DIPLOMA A DISTANZA IN INGEGNERIA ELETTRICA

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1 DPLOMA A DSTANZA N NGEGNERA ELETTRCA CORSO D ELETTRONCA NDSTRALE D POTENZA Lezione 26 Controllo di corrente di invertitori monofase a tensione impressa Docente: Luigi Malesani Dipartimento di ngegneria Elettrica niversitá di Padova Controllo di corrente di invertitori monofase a tensione impressa a senotriangolo Controlli di corrente ad isteresi dead beat monofase E 2 E 2 nvertitore di tensione monofase a due livelli S 1 S 2 Forma d onda sinusoidale n molti casi si richiede di controllare direttamente l andamento della corrente nel carico degli invertitori a tensione impressa. E 2 E 2 med med

2 l controllo di corrente si ottiene con un sistema a catena chiusa, che varia la tensione med prodotta dall invertitore in modo da far seguire al valore medio med della corrente l andamento * voluto. l controllo a catena chiusa pone di solito dei vincoli per assicurare la stabilità del sistema. l controllo a catena chiusa pone di solito dei vincoli per assicurare la stabilità del sistema. Tali vincoli risultano in restrizioni sul guadagno e sulla la banda della catena di reazione, limitando così la precisione e la velocità del controllo. Controllo a catena chiusa dell nvertitore di tensione * Regol. * Control. di corrente PWM E E analogico a senotriangolo ( ramp comparison ) no dei primi metodi di controllo è quello analogico, ricavato dal metodo di modulazione senotriangolo. L uscita * di un regolatore P è confrontata con una portante triangolare, e genera il comando PWM per l invertitore come nel caso della modulazione di tensione.

3 Controllo ramp comparison (tipo senotriangolo) * Tr Regol. * P Modulatore a PWM Logica E E * Tr med * l metodo dà un tipico errore tra l andamento della corrente media med ed il suo riferimento *. L errore è dovuto al guadagno della catena, limitato per esigenze di stabilità. Tr * * La massima pendenza di * non deve superare quella del triangolo Tr L ampiezza dell ondulazione all uscita * del regolatore P dipende dal guadagno della parte proporzionale. Per evitare false interferenze, tale guadagno deve essere limitato, in modo che la massima pendenza di * non superi quella della portante triangolare Tr.

4 Per evitare false interferenze, tale guadagno deve essere limitato, in modo che la massima pendenza di * non superi quella della portante triangolare Tr. Si soddisfa così anche una delle condizioni di stabilità della catena di reazione. l guadagno della parte integrale deve essere limitato, per evitare intersezioni multiple tra * e Tr entro il periodo di modulazione. Controlli di corrente ad isteresi l controllo di corrente ad isteresi stabilisce l ampiezza B della banda di oscillazione della corrente attorno al riferimento *. *B/2 < < *B/2 Appena la corrente supera la banda, si inverte il comando all invertitore. n pratica si confronta l errore e i = * con i limiti della banda. nfatti dalla precedente relazione si ricava: B/2 < * < B/2 Nel caso l ampiezza della banda B sia costante, il controllo può essere realizzato come nella figura seguente. * B/2 e i B/2 Comparatori Set Reset E E

5 l controllo ad isteresi a banda fissa non presenta problemi di stabilità. n cambio, la frequenza di commutazione varia al variare della tensione media generata e del dutycycle δ. * nfatti, come si è ricavato, l ondulazione dellla corrente vale ET i = δ(1 δ) L e, per ampiezza di ondulazione costante pari a i=b, il periodo T=1/f c varia con δ E fc = δ(1 δ) LB * Per avere frequenza di commutazione f c fissa si può variare la banda B al variare di δ B = E δ(1 δ) Lf c A tale scopo si può usare un controllo di fase a catena chiusa ( PLL ) che rileva lo sfasamento delle commutazioni rispetto ad un clock di riferimento e varia in corrispondenza l ampiezza della banda B

6 * Comparatori B/2 Set B/2 1 Reset PLL E E f c l controllo a PLL varia la banda B e dà frequenza di commutazione f c costante. Essendo un controllo a catena chiusa, è soggetto ad instabilità e richiede un adeguato proporzionamento per assicurare un funzionamento stabile. * dead beat Controllo di corrente DeadBeat l controllo predittivo di corrente Deadbeat si basa sul campionamento del valore della corrente all inizio di ogni periodo di commutazione. Durante tale periodo (T 1 ), esso calcola il dutycycle da applicare nel periodo successivo (T 2 ) per portare la corrente a coincidere con il riferimento alla fine del periodo successivo stesso. Controllo di corrente DeadBeat Nel calcolo, viene tenuto conto dell evoluzione presumibile dovuta all applicazione in T 1 del dutycycle calcolato nel periodo (T 0 ) precedente al campionamento.

7 Controllo di corrente DeadBeat E * Pred. D Log. S/H Clock E Controllo di corrente DeadBeat t s Calcolato in T 0 * Calcolato in T 1 T 0 T 1 T 2 Controllo di corrente DeadBeat Per poter fare i calcoli di previsione, si devono conoscere tutti i parametri del carico e dell invertitore. Si suppone che, durante T 1 e T 2, i valori della f.c.e.m. e del riferimento di corrente * si possano ritenere costanti. Controllo di corrente DeadBeat Normalmente si assume frequenza di commutazione f c costante, e quindi durata uguale per tutti i periodi T. Si assume di solito l ipotesi, importante sopratutto per l applicazione del metodo nei sistemi trifase, che gli impulsi di modulazione rimangano centrati rispetto al periodo. Contenuto della lezione 26 a senotriangolo Controlli di corrente ad isteresi dead beat