Helicópteros – Uma introdução geral
Helicópteros
Um chopper é, basicamente, um conversor dc / dc, cuja função principal uso é para criar tensão cc ajustável fixo dc fontes de tensão através do uso de semicondutores.
tipos de helicópteros
a classificação principal dos tipos de helicópteros é dada noutro post. Veja os tipos de circuitos de helicópteros
existem dois tipos de helicópteros – CA e DC.
helicóptero de ligação AC
no caso de um helicóptero de ligação ac, a primeira dc é convertida em ac com a ajuda de um inversor. Depois disso, AC é intensificado ou rebaixado por um transformador, que é então convertido de volta para dc por um retificador de díodos. Ac link chopper é caro, volumoso e menos eficiente como a conversão é feita em duas fases.
DC Chopper
UM DC chopper é um dispositivo estático que converte fixa dc tensão de entrada para uma variável da tensão cc de saída diretamente. Um helicóptero pode ser dito como equivalente dc de um transformador de ac como eles se comportam de uma maneira idêntica. Este tipo de helicópteros são mais eficientes, pois envolvem uma conversão de estágio. Assim como um transformador, um helicóptero pode ser usado para subir ou descer a tensão de saída de corrente contínua fixa. Helicópteros são usados em muitas aplicações em todo o mundo dentro de vários equipamentos eletrônicos. Um sistema de helicóptero tem uma alta eficiência, resposta rápida e um controle suave.
princípio da Operação de helicóptero
um chopper pode ser dito como um interruptor semicondutor de alta velocidade on/off. Fonte para carregar conexão e desconexão de carga para fonte acontece em uma velocidade rápida. Considere a figura, aqui uma tensão de carga cortada pode ser obtida a partir de uma fonte constante de corrente contínua de tensão, que tem uma magnitude Vs. Chopper é a representada por “SW” dentro de um quadrado pontilhado que pode ser ligado ou desligado conforme desejado.
Tensão de saída e formas de onda de corrente
vamos agora dar uma olhada na corrente de saída e formas de onda de tensão de um helicóptero. Durante o período de tempo Ton o helicóptero é ligado e a tensão de carga é igual à tensão de fonte Vs. durante o intervalo Toff o helicóptero está desligado e a corrente de carga estará fluindo através do diodo de libertação FD . Os terminais de carga estão em curto-circuito por FD e a tensão de carga é, portanto, zero durante o Toff. Assim, uma tensão de corrente contínua cortada é produzida nos terminais de carga. Podemos ver a partir do gráfico que a corrente de carga é contínua. Durante o período de tempo Ton, a corrente de carga sobe, mas durante a carga Toff a corrente decai .
Média Tensão de carga é dada por
V0 = Ton/ (Ton +Toff’) * Vs = (T/T) V = A Vs………………(1.0)
Toneladas :- tempo de
Toff’ : tempo
T = Ton +Toff’= cortar período
A = Tonelada /T = ciclo de trabalho
Então, nós sabemos que a tensão de carga pode ser controlada pela variação do ciclo de trabalho A. equação 1.0 mostra que a tensão de carga é independente da Corrente de carga que também pode ser escrito como
V0 = F. Ton. Vs
f= 1/T = cortar frequência
Step – up Helicópteros
No caso de o circuito chopper (Consulte a figura denominada “circuito chopper”) mostrado no início deste artigo, V0 ou média tensão de saída é menor que a tensão de entrada Vs, de modo que este tipo de chopper é chamado um passo para baixo chopper. Para um helicóptero step-up podemos obter uma tensão de saída média V0 maior do que a tensão de entrada. A figura a) apresenta a forma elementar de um helicóptero step-up.
princípio de funcionamento de um helicóptero Step-up
no helicóptero step-up um grande indutor, L está em série com a tensão de fonte Vs. isto forma um caminho fechado como mostrado na Figura (b). Durante o período de tempo Ton o helicóptero está no indutor armazena energia. Quando o helicóptero é desligado a corrente é forçada a fluir através do diodo e carga por um tempo Toff e como a corrente do indutor não pode morrer de repente. Quando a corrente diminui a polaridade do FME induzido em L é revertida. Fig (c). Como resultado, a tensão total Disponível em toda a carga é dada pela equação V0 = Vs + L (di/dt) . A tensão V0 excede a tensão da fonte e, portanto, o circuito atua como um helicóptero step-up e a energia que é armazenada em L é liberada para a carga.
formas de onda e tensão
quando o helicóptero é ligado a corrente através da indutância L irá aumentar de I1 para I2. Como o helicóptero está na tensão de fonte é aplicada a L que é vL = VS .
Quando o chopper é DESLIGADO, o KVL para a figura (c) pode ser escrito como
vL – V0+Vs =0 ou vL =V0 -Vs onde vL é a tensão através L. Variação de tensão da fonte vS , fonte de corrente , tensão v0 e a corrente de carga iO é esboçado na figura (d) . Vamos supor que a variação da corrente de saída é linear, a entrada de energia para o indutor de origem, durante o período de tempo T , é
Win= Vs (I1+I2/2) Ton
Durante o horário de Toff’o chopper está desligado, de modo que a energia liberada pelo indutor para a carga
Wolff = (V0-Vs)(I1+I2/2).Toff
vamos assumir que o sistema é sem perdas, então as duas energias dizem Win e Woff são iguais.
assim igualando estes dois vamos ter
Vs (I1+I2 / 2) Ton = (V0-Vs) (I1+I2/2).Toff
Vs Ton = (V0-Vs) Toff
V0Toff = Vs (Toff + Ton) = Vs .T
V0 = VS (T / Toff) = VS (T / T-Ton) = VS (1 / (1-A) ………….(2.0)
da equação 2.0 podemos ver que a tensão média através da carga pode ser aumentada variando o ciclo de funcionamento. Se o helicóptero na figura (a) estiver sempre desligado, A=0 e V0= Vs. Se o helicóptero estiver sempre ligado, a =1 e V0 = infinito como podemos ver pelo gráfico. Em aplicações práticas, o helicóptero é ligado e desligado para que a tensão de saída média step-up necessária, mais tensão de fonte é obtida.
a figura mostra a variação da tensão de carga V0 com o ciclo de funcionamento .
aplicação de helicóptero Step-up
a figura mostra a travagem regenerativa do motor de corrente contínua.
o princípio do step-up chopper pode ser usado para a frenagem regenerativa de motores de corrente contínua. A tensão de armadura Ea é analogia com o VS e tensão V0 é a tensão de fonte dc. Quando o helicóptero está no indutor l armazena a energia e quando está fora do indutor libera a energia. Se Ea / (1-a) exceder V0 , a máquina de corrente contínua funcionará como um gerador de corrente contínua e a corrente de armadura fluirá em uma direção oposta ao modo de condução. Como a energia agora está fluindo da máquina dc para a fonte V0, ele vai causar quebra regenerativa do motor dc. Mesmo a velocidades do motor decrescentes, a quebra regenerativa pode ser fornecida como a armadura do motor Ea é diretamente proporcional ao fluxo de campo e velocidade do motor.