*i/n) + A/2 + A là biên độ của sóng sin tức là giá trị lớn nhất đặt vào thanh ghi PWM để cho PWM = 100% + n là số bước của sóng sin hay nó tương đương với 1 chu kì. Tức là số điểm cần lấy trên điểm sin. Ở đây tôi lấy 8 điểm tức với n = 8 + i là một điểm bất kỳ trên Sin. giá trị của i nằm trong khoảng từ [0 - n]. Tại giá trị i = 2 ...