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

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Figura 1.25 Segnale di controllo dell’interruttore Sa2 L‟uso dell‟inverter multilivello riduce la perdita per commutazione rispetto all‟inverter a due livelli, questo principalmente perché la tensione di blocco delle valvole è minore (la metà). Inoltre a pari mf e con ma < 1, nell‟inverter a due livelli in un periodo della modulante (1/fm) avvengono 2*mf commutazioni. Invece nell‟inverter multilivello può esserci un numero di commutazioni minori, uguali o maggiori di 2*mf. Agendo sullo sfasamento tra il set di modulanti e i segnali portanti è possibile minimizzare il numero di commutazioni totali all‟interno del periodo della modulante, riducendo in tal modo le perdite per commutazione [6]. Nell‟ inverter a due livelli la frequenza di commutazione della singola valvola corrisponde alla frequenza del segnale portante, con ma < 1. Nell‟inverter multilivello invece la frequenza di commutazione della singola valvola risulta minore della frequenza del set di portanti. Le figure 1.24 e 1.25 mostrano il segnale di comando degli interruttori Sa1 e Sa2, si può notare come le commutazioni delle valvole avvengono solo durante una porzione del periodo della modulante; questo permette di ridurre la frequenza di commutazione media delle valvole sul periodo della modulante. In un inverter a tre livelli: la frequenza di commutazione media sul periodo della modulante di un interruttore risulta minore della fportante/2. Nel funzionamento in zona lineare (ma ≤ 1), l‟analisi di Fourier in figura 1.26 delle tensioni di linea (VAB,VBC e VCA) mostra la presenza di armoniche posizionate attorno alla frequenza delle portanti e ai suoi multipli; come nell‟inverter a due livelli. Un‟analisi più approfondita delle armoniche presenti nelle tensioni generate da un inverter a tre livelli sarà sviluppata nei capitoli successivi. Figura 1.26 Analisi di Fourier della tensione VAB 27
Si introduce infine la grandezza “tensione di modo comune”; tale grandezza rappresenta il potenziale tra il centro stella delle tensioni in uscita dall‟inverter (VAO, VBO e VCO) e la terra, in altri termini la tensione di sequenza zero generata dall‟inverter. La tensione di modo comune nasce perché la terna di tensioni PWM creata dall‟inverter non è simmetrica, ovvero la somma istantanea delle tre tensioni non ha valore nullo. Può essere definita con la seguente formula [7]: La figura 1.27 mostra la tensione di modo comune dell‟inverter NPC a tre livelli con ma = 0,8 e mf=15. In figura 1.28, l‟analisi di Fourier della tensione di modo comune, evidenzia la presenza di componenti armoniche posizionate attorno alla frequenza delle portanti e ai suoi multipli. Figura 1.27 Tensione di modo comune Figura 1.28 Analisi di Fourier della tensione di modo comune 28
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