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9. Aspectos da implementação do controlo vectorial - SVPWM

MLI vectorial (SVPWM - Space Vector Pulse Width Modulation) = uma nova técnica de modulação que permite minimizar as harmónicas da corrente e do binário.

Considera-se a estrutura padrão do inversor - fig. 8:

Fig. 8 - Ondulador - esquema básico da componente de potência c.c.-c.a

"O": o ponto médio fictício da fonte da tensão contínua.

As 3 tensões v1 , v2 , v3 da máquina, formam um vector Vs:

; ;

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Estados de funcionamento do inversor: 6 localizações "úteis" e duas "nulas".

Vs pode estar em oito posições fixas, correspondendo às 8 configurações dos interruptores de potência, codificadas por 3 bits.

A associação de códigos binários - estados do ondulador - posições do vector Vs - fig.9:

Fig. 9 - Estágios de funcionamento do ondulador

O código binário: 1 / 0: fecho / abertura do interruptor superior (ver fig. 8).

Segunda notação: a projecção sobre o eixo a dos vectores Vi, reproduz a forma de onda do ondulador durante um período (da componente fundamental) para o comando "de plena onda", sem modulação.

Ondulador com comando de plena onda - 2 inconvenientes:

  • amplitude da componente fundamental é fixa (só depende da tensão de entrada do conversor) ;
  • a baixas frequências estatóricas, existe ondulação do binário instantâneo.

O método MLI (PWM)

fc = frequência de comutação; fs = frequência da saída.

A multiplicidade do número de impulsos de tensão de saída do inversor durante um período de tensão quase sinusoidal a aplicar à máquina, permite variar o valor eficaz da harmónica fundamental desta tensão e aumentar a ordem das harmónicas indesejáveis.

MLI assíncrona : frequência de comutação = constante ® relação fc / fs = p (qualquer).

  • Harmónicas cuja amplitude é função da relação entre frequências, p.
  • Aplicável desde que fc seja consideravelmente superior à frequência da máquina.

Para máquinas de reduzida potência (onduladores a transístores).

Frequências de comutação> 2 KHz.

Para máquinas de elevada potência:

fc = 250 Hz. 1KHz

fs = 50 . 100 Hz conteúdo harmónico dos sinais: elevado

MLI síncrona :

fc e fs  : correlacionados. Para fs = 0.70 Hz, fc: 600.1000 Hz.

A modulação síncrona evita as inter-harmónicas (particularmente em cadeia aberta segundo uma lei U/f = ct), que provocam ressonâncias e problemas mecânicos na cadeia cinemática.

Inconvenientes:

  • A amplitude da fundamental depende da relação p = fc / fs  ;
  • se as tensões de referência fornecidas ao modulador são geradas por um comando numérico, é imperativo que se mantenha constante a frequência de amostragem durante toda a gama de velocidades, de forma a poder definir os reguladores numéricos (de contrário, não é possível aplicar a transformada z).
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