三相整流计算.doc

摘要：电压型变频器直流环节并入电容对整流电路的输出进行滤波，理论上电容值越大，电压纹波越小，但是从空间和成本上考虑并不能如此。详细论述了三相输入和单相输入变频器滤波电容的计算方法，为电压型变频器不同功率的负载所需滤波电容的选择提供了理论依据。最后通过实验证明了该算法可行、可靠，不仅保证了产品的性能，更节约了成本。关键词：整流电路；电压型变频器：纹波 0 引言虽然利用整流电路可以将交流电变换成直流电，但是在三相电路中这种直流电压或电流含有频率为电源频率6倍的电压或电流纹波。此外，变频器逆变电路也将因输出和载波频率等原因而产生纹波电压或电流，并反过来影响直流电压或电流的品质。因此，为了保证逆变电路和控制电路能够得到高质量的直流电压或电流，必须对直流电压或电流进行滤波，以减少电压或电流的脉动。直流环节是指插在直流电源和逆变电路之间的滤波电路，其结构的差异将对变换器的性能产生不同的影响：凡是采用电感式结构，其输入电流纹波较小，类似电流源性质；凡是采用电容式结构，其输入端电压纹波较小，类似电压源性质。对电压型变频器米说，整流电路的输出为直流电压，直流中间电路则通过大电解电容对该电压进行滤波；而对于电流型变频器米说，整流电路的输出为直流电流，中间电路则通过大电感对该电流进行滤波。l 三相变频器直流中间电路电解电容的计算11 变频器及直流中间电路结构框图变频器及直流中间电路结构图如图1所示。1.2 三相输入及整流后的电压波形三相输入线电压220V及整流后的电压波形如图2所示。图2中，Ua、Ub、Uc是三相三线制的三相输入相电压；uc是电容电压，ur是整流之后未加电容时的电压。13 分析过程1.3.l 整流后电压的计算对于三相三线制输入线电压为220V系列变频器(以下简称220V系列)来说U=220V；对于440V系列，U=440V。132 等效电阻的计算为计算方便，对于输出功率为P的逆变器，将其直流侧输入端阻抗用一个纯电阻R等效，则1.3.3 电容的充放电过程分析由于整流后的直流电压有波动，假设ur的波动幅度为a，则假设电路工作已经处于稳态，电容两端的电压如图2所示，在t2时刻，电容电压达到最大值。之后由于电源电压小于电容电压，电容开始放电；在t3时刻，当电源电压下降到最小值时，电容电压依然大于电源电压，电容继续放电：在t4时刻，电源电压刚好等于电容电压，此后电源给电容充电。在t4时刻电容电压等于UPV（1-a%）。1.3.4 计算过程由图2可知，电容的放电时间为tf=t4-t2例：以三相220V系列22kW变额器为例来计算其直流中间电路所需的电解电容。已知，U=220V，UPN=310V，f=50Hz，并假设a=5，将以上数据代入式（9）得到C1036.56F考虑实际电容容值大小，则可以选择用3个470F的电解电容并联使用。2 单相变频器直流中间电路电解电容的计算这里单相输入的线电压的值仍与上述三相输入的相同。由于三相变频器整流后的电压波形是六脉波；而单相变频器只有两个波头。对于单相220V系列O4kW系列变频器来因此对于单相220V系列O4 kW变频器，则选择用3个220F的电解电容并联使用。3 实验结果(1)三相输入220V系列2.2kW变频器在载波频率为145 kHz、负载为满载、直流环节使用3个470F的电解电容并联的条件下，测得电容电压最大值和最小值分别为312V和299V，平均值为305V，纹波系数约为426；(2)单相输入220V系列O4kW变频器在载波频率为145 kHz、负载为满载、直流环节使用3个220F的电解电容并联的条件下，测得电容电压最大值和最小值分别为308V和294V，平均值为301V，纹波系数约为465%。4 结语变频器硬件回路的设计在考虑采用性能好的部件的同时更要注意使成本最低化。依靠经验而取的电容值一般会留很大的裕量，间接地增加了成本。本文关于直流中间电路电解电容的算法在实际应用中可行，并且可靠。通过理论计算，设计者可以根据不同电压等级、不同功率的负载选择相应的滤波电容。此算法已实际应用，并取得了一定的经济效益。积化和差sina*cosb=(sin(a+b)+sin(a-b)/2 cosa*sinb=(sin(a+b)-sin(a-b)/2 cosa*cosb=(cos(a+b)+cos(a-b)/2 sina*sinb=-(cos(a+b)-cos(a-b)/2和差化积sinx+siny=2sin(x+y)/2)*cos(x-y)/2) sinx-siny=2cos(x+y)/2)*sin(x-y)/2) cosx+cosy=2cos(x+y)/2)*cos(x-y)/2) cosx-cosy=-2sin(x+y)/2)*sin(x-y)/2)CD4046BE一、CD4046基本特征：CD4046是通用的CMOS锁相环集成电路，其特点是电源电压范围宽（为3V18V），输入阻抗高(约100M)，动态功耗小，在中心频率f0为10kHz下功耗仅为600W，属微功耗器件。二、CD4046引脚图:CD4046的引脚排列，采用16脚双列直插式，各管脚功能：1脚相位输出端，环路人锁时为高电平，环路失锁时为低电平。2脚相位比较器的输出端。3脚比较信号输入端。4脚压控振荡器输出端。5脚禁止端，高电平时禁止，低电平时允许压控振荡器工作。6、7脚外接振荡电容。8、16脚电源的负端和正端。9脚压控振荡器的控制端。10脚解调输出端，用于FM解调。11、12脚外接振荡电阻。13脚相位比较器的输出端。14脚信号输入端。15脚内部独立的齐纳稳压管负极。16脚：电源三、CD4046典型应用PS2键盘编程详细资料 参考网址：/jasionben/blog/item/93572dd49ba90ac250da4b16.html一.电气特性1DATAKey Data2n/cNot connected3GNDGnd4VCCPower , +5 VDC5CLKClock6n/cNot connected二.数据格式1个起始位总是逻辑08个数据位（LSB）低位在前1个奇偶校验位奇校验1个停止位总是逻辑11个应答位仅用在主机对设备的通讯中表中，如果数据位中的个数为偶数，校验位就为；如果数据位中的个数为奇数，校验位就为；总之，数据位中的个数加上校验位中的个数总为奇数，因此总进行奇校验。三.PS/2 发送数据到PC的时序键盘接口时序(a) 键盘发送时序；(b) 键盘接收时序注:在时钟的下降沿读取数据.以下可做具体写程序参考从向机发送一个字节可按照下面的步骤进行：()检测时钟线电平，如果时钟线为低，则延时； ()检测判断时钟信号是否为高，为高，则向下执行，为低，则转到()； ()检测数据线是否为高，如果为高则继续执行，如果为低，则放弃发送（此时机在向 设备发送数据，所以设备要转移到接收程序处接收数据）； ()延时（如果此时正在发送起始位，则应延时）； （）输出起始位（）到数据线上。这里要注意的是：在送出每一位后都要检测时钟线，以确保机没有抑制设备，如果有则中止发送； （）输出个数据位到数据线上； （）输出校验位； （）输出停止位（）； （）延时（如果在发送停止位时释放时钟信号则应延时）；通过以下步骤可发送单个位： （）准备数据位（将需要发送的数据位放到数据线上）； （）延时； （）把时钟线拉低； （）延时； （）释放时钟线； （）延时。设备从机接收一个字节由于设备能提供串行同步时钟，因此，如果机发送数据，则机要先把时钟线和数据线置为请求发送的状态。机通过下拉时钟线大于来抑制通讯，并且通过下拉数据线发出请求发送数据的信号，然后释放时钟。当设备检测到需要接收的数据时，它会产生时钟信号并记录下面个数据位和一个停止位。主机此时在时钟线变为低时准备数据到数据线，并在时钟上升沿锁存数据。而设备则要配合机才能读到准确的数据。具体连接步骤如下：（）等待时钟线为高电平。 （）判断数据线是否为低，为高则错误退出，否则继续执行。 （）读地址线上的数据内容，共个，每读完一个位，都应检测时钟线是否被机拉低，如果被拉低则要中止接收。 （）读地址线上的校验位内容，个。 （）读停止位。 （）如果数据线上为（即还是低电平），设备继续产生时钟，直到接收到且产生出错信号为止（因为停止位是，如果设备没有读到停止位，则表明此次传输出错）。 （ 输出应答位。 （） 检测奇偶校验位，如果校验失败，则产生错误信号以表明此次传输出现错误。 （）延时 ，以便机进行下一次传输。读数据线的步骤如下：（）延时； （）把时钟线拉低 （）延时 （）释放时钟线 （）延时 （）读数据线。下面的步骤可用于发出应答位；（）延时； （）把数据线拉低； （）延时； （）把时钟线拉低； （）延时； （）释放时钟线； （）延时； （）释放数据线。四.键盘返回值介绍:注意:键盘的返回值并不是和一般ASCII码相对应!键盘的处理器如果发现有键被按下释放或按住键盘将发送扫描码的信息包到计算机扫描码有两种不同的类型通码和断码当一个键被按下或按住就发送通码当一个键被释放就发送断码每个按键被分配了唯一的通码和断码这样主机通过查找唯一的扫描码就可以测定是哪个按键每个键一整套的通断码组成了扫描码集有三套标准的扫描码集分别是第一套第二套和第三套所有现代的键盘默认使用第二套扫描码 虽然多数第二套通码都只有一个字节宽但也有少数扩展按键的通码是两字节或四字节宽这类的通码第一个字节总是为E0h 正如键按下通码就被发往计算机一样只要键一释放断码就会被发送每个键都有它自己唯一的通码它们也都有唯一的断码幸运的是你不用总是通过查表来找出按键的断码在通码和断码之间存在着必然的联系多数第二套断码有两字节长它们的第一个字节是F0h 第二个字节是这个键的通码扩展按键的断码通常有三个字节它们前两个字节是E0h,F0h 最后一个字节是这个按键通码的最后一个字节作为一个例子我在下面列出了几个按键的第二套通码和断码No.KEY通码(第二套)断码(第二套)1A1CF0 1C252EF0 2E3F1009F0 094Right ArrowE0 74E0 F0 745Right CtrlE0 14E0 F0 14一个键盘发送值的例子: 通码和断码是以什么样的序列发送到你的计算机从而使得字符G 出现在你的字处理软件里的呢因为这是一个大写字母需要发生这样的事件次序按下Shift 键按下G键释放G 键释放Shift 键与这些时间相关的扫描码如下Shift 键的通码12hG 键的通码34h G 键的断码F0h 34h Shift 键的断码F0h 12h 因此发送到你的计算机的数据应该是12h 34h F0h 34h F0h 12h五:第二套扫描码:101 102 和104 键的键盘:KEY通码断码KEY通码断码KEY通码断码A1CF0 1C946F0 4654F0 54B32F0 320EF0 0EINSERTE0 70E0 F0 70C21F0 21-4EF0 4EHOMEE0 6CE0 F0 6CD23F0 23=55F0 55PG UPE0 7DE0 F0 7DE24F0 245DF0 5DDELETEE0 71E0 F0 71F2BF0 2BBKSP66F0 66ENDE0 69E0 F0 69G34F0 34SPACE29F0 29PG DNE0 7AE0 F0 7AH33F0 33TAB0DF0 0DU ARROWE0 75E0 F0 75I43F0 43CAPS58F0 58L ARROWE0 6BE0 F0 6BJ3BF0 3BL SHFT12F0 12D ARROWE0 72E0 F0 72K42F0 42L CTRL14F0 14R ARROWE0 74E0 F0 74L4BF0 4BL GUIE0 1FE0 F0 1FNUM77F0 77M3AF0 3AL ALT11F0 11KP /E0 4AE0 F0 4AN31F0 31R SHFT59F0 59KP *7CF0 7CO44F0 44R CTRLE0 14E0 F0 14KP -7BF0 7BP4DF0 4DR GUIE0 27E0 F0 27KP +79F0 79Q15F0 15R ALTE0 11E0 F0 11KP ENE0 5AE0 F0 5AR2DF0 2DAPPSE0 2FE0 F0 2FKP71F0 71S1BF0 1BENTER5AF0 5AKP 070F0 70T2CF0 2CESC76F0 76KP 169F0 69U3CF0 3CF105F0 05KP 272F0 72V2AF0 2AF206F0 06KP 37AF0 7AW1DF0 1DF304F0 04KP 46BF0 6BX22F0 22F40CF0 0CKP 573F0 73Y35F0 35F503F0 03KP 674F0 74Z1AF0 1AF60BF0 0BKP 76CF0 6C045F0 45F783F0 83KP 875F0 75116F0 16F80AF0 0AKP 97DF0 7D21EF0 1EF901F0 0158F0 58326F0 26F1009F0 09;4CF0 4C425F0 25F1178F0 7852F0 5252EF0 2EF1207F0 07,41F0 41636F0 36PRNTSCRNE0 12E0 7CE0 F07C E0F0 12.49F0 4973DF0 3D