Divagazioni sul tema dei generatori trifase a 400Hz

[IK0QDQ]

Dopo lunga assenza riprendo contatto con il popolo di questo forum a proposito di questo argomento, per condividere quanto elaborato “mentalmente” in questo periodo di forzata assenza dal tavolo del laboratorio. (nella scrittura di questo post sono aiutato da "forzata segretaria", quindi prego scusare eventuali imprecisioni.)
Come detto in altri post, il generatore monofase non dovrebbe avere più problemi (appena recuperata completamente la vista, dovrei essere in grado di completare il prototipo). Il generatore trifase, invece presenta ancora dei problemi di realizzazione pratica non del tutto risolti.
Indipendentemente dal fatto che sia possibile o no usare quanto disponibile sul mercato già confezionato, per far funzionare questo o quell’apparato, mi sono posto il problema di come poter realizzare in modo “decente” un tale alimentatore. Per decente, intendo in un modo semplice, usando componentistica comunemente disponibile sul mercato a costi alla portata di noi hobbisti.
Ricapitoliamo: il sistema monofase è realizzabile semplicemente modificando la scheda cinese disponibile in commercio per gli inverter dedicati agli impianti di produzione di energia elettrica di rete.
Sfortunatamente, il microprocessore usato dai cinesi nella equivalente scheda dedicata alla produzione di energia elettrica per il sistema trifase può solo lavorare a 50Hz o a 60 Hz e non è in alcun modo modificabile a 400 Hz.
Quindi utilizzando per la parte di potenza quanto disponibile sul mercato a poche decine di euro, resta da definire come generare una terna di segnali sinusoidali trifase e (cosa molto più difficile) come rendere l’ampiezza di questi segnali variabile, in modo indipendente l’uno dall’altro, per poter essere gestiti da un segnale di controreazione, in modo da avere una tensione costante in uscita su tutte e tre le fasi, anche per carichi squilibrati.
A suo tempo, ho più volte, riferito del lavoro:
Design Strategy for a3-Phase Variable Frequency Drive (VFD) di Omar David Muñoz
Del dipartimento di ingegneria delCalifornia Polytechnic State University , San Luis .

In questo lavoro vengono date le direttive generali per un progetto con la finalità di gestire un motore e quindi non sono assolutamente previsti circuiti per la regolazione di eventuali carichi sbilanciati (cosa per altro da verificare anche negli oggetti disponibili in vendita già “pronti”).
Avendo a disposizione il solito clone cinese da cinque euro, di Arduino, già dalla scorsa estate, ho provato il programma proposto nel su citato articolo e ho verificato la correttezza delle tensioni in uscita.

Quindi basterebbe un piccolo investimento per far realizzare una preserie di stampati, o a limite realizzare un prototipo utilizzando i disegni in scala forniti.

Non potendo lavorare materialmente, come prima accennato, ho fatto un solo un esercizio “mentale” per escogitare un sistema di pilotaggio che non coinvolga microprocessori per invogliare “quelli di noi “ allergici a tali sistemi, a partecipare alla discussione.

Nell’articolo http://members.home.nl/a.k.bouwknegt/in ... verter.htm

Si propone un sistema estremamente semplice per la generazione di un segnale monofase a 400 Hz cne comunque può, altrettanto semplicemente essere implementato per generare un sistema trifase.

modifica alimentatore computer.jpg

Resta da decifrare in modo “pratico” cioè mettendo i numeri dei pin, come questo signore abbia cablato il CD 40174. Lavoro, per me, in questo periodo impossibile.

C’è qualcuno in grado di aiutarmi?????

Edoardo

[IW5AFV]

Buongiorno Edoardo,
provo a risponderti, però siccome non sono un esperto di circuiti logici, potrei darti un suggerimento sbagliato...
Il circuito è quello della figura seguente. Ho messo anche un diagramma temporale per chiarire il funzionamento.

400Hz.pdf

I 6 flip-flop del CD40174 sono messi in serie, l'ordine è a tua scelta.
Nel circuito per semplicità non ho messo i buffers davanti alle resistenze di pesaggio del sommatore (tra l'altro a parer mio non servono). Il mio dubbio è l'intervento del reset dopo l'accensione (punto interrogativo nel diagramma); perchè una volta partito il circuito non dovrebbe essere resettato.
Probabilmente il progettista ha tenuto conto dei ritardi temporali che si generano all'interno del CD40175 e ha fatto in modo che l'impulso di reset, che dura poco più di 1 microsecondo, cada al tempo in cui tutte le uscite sono a zero.
Non volermene se non funziona....

Paolo IW5AFV

[IK0QDQ]

Ringrazio infinitamente gli amici Andrea HYY e Paolo AFV per avermi fornito lo sbroglio del circuito in oggetto.
Con molta lentezza sto cercando di fare uno sbroglio di montaggio in modo da poterlo realizzare sia su piastra a bolle che come stampato vero e proprio.
Per Andrea: ho cerato di contattarti telefonicamente, per ringraziarti in viva voce e per scusarmi del ritardo (a causa di una recidiva sono finito "sotto i ferri" per una seconda volta ed ho recuperato la tua mail solo all'inizio di questa settimana). Lo faccio pubblicamente perchè dopo molti tentativi, non ti ho mai trovato.
Per Paolo: il buffer, ai fini dell'ottenimento della forma d'onda, può benissimo essere eliminato. Nell'uso specifico invece è l'invenzione che ne fà "l'uovo di Colombo". Infatti attraverso il controllo della sua alimentazione, per mezzo di un segnale di reazione, si varia l'ampiezza del segnale in uscita, ottenendo cosi un sistema reazionato che mantiene costante la tensione di uscita, svincolandola dalle variazioni di rete e dall'assorbimento del carico.

Edoardo

[IW5AFV]

Buonasera Edoardo,
la tua osservazione è corretta: mi ero concentrato solo sul circuito dei flip flop e non avevo fatto caso al loop di controllo.
Ti auguro una completa guarigione e spero di incontrarti a Marzaglia.

Paolo IW5AFV

[I0HYY-ARO309/0]

Confermo quanto detto da Edoardo e come si evince dallo schema da me realizzato. Il pin 1 del 4049 (VCC) non proviene da una tensione positiva, ma da una tensione di errore che modula in ampiezza il segnale che si trova all'uscita dell' AMP OP tipo OP470. Tempo fa realizzai un qrp con un integrato TTL 74240 utilizzando le varie porte come oscillatore, buffer e amplificatore finale. I pin di Enable li ho usati come PTT e come Keyer per CW, con un piccolo amplificatore Bf e trasformatore di impedenza, ho modulato il pin di alimentazione per ottenere la AM...il principio è lo stesso. Saluti.