Modulação Vetorial Aplicada ao Retificador Trifásico PWM - Ivo Barbi
Modulação Vetorial Aplicada ao Retificador Trifásico PWM - Ivo Barbi Modulação Vetorial Aplicada ao Retificador Trifásico PWM - Ivo Barbi
145Para verificar o efeito da aplicação da modulação vetorial sobre o rendimento dosretificadores, mais especificamente sobre as perdas por comutação, foram realizadassimulações utilizando os modelos realísticos dos semicondutores.A estratégia de controle e os parâmetros considerados são os mesmos dassimulações anteriores, o modelo utilizado para os interruptores foi o do IGBTBSM50GB100D e o modelo utilizado para os diodos foi o do diodo HFA25TB60. Nestassimulações foram retiradas as resistências em série com os indutores de entrada.Os resultados das simulações para diferentes freqüências de comutação sãoapresentados na Tabela 5-7.Tabela 5-7 – Rendimento dos retificadores para diferentes estratégias de modulação.Modulação Controle Retificador Freqüência RendimentoVetorial Vetorial Y_1 10kHz 95,44%PWM Complementar Vetorial Y_1 10kHz 95,05%PWM Convencional Variáveis Reais Y_1 10kHz 95,42%Vetorial Vetorial Y_1 100kHz 91,65%PWM Complementar Vetorial Y_1 100kHz 87,10%PWM Convencional Variáveis Reais Y_1 100kHz 91,61%A modulação PWM complementar aplicada ao retificador Y_1 utiliza uma lógicaem que no semi-ciclo negativo das tensões de entrada é aplicado ao interruptor o sinalcomplementar ao obtido pela comparação da transformação inversa das razões cíclicas deeixo direto e de eixo em quadratura com a triangular (Fig. 5-39).100A0ASEL>>-100A1.0VI(L1)0.5V0V12ms 14ms 16ms 18ms 20ms 22ms 24ms 26ms 28ms 30msV(D1real)/5TimeFig. 5-39 – Corrente e razão cíclica para a fase A utilizando a modulação PWM complementar.
146Neste caso, a razão cíclica não fica saturada e o rendimento do conversor é menor,no caso da modulação PWM convencional e da modulação vetorial, ocorrem períodos emque há saturação (D(t)≥1) como apresentado na Fig. 5-40.Com isso, o rendimento do conversor é mais elevado, porém, no caso da modulaçãoPWM convencional aparecem maiores distorções nas correntes de entrada [22][57].92A92A50A50A0A0A-50A-50ASEL>>-96A4.0VI(L10)SEL>>-89A1.0VI(L10)2.0V0.5V0V-2.0V60ms 62ms 64ms 66ms 68ms 70ms 72ms 74ms 76ms 78ms 80msV(DA)/5Time0V60ms 62ms 64ms 66ms 68ms 70ms 72ms 74ms 76ms 78ms 80msV(DA)/5Timea) Modulação PWM convencional. b) Modulação Vetorial.Fig. 5-40 – Corrente e razão cíclica para a fase A.Para uma breve análise comparativa sobre os diferentes arranjos de semicondutoresdos retificadores estudados, foram utilizados os parâmetros de desempenho definidos em[24] e apresentados nas expressões (5.1), (5.2) e (5.3).Sendo:• μS,• pS,μ =S∑nVPOSnMAXp =Ssn⋅ I∑PSnMAXII=Sn MEDOPO, μD=∑ VDn⋅I(5.1)MAX DnMAX,p =Dn∑ I(5.2)Dn MEDnIO∑ VSn⋅I(5.3)MAX SnMEDnPOμD- fator de utilização dos interruptores ou diodos;pD- fator de perda por condução dos interruptores ou diodos;• sP- fator de perda por comutação dos interruptores, representa a potênciacomutada média dos interruptores de um conversor.A Tabela 5-8 mostra uma comparação dos resultados de simulação dos retificadoresestudados, incluindo o número de interruptores (S), o número de diodos de baixafreqüência (D BF ), o número de diodos de alta freqüência (D AF ) e os índices de desempenhodefinidos anteriormente.
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- Page 111 and 112: 96Neste caso, também se observa qu
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145Para verificar o efeito da aplicação da modulação vetorial sobre o rendimento dosretificadores, mais especificamente sobre as perdas por comutação, foram realizadassimulações utilizando os modelos realísticos dos semicondutores.A estratégia de controle e os parâmetros considerados são os mesmos dassimulações anteriores, o modelo utilizado para os interruptores foi o do IGBTBSM50GB100D e o modelo utilizado para os diodos foi o do diodo HFA25TB60. Nestassimulações foram retiradas as resistências em série com os indutores de entrada.Os resultados das simulações para diferentes freqüências de comutação sãoapresentados na Tabela 5-7.Tabela 5-7 – Rendimento dos retificadores para diferentes estratégias de modulação.Modulação Controle <strong>Retificador</strong> Freqüência Rendimento<strong>Vetorial</strong> <strong>Vetorial</strong> Y_1 10kHz 95,44%<strong>PWM</strong> Complementar <strong>Vetorial</strong> Y_1 10kHz 95,05%<strong>PWM</strong> Convencional Variáveis Reais Y_1 10kHz 95,42%<strong>Vetorial</strong> <strong>Vetorial</strong> Y_1 100kHz 91,65%<strong>PWM</strong> Complementar <strong>Vetorial</strong> Y_1 100kHz 87,10%<strong>PWM</strong> Convencional Variáveis Reais Y_1 100kHz 91,61%A modulação <strong>PWM</strong> complementar aplicada <strong>ao</strong> retificador Y_1 utiliza uma lógicaem que no semi-ciclo negativo das tensões de entrada é aplicado <strong>ao</strong> interruptor o sinalcomplementar <strong>ao</strong> obtido pela comparação da transformação inversa das razões cíclicas deeixo direto e de eixo em quadratura com a triangular (Fig. 5-39).100A0ASEL>>-100A1.0VI(L1)0.5V0V12ms 14ms 16ms 18ms 20ms 22ms 24ms 26ms 28ms 30msV(D1real)/5TimeFig. 5-39 – Corrente e razão cíclica para a fase A utilizando a modulação <strong>PWM</strong> complementar.