فیلتر کردن موج مربعی برای تولید موج سینوسی خالص

[sina1359]

DC کردن برق اینورترهایه شبه سینوسی:
سلام دوستان
معمولا برای DC کردن یک جریان AC از پل دیود و خازن استفاده میشه
این حالت در زمانی که برق به صورت سینوسی خالص است (مثل برق شهر) به خوبی انجام میشه
ولی در اینورترهایه مربعی و شبه سینوسی که به دلیل شکل موج خروجی , دارای هارمونیکهایه زیاده است
این اعوجاج هارمونیک خود قاتل اصلی دیود و خازن میباشد و در ممدت کوتاهی , بخش DC کننده مدار ما را خراب میکنند
حالا دوستان راه حلی برایه این مشکل میتوانند پیدا کنند؟ مداری هست که بدون خازن و دیود این امواج پر هارمونیک را شکست و آن را DC کمرد؟
-------------------------------------------------------
اسم تاپیک به:
فیلتر کردن موج مربعی برای تولید موج سینوسی خالص
تغییر کرد

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : DC کردن برق اینورترهایه شبه سینوسی

همونطوری که اشاره کردی:
موج های مربعی و ... یه عالمه هارمونیک دارن!
(در تئوری موج مربعی بینهایت هارمونیک داره)
خب بیا یک فیلتر بذار در اول کار
از نوع پایین گذر یا میان گذر
مثلا اگه داری روی 50 هرتز کار میکنی
یک فیلتر میانگذر 50 هرتز با کیفیت خوب استفاده کن!
اونوقت خیالت راحته که خروجیت تقریبا سینوسیه!

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : DC کردن برق اینورترهایه شبه سینوسی

اینا رو هم توی اینترنت جستجو کردم:
(تحت عنوان: فیلت حذف هارمونیک)

http://www.pkc-capacitor.com/tr/filter

http://www.zrec.co.ir/DocumentsLibrary/equi/203.pdf

http://www.forumpersian.com/thread16182.html

http://news.tavanir.org.ir/press/pre...l.php?id=19523

http://payman-techin.blogfa.com/post/9

و ... :read:

[sina1359]

پاسخ : DC کردن برق اینورترهایه شبه سینوسی

ممنون دوست عزیز ,
این فیلترها به چه صورت عمل میکنند؟ میتونید کمی در موردشون توضیح بدید؟
با تشکر

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : DC کردن برق اینورترهایه شبه سینوسی

این آموزش هشت صفحه داره:
http://www.electronics-tutorials.ws/.../filter_1.html
یک نگاهی بهش بکن.
در مورد فیلتر ها صحبت کرده.
در حالت کلی فیلترها رو به منظور محدود کردن فرکانس های موجود در سیگنال ها استفاده میکنیم.
فیلتر ها ( با توجه به مدار تشکیل دهنده شون) به پنج گروه کلی تقسیم میشن:
- پایین گذر
- بالا گذر
- میان گذر
- میان نگذر
- تمام گذر
در فیلترها یک سری اصطلاحاتی استفاده میشه مثله:
فرکانس قطع
ریپل (یا اعوجاج)
باند توقف
باند عبور
و ...
خب با اینا کاری نداریم فعلا.
بذار بریم سر همون برق شهر
فرض کن یک سیگنال مربعی داری با فرکانس 50 هرتز
اگه از این سیگنال تبدیل فوریه بگیری میبینی که
از بینهایت سیگنال سینوسی با فرکانس هایی از مضرب 50 تشکیل شده
که دامنه هاشون فرق داره
و با افزایش فرکانس
دامنه کاهش پیدا میکنه
تصویر زیر رو ببین:

خب ادامه ی توضیح در پست بعدی انشالله.

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : DC کردن برق اینورترهایه شبه سینوسی

خب این تصویر داره چیو نشون میده؟
(با فرکانس کاریش کاری نداشته باشیم فعلا)
داره تقریب یک سیگنال مربعی به کمک سیگنال های سینوسی رو نشون میده!
یعنی داره میگه با افزایش سینوس هایی
که فرکانسشون ضریب صحیحی از سیگنال اصلی هست
و جمع کردن اون سیگنال ها در حوزه ی زمان
به یک سیگنال مربعی میرسیم.
تصویر بالا دو حوزه ی متفاوت رو نشون داده
حوزه ی زمان (بالا)
حوزه ی فرکانس (پایین)
میله های قرمز رنگ در حوزه ی فرکانس
نشون دهنده ی سیگنال های سینوسی متناظرشون در حوزه ی زمان هستن.
خب از این توضیحات که بگذریم
در تصویر بالا در لحظه ی اول زمانی که فقط یک میله ی قرمز داریم
سیگنالی که داریم سینوس خالصه!
یعنی چی؟
یعنی اولین مولفه ی هارمونیکی سیگنال مربعی
یک سینوس خالصه.
برگردیم به برق شهر که 50 هرتزه
فرض کن سیگنال مربعی 50 هرتز داری
این سیگنال از سینوس هایی با فرکانس های
50 و 100 و 150 و 200 و 250 و 300 و ... (در تئوری تا بینهایت میره)
تشکیل شده!
خب حالا باید چیکار کنیم که فقط سینوسی داشته باشیم؟
فقط کافیه یک فیلتر بذاریم
تا فرکانس های بیشتر از 50 هرتز رو عبور نده!
میتونیم یک فیلتر میانگذر
یا پایین گذر
استفاده کنیم.
روی لینک های زیر کلیک کن تا چند تا مثال رو ببینی.


http://circuitsdiy.com/wp-content/up...re-to-sine.png

https://upload.wikimedia.org/wikiped...SquareWave.gif

https://upload.wikimedia.org/wikiped...ewave01CJC.png

[sina1359]

پاسخ : DC کردن برق اینورترهایه شبه سینوسی

دستتن درد نکنه دوست عزیز

تا این جایی که من متوجه شدم از فرمایشات شما دوست عزیز
اگر من یک اینورتر مربعی اصلاح شده چینی (همان مدیفای سین ویو ها) با یک فیلتر ساده میتونم به سینوسی خالص با THD کمتر از 5 درصد تبدیل کنم (50 هرتز)؟
تلفات کار (ولتاژ و توان ) و بازدهی کلی در چه حدیه؟
بهترین فیلتر برایه این کار چیه و قیمتش چنده؟ بی زحمت اگر امکانش هست یک لینک قرار بدید ممنون میشم...

[RubeuS]

پاسخ : DC کردن برق اینورترهایه شبه سینوسی

با تشکر از جناب رستمی

یه سری سوال داشتم:

1- شما فرمودید موج مربعی از تعدادی موج سینوسی تشکیل شده:
که در لحظه اول زمانی یک موج سینوسی به فرکانس همون موج مربعی و با دامنه ثابت تقریبا همان اندازه موج مزبعی میباشد
در لحظه بعدی موج سینوسی لحظه اول + یک موج سینوسی دیگه با فرکانس دو برابر موج اصلی
در لحظه بعد موج سینوسی لحظه اول + یک موج سینوسی دیگه با فرکانس دو برابر موج اصلی + یک موج سینوسی دیگه با فرکانس سه برابر موج اصلی
تا بی نهایت که موج اولیه بهمراه موج های دیگه که دیگه فرکانسشون خیلی زیاد شده
(من نمیفهمم چجوری اینا میتونن باهم باشن) مثلا در لحظه سوم چه جوری 3 تا موج سینوسی با فرکانسهای مختلف(50 و 100 و 150) میتونن باهم باشن.
حالا می خواهیم به نحوی فقط موج سینوسی لحظه اول را داشته باشیم ، این فیلتر چه جادویی میکنه که بقیه رو حذف میکنه

2- در دیجیتال ما دو سطح منطقی( لاجیک) صفر و 1 داریم که مثلا میگیم به مدت 50 میلی ثانیه ولتاژ روی پایه 5 ولت باشد و بعد از اون به مدت 50 میلی ثانیه ولتاژ روی پایه 0 ولت باشد. پس دیوتی سایکل 50 درصد میشود ( این پالس ها با همین دیوتی سایکل 50 درصد تا آخر ادامه پیدا میکند و تغییر نمیکند)
یعنی اینجا که ما سینوسی مینوسی نداریم باز هم به نحوی مثل حالات بالا هست؟
یعنی ما اگر این موج مربعی را از فیلتر بگذرونیم و به اوسکوپ بدیم یک خط صاف روی 2.5 ولت به ما میده؟

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : DC کردن برق اینورترهایه شبه سینوسی

تا این جایی که من متوجه شدم از فرمایشات شما دوست عزیز
اگر من یک اینورتر مربعی اصلاح شده چینی (همان مدیفای سین ویو ها) با یک فیلتر ساده میتونم به سینوسی خالص با THD کمتر از 5 درصد تبدیل کنم (50 هرتز)؟
تلفات کار (ولتاژ و توان ) و بازدهی کلی در چه حدیه؟
بهترین فیلتر برایه این کار چیه و قیمتش چنده؟ بی زحمت اگر امکانش هست یک لینک قرار بدید ممنون میشم

اینطور به نظر میرسه
تلفات و بازدهی بستگی به مدلی که انتخاب میکنید داره!
دقیقا همون قضیه ست: هرچقدر پول بدی آش میخوری
اما نه فقط پول!
در کل یه بحثی در همه جا هست به نام "مصالحه"
در قبال چیزی که بدست میاری
بالاخره یه چیزیو باید بدی :rolleyes:
مثلا اگه یک فیلتر با دقت بالاتر میخوای
هم تاخیر افزایش پیدا میکنه (البته در اینجا مهم نیست)
هم قطعات بیشتری نیاز داره
یعنی هزینه افزایش پیدا میکنه.

برای تهیه ی نمونه ها، راستش من توی این زمینه کار نکردم
از دوستانی که کار کردن
مخصوصا اونایی که در برق قدرت تحصیل کردن
میتونین سوال کنین

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : DC کردن برق اینورترهایه شبه سینوسی

یه سری سوال داشتم:
1-...
2-...

در مورد سوال اول:
این بینهایت موج سینوسی همه شون در همون لحظه وجود دارن!
:eek:
یعنی اینکه:
یک بحثی هست به نام تقریب
نمیدونم شما با بسط تیلور
یا سری فوریه چقدر آشنا هستید
در سری فوریه میگیم که برخی از توابع رو
میشه بر اساس مجموعی از سینوس ها و کسینوس ها با فرکانس های مختلف و دامنه های مختلف
تقریبشون زد
(البته اگه تابع متناوب باشه، فرکانس سینوس ها و کسینوس ها
برابره با مضرب صحیحی از فرکانس سیگنال اصلی)
هرچقدر از سینوس ها و کسینوس های بیشتر استفاده کنیم
تقریب ما دقیق تر میشه
و این ها همه با هم
در یک زمان با هم جمع میشن
و سیگنال رو میسازن
سیگنال مربعی در واقع همون مربعه!
اما میشه با بینهایت تا سینوس کسینوس (با شرایط خاص، البته!)
(اونم همزمان!)
برابر دونستش!
اینجا رو ببین:
http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%B3%...B1%DB%8C%D9%87

سوال دوم:
در این حالت هم که شما اومدی این سیگنال رو ساختی
و به قول خودمون یک مربعی متقارن خالص ساختی
در اینجا هم سیگنالی که داریم
در واقع همون مربعه
و یا:
بینهایت سینوس کسینوس با فرکانس ها ی مختلف و دامنه های مختلف
که با هم جمع میشن
و این مربع رو میسازن!
یعنی این بینهایت سینوس کسینوس
و این سیگنال مربعی
از نظر تئوری با هم برابرن!

اما یک فیلتر چکار میکنه؟
فیلتر کارش اینه: فرکانس گزینی!
یعنی به یک سری از فرکانس ها اجازه ی عبور میده
و به یه سری از اونا اجازه نمیده
(مگه شهر هرته :rolleyes: )

[RubeuS]

پاسخ : DC کردن برق اینورترهایه شبه سینوسی

بله یه چیزایی یادمه تو ریاضی مهندسی(همون که یک تابع را با یک انتگرال تقریب میزدیم) :mrgreen:

یه سوال در رابطه با همون سول 2 داشتم:

وقتی یک مربعی متقارن خالص(صفر و 5 ولت) که تو دیوتی سایکلش هیچ تغییری نداره و همیشه 50 درصد هست را به فیلتر بدیم ، همیشه اون رو به 2.5 ولت تبدیل میکنه؟یعنی اگه خروجی فیلتر را به اسکوپ بدیم یک خط صاف افقی 2.5 ولت نشون میده؟
از این باب اینو میگم که (اینطور که شنیدم) اگر مثلا دیوتی سایکل همین موج مربعی را از 0 تا 100درصد تغییر بدیم(با نظم کامل مثلا در لحظه 0 دیوتی سایکل 0درصد در لحظه بعدی 1 درصد و... تا 100 درصد که بعد از اون برمیگرده میشه 99 درصد، 98درصد و...) در خروجی فیلتر یک موج مثلثی ایجاد میشود که همیشه دارای ولتاژ مثبت است.

اگر اینها صحت داشته باشه پس خروجی فیلتر ، زمانی که موج مربعی با دیوتی سایکل ثابت داشته باشیم ، همیشه یک خط صاف و بدون فرکانس است . این با پست های بالای شما یه مقدار برای من تناقض بوجود آورده .

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : DC کردن برق اینورترهایه شبه سینوسی

یه سوال در رابطه با همون سول 2 داشتم:

بذارید ابتدا در مورد اسکوپ یه توضیح کوچولو بدم
اسکوپ دو حالت داره برای نمایش سیگنال
DC , AC
اول لینک زیر رو ببین:
http://khodroha.com/osilloscope.htm
یک سری اطلاعات مفید توی اون وسطاش داره
زمانی که در حالت نمایش ac باشه
فقط مقدار ac رو نشون میده
و سیگنال قبل از نمایش
از یک خازن با مقدار زیاد عبور داده میشه.
اما اگه در حالت DC باشه
هر دو مقدار ac و dc نمایش داده میشه.
خب بگذریم.
و اما سوال شما در مورد:

وقتی یک مربعی متقارن خالص(صفر و 5 ولت) که تو دیوتی سایکلش هیچ تغییری نداره و همیشه 50 درصد هست را به فیلتر بدیم ، همیشه اون رو به 2.5 ولت تبدیل میکنه؟یعنی اگه خروجی فیلتر را به اسکوپ بدیم یک خط صاف افقی 2.5 ولت نشون میده؟

بستگی به فیلتری که میدید داره!
اگه فیلتر شما پایین گذر باشه
و فرکانس قطعش از فرکانس سیگنال اصلی شما کمتر باشه
در واقع فقط مقدار DC سیگنال شما عبور داده میشه
و بر روی اسیلوسکوپ یک خط 2.5 ولت خواهید دید!
اما اگه فیلتری که میذارید فرکانس قطعش بیشتر از فرکانس اصلی باشه
دو حالت داره.
- اگه اسکوپ در مود ac باشه: فقط یک موج سینوسی میببینید
- اگه اسکوپ در مود dc باشه: یک موج سینوسی شیفت یافته بر روی 2.5 ولت میبینید.
نمیدونم توضیحات تا اینجا واضح هست یا نه.

در مورد:

از این باب اینو میگم که (اینطور که شنیدم) اگر مثلا دیوتی سایکل همین موج مربعی را از 0 تا 100درصد تغییر بدیم(با نظم کامل مثلا در لحظه 0 دیوتی سایکل 0درصد در لحظه بعدی 1 درصد و... تا 100 درصد که بعد از اون برمیگرده میشه 99 درصد، 98درصد و...) در خروجی فیلتر یک موج مثلثی ایجاد میشود که همیشه دارای ولتاژ مثبت است.

با توجه به فیلتری که قرار میدید
درسته
و ما میتونید به چنین سیگنالی دست پیدا کنین
در واقع اگه فیلتر انتگرال گیر قرار بدین
سبب میشه که یک چنین موجی برای شما ایجاد بشه
حتی میشه سیگنال سینوسی هم با چنین روشی تولید کرد!

[RubeuS]

پاسخ : DC کردن برق اینورترهایه شبه سینوسی

خیلی ممنون ازتون و توضیحات کاملتون :applause:
فقط به خاطر بی سوادیم هی سوال دوباره برام پیش میاد. :angry: :redface: اگر میبینید زیادی پرچونگی میکنم حتما بگید اصلا ناراحت نمیشمااا :nice:

در رابطه با فیلتر پایین گذر که گفتید . من شنیدم این فیلتر تشکیل شده از یک مقاومت و خازن که سری بهم وصل شدند و از یک طرف به زمین وصل میشن.(درسته؟ یعنی به همین سادگیه؟!!)
خوب مثلا اگر فرکانس موج مربعی ما حدود 15 کیلو هرتز باشد ، پس باید فرکانس قطع فیلتر پایین گذرمون باید زیر 15 کیلوهرتز باشه . چجوری میتونیم یه فیلتر پایین گذر زیر 15 کیلوهرتز داشته باشیم؟؟ خازن مقاومته مقدارش باید چقدر باشه؟ ( چقدر باشن ، فرکانس قطعشون چقدر میشه؟)

قضیه این فیلتر انتگرال گیر چیه؟ یعنی نمیشه با همون فیلتر پایین گذر ،موج مثلثیه یا موج سینوسی( اگر سرعت تغییر در دیوتی سایکل موج مربعی را به نسبت شیب نمودار سینوسی ، افزایش یا کاهش بدیم ( جایی که شیبش کمه مثل قله و دره سرعت تغییر کم و جایی که شیبش زیاده سرعت تغییر زیاد)) ساخت؟

بنظرتون اگر فیلم های لینک زیر را ببینم ، این سوالام کامل برطرف میشه؟
http://maktabkhooneh.org/course?course=babaiizade503

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : DC کردن برق اینورترهایه شبه سینوسی

خواهش میکنم. نه بابا این حرفا چیه
چنین فاروم هایی برای اینه که اطلاعاتمون رو به اشتراک بذاریم
شما الان یه چند تا نکته یاد میگیری
فردا میری به چند نفر دیگه یاد میدی
و این کار خیلی با ارزشه
و اما سوالات شما:

در رابطه با فیلتر پایین گذر که گفتید . من شنیدم این فیلتر تشکیل شده از یک مقاومت و خازن که سری بهم وصل شدند و از یک طرف به زمین وصل میشن.(درسته؟ یعنی به همین سادگیه؟!!)

فیلتر پایین گذر رو به روش های بسیار زیادی میشه ساخت
بستگی به نوع کار و حساسیت قضیه داره
یکی از ساده ترین فیلتر های پایین گذر
استفاده از همین خازن و مقاومتیه که شما گفتین
لینک زیر رو ببینین:
http://www.electronics-tutorials.ws/.../filter_2.html
یک فیلتر پایین گذر با خازن و مقاومت رو
با پاسخ فرکانسیش و مقادیر فرکانس قطع و ... رو قرار داده

مثلا اگر فرکانس موج مربعی ما حدود 15 کیلو هرتز باشد ، پس باید فرکانس قطع فیلتر پایین گذرمون باید زیر 15 کیلوهرتز باشه . چجوری میتونیم یه فیلتر پایین گذر زیر 15 کیلوهرتز داشته باشیم؟؟ خازن مقاومته مقدارش باید چقدر باشه؟ ( چقدر باشن ، فرکانس قطعشون چقدر میشه؟)

با توجه به توضیحاتی که در اون لینک هم اومده
فرکانس قطع برابره با:
یک تقسیم بر (دو ضربدر 3.14 ضربدر مقدار مقاومت ضربدر مقدار خازن)
مثلا اگه مقدار مقاومت 1 کیلو اهم باشه و مقدار خازن 1 میکرو فاراد
فرکانس قطع میشه: حدود 160 هرتز
حالا اگه مقدار خازن بشه 10 نانوفاراد
فرکانس قطع میشه 16 کیلوهرتز!
اگه میخوای بشه 15 کیلوهرتز کافیه مقدار مقاومت رو یه کم بیشتر کنی.
حالا اگه سیگنالت مربعیه 15 کیلوهرتزه
و میخوای سینوسی ازش دریافت کنی
فرکانس قطعت باید از 15 کیلو کمی بیشتر باشه
به علت اینکه:
"این فیلتر ها ایده آل نیست!"

قضیه این فیلتر انتگرال گیر چیه؟

فیلتر انتگرال گیر همون فیلتر پایین گذره
انتهای صفحه ی اون لینکی که در بالا برات گذاشتم رو ببین
نوشته: The RC Integrator
توضیحاتش رو یه نگاهی بنداز.

یعنی نمیشه با همون فیلتر پایین گذر ،موج مثلثیه یا موج سینوسی( اگر سرعت تغییر در دیوتی سایکل موج مربعی را به نسبت شیب نمودار سینوسی ، افزایش یا کاهش بدیم ( جایی که شیبش کمه مثل قله و دره سرعت تغییر کم و جایی که شیبش زیاده سرعت تغییر زیاد)) ساخت؟

چرا میشه ساخت!
اما چون این فیلتر ایده آل نیست
نباید انتظار داشته باشیم که موج خروجی
دقیقا سینوس یا مثلثی باشه!

بنظرتون اگر فیلم های لینک زیر را ببینم ، این سوالام کامل برطرف میشه؟

لینکی که گذاشتین آموزش درس تجزیه تحلیل سیگنال ها و سیستم هاست
و یکی از مباحثی که در اون مطرح میشه بحث پاسخ فرکانسی
و بحث انواع فیلتر هاست.
رزومه استادش که خیلی عالی بود
ولی خب نمیدونم چطوری درس داده
انشالله که مفید باشه :read:

[sina1359]

پاسخ : DC کردن برق اینورترهایه شبه سینوسی

تاپیک را بالا میارم تا بحث ادامه پیداکنه

نام تاپیک هم تغییر کرد