Home >Engineering >Cepe curs3 proiector

Cepe curs3 proiector

Date post:20-Jul-2015
Category:
View:48 times
Download:1 times
Share this document with a friend
Transcript:
  • CURS 3 MODULAIA PWM PENTRU CONVERTOARE DC-AC TRIFAZATE 1

    Curs 3MODULAIA PWM PENTRU CONVERTOARE DC-AC TRIFAZATE

    3.1. INVERTOARE TRIFAZATE3.1.1. Structura unui invertor trifazat.3.1.2. Funcionarea invertorului trifazat cu comandsecvenial

    3.2. MODULAIA PWM SINUSOIDAL PENTRU INVERTOARETRIFAZATE3.2.1. Metode optimale de modulaie PWM

    3.3. MODULAIA PWM CU FUNCII WALSH3.3.1. Reprezentarea formelor de und cu Funcii Walsh3.3.2 Legtura dintre unghiurile de comutaie iamplitudinea armonicelor3.3.3 Comparaie ntre modulaia PWM sinusoidal imodulaia PWM cu Funcii Walsh

  • CURS 3 MODULAIA PWM PENTRU CONVERTOARE DC-AC TRIFAZATE 2

    3.1. INVERTOARE TRIFAZATE

    n aplicaii ca surse nentreruptibile de tensiune, acionarea motoarelor de curentalternativ trifazate sunt folosite invertoarele de tensiune trifazate. Acestea pot fifolosite pentru generarea tensiunilor trifazate cu amplitudine i frecven fix, n cazulsurselor de tensiune, sau cu amplitudine i frecven variabil n cazul acionriimotoarelor.

    Este posibil alimentarea unei sarcini trifazate cu trei invertoare monofazate dacfiecare invertor produce o form de und defazat cu 120 fa de celelalte dou.Acest aranjament necesit fie un transformator trifazat fie accesul la fiecare faz asarcinii. Mai mult sunt necesare 12 comutatoare electronice. Aceste dezavantaje adus la folosirea pe scar larg a unei structuri cu 6 comutatoare electronice,prezentat n continuare.

  • CURS 3 MODULAIA PWM PENTRU CONVERTOARE DC-AC TRIFAZATE 3

    3.1.1. Structura unui invertor trifazat

    Mrimi specifice:- tensiunile Au , Bu i Cu- tensiunile 0Au , 0Bu i 0Cu i 0u- tensiunile ABu , BCu i CAu- curenii Ai , Bi i Ci

  • CURS 3 MODULAIA PWM PENTRU CONVERTOARE DC-AC TRIFAZATE 4

    Ecuaiile invertorului:

    0 CBA iii (3.1)

    0000

    sLR

    usLR

    usLR

    u CBA (3.2)

    000 CBAo uuu (3.3)

    0

    00

    00

    uuuuuuuuu

    CoC

    BB

    AA

    (3.4)

    CBA uuuu 31

    0 (3.5)

    BACC

    CABB

    CBAA

    uuuu

    uuuu

    uuuu

    31

    31

    32

    31

    31

    32

    31

    31

    32

    0

    0

    0

    (3.6)

  • CURS 3 MODULAIA PWM PENTRU CONVERTOARE DC-AC TRIFAZATE 5

    3.1.2. Funcionarea invertorului trifazat cu comand secvenial

  • CURS 3 MODULAIA PWM PENTRU CONVERTOARE DC-AC TRIFAZATE 6

    Tabelul 3.1 Matricea de comutaieTt T1 T2 T3 T4 T5 T6t1 1 1 1 0 0 0t2 0 1 1 1 0 0t3 0 0 1 1 1 0t4 0 0 0 1 1 1t5 1 0 0 0 1 1t6 1 1 0 0 0 1

    Pentru intervalul

    3,0 t :

    2Uu A ; 2

    UuB ; 2UuC (3.7)

    022

    22

    22

    UUuuu

    UUUuuu

    UUUuuu

    ACCA

    CBBC

    BAAB

    (3.8)

    622231

    0UUUUu

    (3.9)

  • CURS 3 MODULAIA PWM PENTRU CONVERTOARE DC-AC TRIFAZATE 7

    3231

    231

    232

    32

    231

    231

    232

    3231

    231

    232

    0

    0

    0

    UUUUu

    UUUUu

    UUUUu

    C

    B

    A

    (3.10)

    Tensiunile de faz Au , Bu i Cu se pot descompune n serie Fourier.

    10 )sincos()(

    nnAnAAA tnStnCUtu (3.11)

    2

    00 )()(2

    1 tdtuU AA (3.12)

    Tensiunea de faz nu are component continu i 00 AU .

    2

    0)()(cos)(1 tdtntuC AnA (3.13)

  • CURS 3 MODULAIA PWM PENTRU CONVERTOARE DC-AC TRIFAZATE 8

    2

    0)()(sin)(1 tdtntuS AnA (3.14)

    0

    120coscos12

    2sin2

    2n

    Unnn

    UttdnUSnA (3.15)

    ...7sin

    715sin

    513sin

    31sin2 ttttUu A

    (3.16)

    ...

    67sin

    71

    65sin

    51

    6sin32

    tttUu AB (3.17)

    UUu MAXA 67.02

    (3.18)

    UUu MAXAB 103.132

    (3.19)

  • CURS 3 MODULAIA PWM PENTRU CONVERTOARE DC-AC TRIFAZATE 9

    3.2. MODULAIA PWM SINUSOIDAL PENTRU INVERTOARE TRIFAZATE

  • CURS 3 MODULAIA PWM PENTRU CONVERTOARE DC-AC TRIFAZATE 10

    Estimarea valorii fundamentale a tensiunii de ieire

    1tr

    Sa U

    Um (3.20)

    1S

    trf f

    fm (3.21)

    tUCCBBAA S sin222 (3.22) tUdtu AN (3.23)

  • CURS 3 MODULAIA PWM PENTRU CONVERTOARE DC-AC TRIFAZATE 11

    tr

    StrU

    tUUCC

    CCCA

    BCCACB

    CACBtd

    2sin

    21

    2

    1122

    22

    33

    33 (3.24)

    tmtd a sin21

    21 (3.25)

    tUmUtu aAN sin22 (3.26)

    32sin

    22)( tUmUtu aBN (3.27)

    tututu BNANAB (3.28)

    3cos

    23)( tUmtu aAB (3.29)

    Umu aAB 23

    (3.30)

    UUu MAXAB 866.023

    (3.31)

  • CURS 3 MODULAIA PWM PENTRU CONVERTOARE DC-AC TRIFAZATE 12

    Supramodulaia

    Creterea raportului UU AB1 n funcie de am nu mai este liniar, ci are o

    evoluie conform reprezentrii din Fig.3.5, ajungndu-se pentru

    f

    a

    m

    m

    23sin

    1

    la

    valoarea maxim

    32 .

  • CURS 3 MODULAIA PWM PENTRU CONVERTOARE DC-AC TRIFAZATE 13

    Influena indicilor de modulaie am i fm asupra calitii tensiunii de ieire

    2

    122

    TrkTS (3.32)

    12 kTT

    ffm

    tr

    S

    S

    trf (3.33)

    Rezult c raportul frecvenelor, fm , trebuie s fie un numr impar.

    2

    23

    trS TkT (3.34)

    kTT

    ffm

    tr

    S

    S

    trf 3 (3.35)

    Din relaiile (3.33) i (3.35) se poate trage concluzia c, pentru un invertor PWMtrifazat, factorul fm trebuie s fie un numr impar i multiplu de trei.

  • CURS 3 MODULAIA PWM PENTRU CONVERTOARE DC-AC TRIFAZATE 14

    n Fig.3.6 este prezentat spectrul tensiunii de linie pentru 8.0am i 15fm . Seobserv c armonicele cu ordin multiplu de fm sunt 0 fiind prezente doarcomponente laterale de ordin km f 2 , ,...7,5,12 fm , km f 23 , ,...7,5,14 fm ,etc. cu k=1, 2, ....

  • CURS 3 MODULAIA PWM PENTRU CONVERTOARE DC-AC TRIFAZATE 15

    Tabelul 3.2 Amplitudinile armonicelor normate la UU nABrmsam

    n0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

    1 0.122 0.245 0.367 0.49 0.6122fm 0.01 0.037 0.08 0.135 0.1954fm 0.05 0.01112 fm 0.116 0.2 0.227 0.192 0.11152 fm 0.08 0.0223 fm 0.027 0.085 0.124 0.108 0.03843 fm 0.007 0.029 0.064 0.09614 fm 0.1 0.096 0.005 0.064 0.04254 fm 0.021 0.051 0.07374 fm 0.01 0.03

  • CURS 3 MODULAIA PWM PENTRU CONVERTOARE DC-AC TRIFAZATE 16

    3.2.1. Metode optimale de modulaie PWMDac considerm dou tensiuni de faz, Au i Bu

    vtUu A )sin(1 (3.36)

    vtUuB )32sin(1

    (3.37)

    atunci tensiunea de linie va avea expresia:

    )6

    sin(3 1

    tUuuu BAAB (3.38)

    Pentru tUv 3sin3 se obine tensiunea pe faz:)3sin()sin( 31 tUtUu A (3.39)

    Pentru a determina amplitudinile 1U i 3U se pune condiia ca la 3

    t si2

    t ,

    tensiunea Au s fie 2U .

    Din relaia (3.39) se obine sistemul:

    3sin

    2 1UU i 312

    UUU , (3.40)

  • CURS 3 MODULAIA PWM PENTRU CONVERTOARE DC-AC TRIFAZATE 17

    cu soluia:

    31

    UU i3232

    3

    UU , (3.41)

    13 232 UU (3.42)

  • CURS 3 MODULAIA PWM PENTRU CONVERTOARE DC-AC TRIFAZATE 18

    Introducnd amplitudinea fundamentalei din (3.41) n expresia tensiunii de faz(3.27) i calculnd tensiunea de linie tu AB rezult

    3cos)( tUmtu aAB (3.43)

    Deci, pentru un factor fm mare, putem spune c tensiunea de linie tu AB pentrumetoda injeciei de armonice are o component fundamental de amplitudine:

    Umu aAB (3.44)

    n concluzie, amplitudinea maxim a fundamentalei pentru tensiunea de linie seobine cnd 1am

    Uu MAXAB (3.45)

    n concluzie, amplitudinea fundamentalei tensiunii de linie pentru invertoaretrifazate comandate cu metodele de modulaie studiate este:

    U866.0 n cazul modulaiei PWM sinusoidale fr injecie de armonice (relaia(3.31));

    U n cazul modulaiei PWM sinusoidale cu injecie de armonice (relaia (3.45)); U103.1 pentru invertoarele trifazate comandate cu secvene de 180 (relaia

    3.19)).

  • CURS 3 MODULAIA PWM PENTRU CONVERTOARE DC-AC TRIFAZATE 19

    3.3. MODULAIA PWM CU FUNCII WALSH3.3.1. Reprezentarea formelor de und cu Funcii Walsh

  • CURS 3 MODULAIA PWM PENTRU CONVERTOARE DC-AC TRIFAZATE 20

    Tensiunea de faz de la ieirea invertorului poate fi reprezentat cu ajutorulseriei Fourier astfel

    tkAtfk

    k 12sin1

    12

    (3.46)

    unde

    tdtktfA k

    12sin8 4012 (3.47)

    Reprezentarea formei de und cu ajutorul Funciilor Walsh este

    tnWtfn

    n ,34WAL1

    34

    (3.48)

    unde dttntfW n ,34WAL

    1034 (3.49)

    Introducnd f(t) din (3.48) n (3.47) i lund n considerare primele 34 N funciiWalsh obinem

    4

    01

    3412 ,34WAL8

    tnWAN

    nnk

    tdtk 12sin (3.50)

  • CURS 3 MODULAIA PWM PENTRU CONVERTOARE DC-AC TRIFAZATE 21

    Ecuaia (3.50) poate fi rearanjat astfel:

    N

    nnnkk WBA

    13434,1212 , 22 RN (3.51)

    unde

    4

    034,12 12sin,34WAL8

    tdtktnB nk (3.52)

    Ecuaia (3.51) scris sub form matriceal este

    34

    5

    1

    34,125,121,12

    34,15,11,3

    34,15,11,1

    12

    3

    1

    ::

    ..::::::::

    ..

    ..

    .

    .

    NNKKK

    N

    N

    K W

    WW

    BBB

    BBBBBB

    A

    AA

    (3.53)

  • CURS 3 MODULAIA PWM PENTRU CONVERTOARE DC-AC TRIFAZATE 22

    3.3.2. Legtura dintre unghiurile de comutaie i amplitudinea armonicelor

    Dac perioada T este mprit n M = R2 subintervale egale, atunci n primulsfert de perioad vor fi 22 R subintervale. Unghiurile de comutaie k sunt alocate lanceputul algoritmului ntr-un subinterval Kmmm ,...,, 21

    Mm

    Mm k

    kk

    1 , for k = 1, 2, , K (3.54)

  • CURS 3 MODULAIA PWM PENTRU CONVERTOARE DC-AC TRIFAZATE 23

    dttntfW n ,34WAL1034

    dttntfM ,34WAL10

Click here to load reader

Embed Size (px)
Recommended