Prof. Humberto Pinheiro, Ph.D. 2010

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1 Prof. Humberto Pinheiro, Ph.D. 2010 SISTEMAS DE MODULAÇÃO DPEE-CT-UFSM Modulação Geométrica Inversor Trifásicos com Quatro Pernas Pernas
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SISTEMAS DE MODULAÇÃO DPEE-CT-UFSM. Modulação Geométrica Inversor Trifásicos com Quatro Pernas Pernas. Prof. Humberto Pinheiro, Ph.D. 2010. Modulação Geométrica. Vamos considerar um inversor trifásico quatro pernas a quatro fios. E. E. Carga Trif ásica com quatro fios. - PowerPoint PPT Presentation

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Apresentao do PowerPoint

1

Prof. Humberto Pinheiro, Ph.D.

2010

SISTEMAS DE MODULAO

DPEE-CT-UFSM

Modulao Geomtrica

Inversor Trifsicos com Quatro Pernas Pernas

1

2

Modulao Geomtrica

Vamos considerar um inversor trifsico quatro pernas a quatro fios

E

Carga Trifsica

com quatro fios

E

2

O fios

3

Modulao Geomtrica

Vamos considerar um inversor trifsico quatro pernas a quatro fios

E

Carga Trifsica

com quatro fios

E

g

a

b

c

n

3

O fios

4

Modulao Geomtrica

Vamos considerar um inversor trifsico quatro pernas a quatro fios

E

Carga Trifsica

com quatro fios

E

g

a

b

c

n

4

O fios

5

Modulao Geomtrica

Vamos considerar um inversor trifsico quatro pernas a quatro fios

E

Escolhido de forma que a matriz seja inversvel

Carga Trifsica

com quatro fios

E

g

a

b

c

n

5

O fios

6

7

8

Para que a tenses mdia de sada do conversor sejam proporcionais aos sinais modulantes

8

9

seja

9

10

Entao,

As possveis tenses v0 devem satisfazer :

10

11

Escolhas tpicas para v0 so:

(1)

11

12

13

14

15

Modulao a partir das tenses de linha em coordenada abc

eq. (1)

van

vbn

vcn

15

16

vag*

vbg*

vcg*

Angulo

Sinais Modulantes e Portadora

vng*

17

vag

vbg

vcg

Tempo

Tenses nas Pernas do Conversor

van

Nmero de Comutaes

Perna n: 50

Perna a,b,c: 50

18

van

vcn

vbn

Tenses de Fase de Sada do Conversor

Tempo

Natural sampling three phase 4 pernas

18

19

Espectro da Tenses de Fase de Sada

Ordem da Harmnica

Amplitude Normalizada da Harmnica

DF1=16.38/1000

DF2=6.48/10000

DF3=5.9/100000

20

21

vbg*

vag*

vcg*

Sinais Modulantes e Portadora

Angulo

vng*

21

22

vag

vbg

vcg

Tenses nas Pernas do Conversor

Tempo

vng

Nmero de Comutaes

Perna n: 50

Perna a,b,c: 34

22

23

van

vbn

vcn

Tenses de fase de sada do conversor

Tempo

24

van

Ordem da Harmnica

Amplitude Normalizada da Harmnica

Espectro da Tenses de Fase de Sada

DF1=17.35/1000

DF2=7.47/10000

DF3=17.15/100000

25

Concluses

A tenso de modo comum vo :

Possibilita Maximizar a utilizao do barramento CC

Reduz as perdas de comutao

Apresenta uma implementao simples para mesmo para sistemas em malha fechada

Possibilita o controle da corrente circulante em conversores em paralelo com barramento CC comum

26

Modulao a partir das tenses de fase

Rede

Conversor

Filtro L

g

a

b

c

n

E

27

Modulao a partir das tenses de fase

van

vbn

vcn

Conversor

Filtro L

Rede

28

LKT e LKC

29

Se Ln=0 e Rn=0

van

va_r

vbn

vb_r

vcn

vc_r

30

Transformao de Coordenadas

Se Ln>0 e/ou Rn>0

Equaes dinmicas em coordenadas alpha-beta-zero

va

vb

vo

va_r

Vb_r

vo_r

31

Equaes dinmicas em coordenadas alpha-beta-zero

va

vb

vo

va_r

Vb_r

vo_r

Vlida para grandezas mdias calculados sobre o perodo do PWM

32

33

Modulao a partir das tenses de fase em coordenada alpha-beta-zero

eq. (1)

van

vbn

vcn

va

vb

vo

33

ia

ib

ic

io_ref

ia_ref

ib_ref

G(s)

G(s)

Go(s)

Controlador com Limitao de Sobre carga do Estados dos Controladores

eq. (1)

34

35

ia

ib

ic

io_ref

ia_ref

ib_ref

G(s)

G(s)

Go(s)

Controlador com Limitao de Sobre carga do Estados dos Controladores

36

Resposta Transitria

Quatrofios.sch

36

37

Resposta Transitria Rejeio de harmnicas de tenso

-

-

-

=

ng

cg

bg

ag

cn

bn

an

v

v

v

v

v

v

v

1

1

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

-

-

-

=

ng

cg

bg

ag

o

cn

bn

an

v

v

v

v

v

v

v

v

1

1

1

1

1

1

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

=

o

cn

bn

an

ng

cg

bg

ag

v

v

v

v

v

v

v

v

1

1

1

1

1

3

1

1

1

1

3

1

1

1

1

3

4

1

-

-

-

=

ng

cg

bg

ag

o

cn

bn

an

v

v

v

v

v

v

v

v

1

1

1

1

1

1

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

=

o

cn

bn

an

ng

cg

bg

ag

v

v

v

v

v

v

v

v

1

1

1

1

1

3

1

1

1

1

3

1

1

1

1

3

4

1

E

v

E

v

E

v

E

v

bg

bg

bg

ag

0

0

0

0

E

v

v

v

v

E

v

v

v

v

E

v

v

v

v

E

v

v

v

v

o

cn

bn

an

o

cn

bn

an

o

cn

bn

an

o

cn

bn

an

4

0

4

3

0

4

3

0

4

3

0

+

-

-

-

+

+

-

-

+

-

+

-

+

-

-

cn

bn

an

cn

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an

cn

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an

cn

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an

v

v

v

R

v

v

v

R

v

v

v

R

v

v

v

R

+

+

=

-

+

=

+

-

=

+

+

-

=

3

3

3

4

3

2

1

4

4

3

3

2

2

1

1

4

4

4

4

R

E

v

R

R

E

v

R

R

E

v

R

R

E

v

R

o

o

o

o

+

+

+

+

{

}

{

}

4

3

2

1

4

3

2

1

,

,

,

min

4

,

,

,

max

R

R

R

R

E

v

R

R

R

R

o

+

{

}

{

}

{

}

{

}

2

,

,

,

min

4

,

,

,

max

,

,

,

max

,

,

,

min

4

4

3

2

1

4

3

2

1

4

3

2

1

4

3

2

1

R

R

R

R

E

R

R

R

R

v

R

R

R

R

v

R

R

R

R

E

v

o

o

o

+

+

=

=

+

=

{

}

4

3

2

1

,

,

,

max

R

R

R

R

v

o

=

{

}

4

3

2

1

,

,

,

min

4

R

R

R

R

E

v

o

+

=

{

}

{

}

2

,

,

,

min

4

,

,

,

max

4

3

2

1

4

3

2

1

R

R

R

R

E

R

R

R

R

v

o

+

+

=

PER

T

E

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1

1

1

1

1

3

1

1

1

1

3

1

1

1

1

3

4

1

*

ag

v

*

bg

v

*

cg

v

*

ng

v

{

}

{

}

2

,

,

,

min

4

,

,

,

max

4

3

2

1

4

3

2

1

R

R

R

R

E

R

R

R

R

v

o

+

+

=

0

180

360

0.2

0.4

0.6

0.8

1

vag

vbg

vcg

vng

triang

fo

t

360

{

}

{

}

2

,

,

,

min

4

,

,

,

max

4

3

2

1

4

3

2

1

R

R

R

R

E

R

R

R

R

v

o

+

+

=

0

8.33

10

3

-

0.0167

4

8

PWMa

PWMb

2

+

PWMc

4

+

PWMn

6

+

t

0

0.017

0.033

4

-

2.5

9

9

4

-

PWMa

PWMn

-

PWMb

PWMn

-

3

+

PWMc

PWMn

-

6

+

0.033333

0

t

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

FPWMnr

i

h

i

0

0.01

0.02

0.03

0.5

1

1.5

2

2.5

Max

i

Vdc

3

Vdc

(

)

Min

i

+

Vdc

vo

i

Vdc

t

i

{

}

4

3

2

1

,

,

,

max

R

R

R

R

v

o

=

0

180

360

0.2

0.4

0.6

0.8

1

vag

vbg

vcg

vng

triang

fo

t

360

0

8.33

10

3

-

0.0167

4

8

PWMa

PWMb

2

+

PWMc

4

+

PWMn

6

+

t

0

0.017

0.033

4

-

2.5

9

PWMa

PWMn

-

PWMb

PWMn

-

3

+

PWMc

PWMn

-

6

+

t

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

FPWMnr

i

h

i

dia

dib

dic

1

-

L

L

3

Ln

+

(

)

L

2

Ln

+

Ln

-

Ln

-

Ln

-

L

2

Ln

+

Ln

-

Ln

-

Ln

-

L

2

Ln

+

R

Rn

+

Rn

Rn

Rn

R

Rn

+

Rn

Rn

Rn

R

Rn

+

ia

ib

ic

...

+

1

L

L

3

Ln

+

(

)

L

2

Ln

+

Ln

-

Ln

-

Ln

-

L

2

Ln

+

Ln

-

Ln

-

Ln

-

L

2

Ln

+

van

vbn

vcn

1

-

L

L

3

Ln

+

(

)

L

2

Ln

+

Ln

-

Ln

-

Ln

-

L

2

Ln

+

Ln

-

Ln

-

Ln

-

L

2

Ln

+

va_r

vb_r

vc_r

+

dia

dib

dic

1

-

L

L

3

Ln

+

(

)

L

2

Ln

+

Ln

-

Ln

-

Ln

-

L

2

Ln

+

Ln

-

Ln

-

Ln

-

L

2

Ln

+

R

Rn

+

Rn

Rn

Rn

R

Rn

+

Rn

Rn

Rn

R

Rn

+

ia

ib

ic

...

+

1

L

L

3

Ln

+

(

)

L

2

Ln

+

Ln

-

Ln

-

Ln

-

L

2

Ln

+

Ln

-

Ln

-

Ln

-

L

2

Ln

+

van

vbn

vcn

1

-

L

L

3

Ln

+

(

)

L

2

Ln

+

Ln

-

Ln

-

Ln

-

L

2

Ln

+

Ln

-

Ln

-

Ln

-

L

2

Ln

+

va_r

vb_r

vc_r

+

dia

dib

dic

R

-

L

ia

ib

ic

1

L

van

vbn

vcn

+

1

L

va_r

vb_r

vc_r

-

-

-

-

=

-

-

-

=

-

-

-

=

o

b

a

o

b

a

o

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a

rc

rb

ra

r

r

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cg

bg

ag

c

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a

v

v

v

v

v

v

v

v

v

v

v

v

i

i

i

i

i

i

2

1

2

1

2

1

2

3

2

3

0

2

1

2

1

1

3

2

2

1

2

1

2

1

2

3

2

3

0

2

1

2

1

1

3

2

2

1

2

1

2

1

2

3

2

3

0

2

1

2

1

1

3

2

di

a

di

b

di

o

R

L

-

0

0

0

R

L

-

0

0

0

R

3

Ro

+

L

3

Lo

+

-

i

a

i

b

i

o

1

L

0

0

0

1

L

0

0

0

1

L

3

Lo

+

v

a

v

b

v

o

+

1

L

0

0

0

1

L

0

0

0

1

L

3

Lo

+

v

a

_r

v

b

_r

v

o

_r

-

di

a

di

b

di

o

R

L

-

0

0

0

R

L

-

0

0

0

R

3

Ro

+

L

3

Lo

+

-

i

a

i

b

i

o

1

L

0

0

0

1

L

0

0

0

1

L

3

Lo

+

v

a

v

b

v

o

+

1

L

0

0

0

1

L

0

0

0

1

L

3

Lo

+

v

a

_r

v

b

_r

v

o

_r

-

*

cg

v

1

0

0

0

1

0

0

0

1

1

-

1

-

1

-

k

0

0

0

k

0

0

0

ko