Circuito generador de señal trifásico usando Opamp

Circuito generador de señal trifásico usando Opamp

Muchas veces nos resulta crucial y útil poseer una verdadera señal trifásica para evaluar muchas configuraciones electrónicas diferentes, como inversores trifásicos, motores trifásicos, convertidores, etc.

Dado que no es tan fácil incorporar la conversión monofásica a trifásica rápidamente, encontramos esta implementación particular difícil de adquirir y hacer cumplir. El circuito propuesto permite que las salidas de ondas sinusoidales espaciadas y posicionadas bien calculadas anteriormente discutidas se generen a partir de una única fuente de entrada maestra.



Operación del circuito

El funcionamiento del circuito del circuito generador de forma de onda trifásica se puede entender con la ayuda de la siguiente explicación:



Una forma de onda de muestra sinusoidal de entrada se alimenta a través del punto de 'entrada' y tierra del circuito.Esta señal de entrada se invierte y se amortigua por el amplificador de ganancia unitario A1. Esta señal invertida y almacenada en búfer adquirida en la salida de A1 se convierte ahora en la nueva señal maestra para el próximo procesamiento.

La señal maestra almacenada anteriormente se vuelve a invertir y amortiguar por el siguiente opamp A2 de ganancia unitaria, creando una salida con fase inicial de cero grados en los puntos 'Phase1'



Simultáneamente, la señal maestra de la salida A1 se desfasa 60 grados a través de la red RC R1, C1 y se alimenta a la entrada de A4.

A4 está configurado como un opamp no inversor con una ganancia de 2 para compensar la pérdida de señal en la configuración RC.

Debido al hecho de que la señal maestra se desplaza en fase 180 grados desde la señal de entrada, y luego se desplaza a 60 grados adicionales por la red RC, la forma de onda de salida final se desplaza 240 grados y constituye la señal 'Phase3'.



Ahora, el siguiente amplificador de ganancia unitaria A3 suma la salida A1 (0 grados) con la salida A4 (240 grados), creando una señal de cambio de fase de 300 grados en su pin # 9, que a su vez se invierte apropiadamente, cambiando la fase a un 180 grados adicionales, creando la señal de fase de 120 grados deseada a través de su salida indicada como 'Phase2'.

El circuito está cableado intencionalmente para trabajar con una frecuencia fija con el fin de producir una mejor precisión.

Se utilizan valores fijos para R1 y C1 para representar los cambios de fase de 60 grados precisos y previstos.

Para frecuencias personalizadas específicas, puede utilizar la siguiente fórmula:

R1 = (√3 x 10 ^ 6) / (2π x F x C)

R1 = (1,732 x 10 ^ 6) / (6,28 x F x C1)

dónde:
R1 está en kohms
C1 está en uf

Diagrama de circuito

Lista de partes

Todo R = 10 kohms
A1 --- A4 = LM324
Suministro = +/- 12vdc

Frecuencia (hz)R1 (kohmios)C1 (nf)
10002.7100
4006.8100
604.71000
505.61000

El diseño anterior fue investigado por el Sr. Abu-Hafss y se corrigió adecuadamente para obtener respuestas legítimas del circuito, las siguientes imágenes brindan información detallada sobre el mismo:

Comentarios del Sr. Abu-Hafss:

Necesitaba un suministro trifásico de 15 VCA para probar los rectificadores trifásicos. Simulé este circuito el otro día pero no pude obtener los resultados adecuados. Hoy, lo hice funcionar.

El IC A2 y las resistencias conectadas al pin 6 podrían eliminarse. La resistencia entre las clavijas 7 y 9 podría conectarse entre la entrada principal y la clavija 9. La salida de fase 1 se puede recopilar de la entrada de CA original. Las fases 2 y 3 se pueden recoger como se indica en el circuito.

Sin embargo, mi requisito real no se pudo cumplir. Cuando estas 3 fases están conectadas a un rectificador trifásico, la forma de onda de las fases 2 y 3 se altera. Probé con el circuito original, en ese caso las tres fases se alteran

¡Finalmente tengo una solución! Un capacitor de 100nF conectado en serie con cada fase y el rectificador resolvieron el problema en gran medida.

Aunque la salida rectificada no es consistente, es bastante aceptable

Actualizar: La siguiente imagen muestra una alternativa mucho más simple para generar señales trifásicas con precisión y sin ajustes complicados:




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