Generarea impulsurilor de comanda pentru invertoare

Generarea impulsurilor de comanda pentru invertoare

Comanda invertoarelor presupune realizarea unei secvente bine stabilite a impulsurilor de comanda pentru semiconductoarele de putere. Din punctul de vedere al semnalului de comanda invertoarele ar putea fi clasificate ca fiind invertoare cu unda plina si invertoare cu unda modulata. Cele din categoria cu unda modulata ar putea fi categorisite ca fiind cu impulsuri modulate in amplitudine (MIA) si cu impulsuri modulate in durata (PWM).

Invertorul trifazat de tensiune se obtine grupand trei semipunti monofazate

Fiind vorba de un invertor de tensiune conditiile de functionare sunt stabilite astfel:

Sursa de tensiune continua de la intrare invertorului nu trebuie scurcircuitata niciodata si deci perechile de semiconductoare de putere (T₁, T₄; T₃, T₆; T₅, T₂) nu trebuie sa conduca niciodata simultan.

Sarcinile fiind inductive curentul nu trebuie sa se intrerupa pentru a asigura continuitate curentilor de iesire alternativi. Deci intervalele de conductie ale semiconductoarelor de pe acelasi brat trebuie sa fie complementare.

Pentru a obtine o valoare medie nula a tensiunii de iesire fiecare semiconductor trebuie sa conduca odata (unda plina) sau cumulat pe portiuni (comanda PWM) un interval egal cu o jumatate de perioada.

Pentru a asigura la iesire un sistem trifazat echilibrat comenzile bratelor trebuie sa fie identice dar decalate cu 2p

1 Comanda pentru invertoare cu unda plina

In cazul comenzii cu unda plina semnalele de comanda vor fi trei semnale dreptunghiulare cu factor de umplere 50% sau defazate intre ele cu 120 ⁰.

Proiect: Echipamente si instalatii de stingere a incendiului - prescriptii generale Eseu: Specificatie tehnica - fitinguri canalizare sudate din pvc

Datorita simetriei semnalului de comanda (fig. 1.1.) in spectrul semnalului de iesire al invertorului apar numai armonici impare. In plus daca sarcina trifazata este echilibrata se elimina si armonicile de rang 3 si multiplii acestora. In acest fel tensiunea la iesirea invertorului va contine numai armonici de rang 6k 1. Acestea creeaza probleme specifice in motor: pierderi suplimentare si cupluri oscilante.

Comanda invertoarelor cu unda plina este foarte simpla si poate fi implementata atat prin hard (numarator in inel, registru de deplasare sau numarator divizor cu 6) cat si prin soft. In toate cazurile generarea semnalelor de comanda se face pornind de la un semnal de tact cu o frecventa f_clk 6*f_out

Comanda cu numarator in inel

Se utilizeaza un numarator in inel cu 6 nivele la iesirile caruia sunt plasate porti SAU pentru obtinerea semnalelor A, B si C. Diagramele de semnale corespunzatoare sunt prezentate in fig. 1.3.

Circuit de comanda cu registru de deplasare.

Se utilizeaza un registru de deplasare cu 3 nivele, iesirea negata a ultimului nivel fiind legata la intrarea primului. Se obtin astfel 3 semnale defazate la 120^o .

Circuit de comanda cu numarator divizor cu 6

Pentru inversarea sensului masinii se pot inversa doua dintre semnalele de comanda ale fazelor (de exemplu B si C):

Bistabilul este necesar pentru a sincroniza momentul de inversare a fazelor cu momentele de comutare, cand una din tensiunile de iesire trece prin zero.

Daca folosim solutia de mai sus de generare a semnalului trifazat cu ajutorul uni registru de deplasare impreuna cu partea de inversare a sensului obtinem un generator de semnal trifazat cu inversare de sens ca in schema care urmeaza.

In cazul implementarii soft a comenzii cu unda plina se are in vedere ca succesiunile de comanda se repeta periodic, la intervale de timp precalculabile, care sunt doar functie de frecventa tensiunii de iesire. Stocind intr-un tabel din memorie toate cele n succesiuni de comanda ale invertorului considerat, se poate genera o tensiune de iesire cu frecventa variabila, baleiind acest tabel cu o frecventa variabila. Schimbarea sensului de rotatie se poate face schimband doi pointeri de memorie in generatorul trifazat realizat soft. Pentru mentinerea raportului U/f se comanda in mod adecvat redresorul comandat care alimenteaza invertorul propriu-zis.

Modificarea tensiunii la iesirea invertorului cu unda plina se poate face numai prin interventia asupra tensiunii din circuitul intermediar de curent continuu (redresor comandat sau redresor necomandat plus choppper). Redresorul comandat altereaza factorul de putere iar varianta cu chopper se utilizeaza numai la puteri scazute. O solutie a acestei probleme o poate constitui modulatia multipla sau modulatia cu tren de impulsuri. In acest caz se realizeaza mai multe pulsuri pe o semiperioada prin supramodularea semnalului de comanda cu un tren de impulsuri cu factor de umplere proportional cu tensiunea dorita. Prin aceasta metoda se reduce si din componenta armonicilor undei de tensiune. Aceste metode sunt tot mai putin utilizate solutia cea mai raspandita fiind modularea PWM sinusoidala.