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

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La tabella 1 riassume gli otto stati dell‟inverter: Tabella 1 Stato S1 S2 S3 S4 S5 S6 VAB VBC VCA 1 On On On Vdc 0 -Vdc 2 On On On 0 Vdc - Vdc 3 On On On - Vdc Vdc 0 4 On On On -Vdc 0 Vdc 5 On On On 0 - Vdc Vdc 6 On On On Vdc - Vdc 0 7 On On On 0 0 0 8 On On On 0 0 0 Il controllo dell‟inverter agisce sugli interruttori in modo da passare da uno stato all‟altro. Si otterranno tensioni di linea formate dai soli valori discreti: - Vdc, 0 e Vdc. Esistono diverse tecniche di modulazione per il controllo dell‟inverter, le più utilizzate sono: PWM Sinusoidale [1] Funzionamento ad onda quadra [1] Commutazione con eliminazione programmata delle armoniche PWM [1] Controllo vettoriale PWM [2-3] Modulazione con regolazione della corrente PWM [1] Le tecniche PWM (Pulse Width Modulation), dette anche modulazione a larghezza d’impulso, creano tensioni in uscita dell‟inverter formate da impulsi di larghezza variabile, in modo da approssimare con il valore medio variabile degli impulsi in ogni periodo di commutazione un andamento sinusoidale. Le diverse tecniche si differenziano dalla modalità con cui si creano i segnali di controllo degli interruttori. Nel seguito sono presentate le diverse tecniche di modulazione, approfondendo in particolare la PWM sinusoidale perché oggetto del presente lavoro. 7
1.1.1 PWM Sinusoidale La tecnica PWM sinusoidale genera il segnale di comando degli interruttori confrontando un segnale di controllo con un‟onda triangolare. Negli inverter trifase VSI a due livelli sono presenti tre segnali sinusoidali di controllo sfasati tra di loro di 120° elettrici (segnali modulanti), uno per ogni fase, e un‟onda triangolare (segnale portante). Come mostrato nella figura 1.2. La frequenza dell‟onda triangolare (ftri) stabilisce la frequenza di commutazione degli interruttori ed è di solito tenuta costante assieme alla sua ampiezza massima. La frequenza delle modulanti (fmod) risulta pari alla frequenza principale delle tensioni generate dall‟inverter. Rilevanti per lo studio di questa tecnica sono due rapporti di modulazione: ma è il rapporto di modulazione d‟ampiezza; mf è il rapporto di modulazione di frequenza. : ampiezza massima dei segnali portanti : ampiezza massima onda triangolare Figura 1.2 Con ma = 0,8 e mf = 9 Il segnale di comando degli interruttori come citato in precedenza è generato dal confronto della modulante con l‟onda triangolare. Come esempio si prenda il ramo uno: quando vmod1 > vtri S1 è chiuso ( S4 aperto) VAN = Vdc VAO = Vdc / 2 vmod1 < vtri S4 è chiuso ( S1 aperto) VAN = 0 VAO = - Vdc / 2 Si mostra nel seguito alcune delle tensioni dell‟inverter, nel caso di ma = 0,8 e mf = 9. 8
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