L'inverter NPC in azionamenti di MT per motori asincroni - DimacReD

Recommendations

Info

Appendice B SEMICONDUTTORI DI POTENZA PER CONVERTITORI IN MEDIA TENSIONE Nelle applicazioni di media tensione i dispostivi di potenza a semiconduttori (gli interruttori) sono progettati in modo da ottimizzare le loro caratteristiche tecnologiche (tempi di commutazione, massima tensione di blocco...). Sono pilotati con particolari accorgimenti che comportano un aumento della complessità e del costo del sistema di controllo dei circuiti di potenza. Attualmente i dispositivi di potenza a semiconduttore utilizzati come interruttori negli inverter VSI di media tensione sono: gli IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor, in un modulo) o gli IGCT (Integrated Gate Commutated Thyristor). Nel seguito sono fornite alcune informazioni tecniche su questi dispositivi, utili per chi analizza il funzionamento dell‟inverter da un punto di vista globale senza entrare in dettaglio nelle descrizioni del funzionamento o delle caratteristiche di tali dispositivi [41-42-43]. Il dispositivo utilizzato deve far fronte a tre tensioni: - la tensione del bus in continua in stato di blocco; - i picchi di sovratensioni durante le commutazioni; - la tensione massima in relazione alla corrente da interrompere durante la commutazione di apertura, si deve garantire il funzionamento nella zona di sicurezza (SOA). Gli IGBT sono fabbricati come piccoli semiconduttori in capsula con dimensioni tipiche di 2-3 cm 2 ; sono poi montati all'interno di moduli in varie configurazioni elettriche e meccaniche assieme ai corrispondenti diodi. In figura b.1 sono mostrati due moduli di IGBT. Vantaggi nell‟uso degli IGBT, soprattutto per le piccole e medie potenze, sono la controllabilità della fase di commutazione così come la capacità di sopportare il corto circuito (alte correnti e alte tensioni presenti simultaneamente sull'elemento). Questo rende possibile operare senza circuiti protettivi (snubbers). Inoltre gli IGBT possono essere collegati direttamente in serie senza grosse problematiche, raggiungendo così tensioni di uscita dell‟inverter VSI a tre livelli oltre i 3,3 kV fino ai 7,2 kV. Tali dispositivi possono raggiungere per basse potenze, frequenze di commutazioni superiori ai 10 kHz. Nelle applicazioni di media tensione l‟elevata tensione in gioco e un flusso maggiore di potenza causano perdite di commutazione maggiori rispetto alle applicazione di bassa potenza, questo porta a lavorare con frequenze di commutazione inferiori ai 1000 Hz. 135
Alcuni produttori di dispositivi IGBT hanno trovato un diretto legame tra frequenza di commutazione e potenza attiva in uscita dall‟inverter, come mostra la figura b.2. Le tre curve rappresentano lo stesso dispositivo in applicazioni a diversa tensione. Figura b.145 Figura b.146 Figura b.147 Ramo di un inverter a tre livelli con IGBT 136
Page 1 and 2:
POLITECNICO DI MILANO Facoltà di I
Page 3 and 4:
INDICE Introduzione……………
Page 5 and 6:
INTRODUZIONE La progettazione e la
Page 7 and 8:
1.1 Inverter Trifase VSI a 2 livell
Page 9 and 10:
1.1.1 PWM Sinusoidale La tecnica PW
Page 11 and 12:
Nel funzionamento con ma > 1 la pri
Page 13 and 14:
A conclusione della tecnica di modu
Page 15 and 16:
Figura 1.10 Gli otto stati del vett
Page 17 and 18:
Figura 1.12 1.1.4 Modulazione con r
Page 19 and 20:
1.2 Inverter Multilivello (VSI) L
Page 21 and 22:
In generale, per creare un inverter
Page 23 and 24:
1.2.1.3 Inverter multilivello a cas
Page 25 and 26:
1.2.2.1 PWM Sinusoidale La tecnica
Page 27 and 28:
Figura 1.21 Segnali portanti e modu
Page 29 and 30:
Si introduce infine la grandezza
Page 31 and 32:
Capitolo 2 AZIONAMENTI ELETTRICI I
Page 33 and 34:
In figura 2.4 un raddrizzatore e un
Page 35 and 36:
2.2 Azionamenti per il controllo de
Page 37 and 38:
Il circuito intermedio: All‟uscit
Page 39 and 40:
Xdr‟ : reattanza flussi dispersi
Page 41 and 42:
in corrispondenza dello scorrimento
Page 43 and 44:
L‟espressione della coppia per ba
Page 45 and 46:
Lo schema di controllo di un aziona
Page 47 and 48:
Legami esprimibili dalle seguenti e
Page 49 and 50:
Capitolo 3 FILTRO LCR TRA INVERTER
Page 51 and 52:
Correnti circolanti nei cuscinetti
Page 53 and 54:
Scorrimento nominale Potenza attiva
Page 55 and 56:
Per il calcolo del rendimento compl
Page 57 and 58:
3.2.3 L’inverter senza carico Le
Page 59 and 60:
Figura 3.52 Analisi di Fourier dell
Page 61 and 62:
Figura 3.57 Analisi di Fourier dell
Page 63 and 64:
La seguente relazione permette di c
Page 65 and 66:
Figura 3.65 La tensione ai morsetti
Page 67 and 68:
Figura 3.68 Andamento nel tempo del
Page 69 and 70:
Figura 3.74 Tensione di modo comune
Page 71 and 72:
3.3 Filtro LC sinusoidale Una soluz
Page 73 and 74:
Una soluzione tecnica adottata negl
Page 75 and 76:
Le figure 3.32 e 3.33 mostrano la r
Page 77 and 78:
Filtro LCR con un LC “trap” [28
Page 79 and 80:
3.3.3 Progettazione del filtro Nei
Page 81 and 82:
Figura 3.88 Risposta in frequenza d
Page 83 and 84:
Le simulazioni in Mathcad con la nu
Page 85 and 86: Calcoli del ramo derivato del filtr
Page 87 and 88: Gli spettri armonici mostrano una r
Page 89 and 90: Le analisi di Fourier mostrano la p
Page 91 and 92: Il fenomeno può essere evitato se
Page 93 and 94: 3.3.3.4 Azionamento con filtro LCR
Page 95 and 96: Analizzando i dati delle precedenti
Page 97 and 98: Nelle tabelle seguenti vengono most
Page 99 and 100: Una prima analisi mostra: A pari fr
Page 101 and 102: R [mΩ] Sinv [KVA] Pinv/Sinv QL [KV
Page 103 and 104: Figura 3.110 Analisi di Fourier del
Page 105 and 106: Figura 3.116 Tensione (THD%=8.71%)
Page 107 and 108: 3.4 Filtro LCR dv/dt Il filtro LCR
Page 109 and 110: 3.4.1 Metodo per la Progettazione d
Page 111 and 112: La potenza istantanea dissipata sul
Page 113 and 114: 3.4.2 Progettazione del filtro dv/d
Page 115 and 116: Figura 3.127 La corrente ima(t) ass
Page 117 and 118: Correnti circolanti nei cuscinetti-
Page 119 and 120: 3.6 Conclusioni Il capitolo ha iniz
Page 121 and 122: Capitolo 4 SMORZAMENTO ATTIVO DELLA
Page 123 and 124: Le figure 4.3 mostrano invece gli a
Page 125 and 126: 4.2 Controllo a previsione di corre
Page 127 and 128: 4.3 Filtro LC sinusoidale e Control
Page 129 and 130: 4.4 Conclusioni Il capitolo ha most
Page 131 and 132: La parte finale del lavoro ha mostr
Page 133 and 134: Le equazioni meccaniche sono espres
Page 135: Se si desidera ricavare la rete equ
Page 139 and 140: Appendice C LISTATO FILE MATHCAD L
Page 141 and 142: Motore asincrono Dati nominali Calc
Page 143 and 144: Componenti armoniche della corrente
Page 145 and 146: Calcolo degli andamenti nel tempo T
Page 147 and 148: [20]: Norbert Hanigovszki, Jørn Po
show all

L'inverter NPC in azionamenti di MT per motori asincroni - DimacReD

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?