Comanda PWM a Invertoarelor

Extras din proiect Cum descarc?

Capitolul 1 - Comanda PWM a invertoarelor de tensiune trifazate
In acest capitol se prezinta rolul comenzii cu modulatie a pulsurilor in latime (,,Pulse Width Modulation" - PWM) si se realizeaza clasificarea metodelor de modulatie PWM. In conformitate cu scopul prezentei lucrari, analiza se axeaza in principal pe comanda invertoarelor de tensiune trifazate in punte.
1.1 Comanda invertoarelor de tensiune trifazate
In acest capitol si in cele urmatoare se va trata comanda invertoarelor trifazate de tensiune in punte, avand schema din Fig. 1.1. Tranzistoarele din schema pot fi bipolare, DMOS sau IGBT, simbolul utilizat fiind generic. In analiza care urmeaza toate dispozitivele de putere vor fi considerate ideale (cu timpi de comutatie nuli, rezistenta nula in stare conductie si rezistenta infinita in stare de blocare). Functionarea acestui tip de invertor este descrisa detaliat in [Ng94].
Fig. 1.1 - Invertor de tensiune trifazat in punte
Pentru circuitelor de comanda a invertorului se va considera schema bloc de principiu din Fig. 1.2. Tranzistoarele de putere sunt comandate cu ajutorul unor circuite de comanda, care asigura parametrii necesari ai semnalelor de comanda si, eventual, izolarea galvanica. Circuitele de comanda, la randul lor, sunt comandate prin intermediul unor semnale logice, de catre un modulator PWM. In principiu, acesta genereaza 3 semnale logice, fiecare actionand complementar asupra celor doua tranzistoare dintr-un brat de punte.
In cele ce urmeaza, se va presupune urmatoarea logica de comanda:
- semnal HIGH: tranzistorul superior este comandat in conductie si cel inferior, in blocare; tensiunea de iesire a fazei este ;
- semnal LOW: tranzistorul inferior este comandat in conductie si cel superior, in blocare; tensiunea de iesire a fazei este .
Fig. 1.2 - Circuitele de comanda pentru invertorului trifazat
1.1.1 Decalarea comenzii tranzistoarelor din acelasi brat de punte
In implementarile practice, pentru a evita conductia simultana a tranzistoarelor din acelasi brat de punte, datorata timpilor de blocare nenuli ai dispozitivelor semiconductoare, comanda de intrare in conductie a fiecarui tranzistor este intarziata fata de comanda de blocare a celuilalt tranzistor din acelasi brat de punte. Aceasta intarziere se va denumi pe scurt decalarea comenzii (denumirea in engleza este ,,dead-time") .
In practica, intarzierea poate fi generata fie de catre modulatorul PWM, fie de catre circuitele de comanda ale tranzistoarelor. in cele ce urmeaza, pentru a simplifica analiza modulatoarelor PWM, se va presupune ca intarzierea este generata de catre circuitele de comanda. Acolo unde este cazul, se va lua in considerare efectul decalarii comenzii asupra functionarii sistemului de actionare.
1.2 Modulatoarele PWM
Conform schemei de principiu de mai sus, circuitele modulatoare PWM genereaza trei semnale logice de comanda, formate din pulsuri cu latime variabila. Latimea pulsurilor se sintetizeaza cu ajutorul unor algoritmi de modulatie PWM, astfel incat sa se controleze unul din urmatoarele sisteme de marimi:
- sistemul trifazat al tensiunilor de la iesirea invertorului;
- sistemul trifazat al curentilor prin fazele motorului;
- fluxul prin motor si cuplul generat de acesta.
Modulatorul PWM din Fig. 1.2 are ca marimi de intrare generice parametrii modulatiei. In functie de marimile controlate si de algoritmul de modulatie, acestia pot fi, de exemplu:
- pentru controlul tensiunilor de la iesirea invertorului: marimi de referinta pentru valorile medii pe puls ale tensiunilor de iesire (care aproximeaza valorile instantanee), sau amplitudinea si frecventa sistemului trifazat de tensiuni;
- pentru controlul curentilor prin fazele motorului: marimi de referinta pentru valorile instantanee ale curentilor;
- pentru controlul fluxului si cuplului: marimi de referinta pentru valorile instantanee ale fluxului si cuplului.
Utilizarea comenzii cu modulatie PWM ofera avantajul unei eficiente energetice ridicate, datorita functionarii dispozitivelor de putere din invertor in regim de comutatie. Pe de alta parte, forma de pulsuri a tensiunilor generate cauzeaza o serie de efecte nefavorabile asupra sistemului de actionare: pierderi de putere suplimentare in motor, pulsatii de cuplu, radiatie electromagnetica, zgomot acustic, etc. Aceste efecte vor fi analizate in detaliu in capitolul 7.
Algoritmii de modulatie trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte:
- control liniar, cu un timp de raspuns cat mai mic;
- reducerea unora dintre efectele nefavorabile ale modulatiei PWM;
- dupa caz, optimizarea unor parametri ai modulatiei, cum ar fi gradul de utilizare a tensiunii de alimentare a invertorului (acest aspect va fi detaliat ulterior).
1.3 Clasificarea metodelor de modulatie PWM
In cele ce urmeaza se va prezenta o clasificare elaborata de autor, prin sinteza informatiei din diverse surse bibliografice. Metodele de modulatie de interes vor fi analizate detaliat pe parcursul capitolelor urmatoare.
Clasificarea principala se realizeaza in functie de marimile controlate:
- modulatie PWM cu comanda tensiunii (,,voltage control")
- modulatie PWM cu esantionare (,,sampling PWM")
- modulatia vectorului spatial (,,Space Vector PWM")
- modulatie PWM optimala (,,optimal PWM")
- modulatie PWM cu reglarea curentului (,,current control")
- reglare bipozitionala cu histerezis
- reglare cu predictie
- reglarea directa a fluxului si a cuplului (,,Direct Flux and Torque Control")
- metodaDepenbrock 
- metoda Takahashi-Noguchi.
Observatie: Traducerea in limba romana a denumirilor de mai sus s-a facut in acord cu terminologia consacrata. Astfel, termenul englez ,,control" capata doua traduceri diferite, in functie de modul de realizare: ,,comanda" tensiunilor presupune, de regula, sisteme in bucla deschisa, iar ,,reglarea" curentilor se face, intotdeauna, cu sisteme in bucla inchisa.
Urmatoarele sectiuni ofera o descriere sumara si o clasificare mai detaliata a metodelor prezentate anterior.


Fisiere in arhiva (1):

  • Comanda PWM a Invertoarelor.doc

Imagini din acest proiect Cum descarc?

Banii inapoi garantat!

Plateste in siguranta cu cardul bancar si beneficiezi de garantia 200% din partea Proiecte.ro.


Descarca aceast proiect cu doar 6 €

Simplu si rapid in doar 2 pasi: completezi adresa de email si platesti.

1. Numele, Prenumele si adresa de email:

Pe adresa de email specificata vei primi link-ul de descarcare, nr. comenzii si factura (la plata cu cardul). Daca nu gasesti email-ul, verifica si directoarele spam, junk sau toate mesajele.

2. Alege modalitatea de plata preferata:



* La pretul afisat se adauga 19% TVA.


Hopa sus!