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Accionamentos ElectromecnicosCap. 1: Conversores DC-AC: Inversores

Cap. 1: Conversores DC-AC

Conversores DC-AC: Introduo e conceitos bsicos

2


Introduo e conceitos bsicos

3


Inversores: requisitos e esquema base

4


Anlise de um ramo do inversor: Comando por plena onda

Comando por plena onda

comando por onda quadrada

5


Anlise de um ramo do inversor: PWM sinusoidal (SPWM)

6



7



m f 15

m f 39vcontrol (t ) vtri (t )

vcontrol (t )

vtri (t )

0

t (s)

0

t (s)

Ts

v AoMED (t )

v Ao1 (t )

v Ao (t )

v AoMED (t )

v Ao1 (t )

v Ao (t )

0

t (s)

0

t (s)

8



Exemplo 5.1 Para um inversor em semiponte, com Vd=300 V, mf=39, ma=0.8 e f1=47 Hz, determine o valor eficaz do fundamental da tenso de sada, assim como dos harmnicos dominantes em vAo, usando a Tabela 1-1.Tabela 1-1: Harmnicos de vAo para mf elevado

VAo h

Vd 2

V AN

h

Vd 2

calculado em funo de ma9



Sobremodulao

10


Inversores a analisar:

Inversor monofsico:

Inversor trifsico:

11


Inversor de tenso em ponte monofsico

Comando por plena onda[V]

vo (t )Vdt [s]

Vd

T

12


Inversor monofsico: PWM sinusoidal bipolar

13


Anlise do inversor monofsico em ponte: SPWM bipolar

Exemplo 5.2 Para um inversor em ponte, Vd=300 V, mf=39, ma=0.8 e f1=47 Hz, determine o valor eficaz do fundamental da tenso de sada, assim como os valores eficazes dos harmnicos dominantes se for utilizada uma estratgia de comutao PWM sinusoidal bipolar. Tabela 1-1: Harmnicos de v para m elevadoAo f

VAo h

Vd 2

V AN

h

Vd 2



Inversor monofsico: PWM sinusoidal unipolar

15


PWM bipolar versus PWM unipolar

PWM bipolar

PWM unipolarma 0.8, m f 12

16


Anlise do inversor monofsico em ponte: SPWM unipolar

Exemplo 5.3 Para um inversor em ponte, Vd=300 V, mf=38, ma=0.8 e f1=47 Hz, determine o valor eficaz do fundamental da tenso de sada, assim como os valores eficazes dos harmnicos dominantes se for utilizada uma estratgia de comutao PWM sinusoidal unipolar. Tabela 1-1: Harmnicos de v para m elevadoAo f

VAo h

Vd 2

V AN

h

Vd 2



Ondulao na sada do inversor monofsico

Plena onda

PWM bipolar

PWM bipolar

18


Inversor monofsico: Comando por cancelamento de tenso

19


Inversor trifsico: comando por plena onda

20


Inversor trifsico: PWM sinusoidal

21



Harmnicos de vAo

Harmnicos de vAB

22



Sobremodulao

23


Inversor trifsico: PWM sinusoidalvcontrol (t ) vtri (t )vcontrolamostrado

Implementao digital

(t )

0

t ( s)

24



Ondulao na sada do inversor trifsico:

25



Conduo dos semicondutores: comando por plena onda

26



Conduo dos semicondutores: comando por SPWM

27


Tempo de atraso (ou tempo morto) na comutao

28


Outras estratgias de comando

Estratgias baseadas em PWMModulao PWM trapezoidal Modulao PWM em degrau Modulao PWM com injeco de 3 harmnico

29



Eliminao programada de harmnicos

30



Controlo por modulao de corrente: banda de tolerncia ou histerese

31


Outras estratgias de comando:

Space Vector Modulation (SVM)Tabela 1-3: Estados do inversor. Estado dos semicondutoresRamo A1012 Estado 5 Carga 1002 Estado 4 Carga

Variveis binriasa 1 b 0 c 1

Estado do inversorbinrio 1012 decimal 5

Ramo B

Ramo C

TA ON TA OFF TA ON TA OFF TA ON TA OFF TA OFF

TB OFF TB ON TB OFF TB ON TB ON TB OFF TB ON TB OFF TB ON TB OFF TB OFF TB ON TB OFF TB ON TB ON TB OFF

TC ON TC OFF TC OFF TC ON TC OFF TC ON TC OFF TC ON TC ON TC OFF TC ON TC OFF TC OFF TC ON TC ON TC OFF

1

0

0

1002

4

1

1

0

1102

6

0

1

0

1102 Estado 6

Carga

0102 Estado 2

Carga

TA ON TA OFF TA ON TA OFF TA ON TA OFF TA ON

0102

2

0

1

1

0112

3

0

0

1

0012

1

0

0

0

0002

0

0112 Estado 3

Carga

0012 Estado 1

TA ONCarga

1

1

1

TA OFF

1112

7

v AN

1112 Estado 7

Carga

0002 Estado 0

Carga

vBN

vCN

32


Outras estratgias de comando:

Space Vector Modulation (SVM)v control a (t )vcontrol a (t )

vtri (t )

SPWM versus SVMt ( s)

V faseneutro

1(max) SPWM

Vd 2 Vd 3

Ts

a(t )

t ( s)v AB1 (t )Vd

V faseneutro

1(max)SVM

v AB (t )

t ( s)

v An1 (t ) v An (t )2Vd 3

t ( s)

T1

33


Conversor a operar no regime rectificador

34


Inversores multinvelid

Vd 2 _ Vdo

+Cd DA

TA1

D A1

TB1

DB 1

TC 1

DC 1

TA 2

DA 2

DB TB 2

DB 2

DC TC 2

DC 2

Vd 2_

+Cd

TA 3 DA

DA3 DB

TB 3

DB 3 DC

TC 3

DC 3

TA 4

DA 4

TB 4

DB 4

TC 4

DC 4

N

A

B

C

id

idTA1 D A1 TA1 D A1

Vd 2 _ Vdo

+Cd DA

TA 2

DA 2

+ Vd 2 _ iA Ao

DA TA 2

DA 2

iA ATA 3 D A3 DA

+ Vd 2_

TA 3 DA Cd TA 4

DA3

DA 4

+ Vd 2 _

TA 4

DA 4

N

35


Inversores multinvel: comando por plena ondaTA1 TA2 TA3 TA4 ON OFF

v AoidTA1 D A1

Vd 230 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480

0

t

vBotiAA

+ Vd 2 _o

DA TA 2

DA2

TA 3

DA3

vCot

+ Vd 2 _

DA

TA 4

DA4

v AB Vdt

v An4Vd 6 3Vd 6 2Vd 6

t

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

390

420

450

480

36


Inversores de corrente (CSI)

37

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