Mi cliente tiene un controlador de motor que aparentemente solo funciona con un filtro LC delante. Esta configuración dispara por subtensión:
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
Esto funciona bien:
(Estoy omitiendo detalles como la impedancia de línea y la precarga, pero esa es la idea general. Puedo volver a agregarlos si alguien cree que son relevantes).
Nunca he visto un controlador de motor que requiera un filtro LC como ese. Me interesa que este filtro tenga un polo a 49 Hz, y este equipo está diseñado para operar tanto a 50 como a 60 Hz. Las pruebas se están ejecutando a 60 Hz. Si calculé correctamente la respuesta de frecuencia, ese LC debería tener una magnitud de ganancia de aproximadamente 2x a 60 Hz.
¿Es esto realmente solo un doblador de voltaje sintonizado? ¿Qué otra función podría realizar esto?
Sin el inductor, la ondulación es mayor y es probable que el disparo por bajo voltaje se deba a que la parte inferior de la ondulación disparó algún comparador en el controlador y decidió apagarse. El inductor reducirá la parte superior de la ondulación Y aumentará significativamente la parte inferior de la ondulación, por lo tanto, el voltaje instantáneo visto por el controlador nunca es tan bajo como en el caso sin el inductor.
¡Especulaciones basadas en la experiencia! Probablemente podrías simularlo fácilmente.
La razón para crear un filtro LC con respecto a un inversor es por razones de calidad de energía en el lado de CA.
Un rectificador de 6 pulsos, en teoría, generará armónicos de corriente: fondo, 5,7, 11,13... Sin embargo, esto depende de la corriente continua continua. Según el consumo de energía de salida y el tamaño del capacitor de enlace de CC, el punto de potencia operativo en el que se produce la corriente continua de CC (y, por lo tanto, el contenido armónico de la corriente de CA) puede ser demasiado alto con respecto a los requisitos.
Este inductor reduce la potencia a la que se produce la corriente continua continua.
Creo que lo entiendo ahora. La ganancia del LC no debe calcularse a 60 Hz. La señal que ve el LC es la trifásica rectificada, a la que de ahora en adelante llamaré onda jorobada.
Esta señal tiene una fundamental de 360 Hz, con algún contenido de energía en los armónicos de 360 Hz, ya que no es una onda sinusoidal perfecta. A 360 Hz, con los componentes que estamos usando, la ganancia del filtro LC es . La ganancia negativa significa que la salida está desfasada 180 grados con respecto a la entrada, pero en este momento no nos importa eso. A frecuencias más altas, la ganancia es incluso menor, por lo que menos del 1,9 % del contenido total de energía atraviesa el filtro. En lugar de tener una ondulación de pico a pico de nuestro voltaje pico, obtenemos .
Entonces, el contenido de CC de la onda (.955 Vpk según esta respuesta ) no se ve afectado, quedando 324 V CC. El contenido de CA era de 45,5 V de pico a pico y ahora es de 0,86 V de pico a pico. Así que nuestros valles, en lugar de ser ~300 voltios, ahora son ~323 voltios.
Agregar una carga resistiva reduce aún más la ganancia de CA y reduce el ángulo de fase, pero los efectos son relativamente pequeños en las cargas de interés. He ejecutado simulaciones que coinciden bastante bien con las matemáticas.
El principio para usar el LC es el mismo que cuando se usa en la salida de los reguladores de conmutación o reguladores reductores.
Tiene una corriente ruidosa montada en el voltaje de salida que tiene una frecuencia. Esto se filtra usando el inductor. El capacitor filtra las ondas de voltaje con el capacitor actuando como una pequeña batería que se activa durante las ondas en los rieles de voltaje o CC.
Hay muchos parámetros ocultos como dcr, frecuencia, etc. del inductor y la ESR del capacitor que básicamente gobierna la selección de estos componentes específicos.
Martín Petrei
Esteban Collings
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Esteban Collings