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10. Aspectos da implementação do controlo vectorial - estratégia SVPWM

Supera parte das desvantagens mencionadas.

O princípio : aproximar a tensão de referência média Vs(kTe) durante um período de amostragem, Te, aos vectores de tensão adjacentes (Vi, Vi+1), V0 (também designado VL ) e V7 (também designado VH ).

Os vectores para as oito posições fixas, são representados por:

;
(16)

Vs = VH = 0 (todos os interruptores de cima estão a conduzir);

Vs = VL = 0 (todos os interruptores de cima estão ao corte).

  • Os vectores de comutação V1 .V6 representam os estados dos interruptores.
  • V1 .V6 representam as posições de passagem do vector espacial associado ao sistema trifásico das tensões da fase.
  • O vector nulo (para VH e VL ) corresponde ao ponto O (origem ) do plano complexo.

As sequências óptimas, do ponto de vista do rendimento dos interruptores do ondulador, são aquelas que conduzem ao menor número de comutações (apenas uma transição da passagem de um estado a outro).

A cada sector, corresponde a seguinte combinação de comutação:

1 : VL - V1 - V2 - VH - V2 - V1 - VL

2 : VL - V3 - V2 - VH - V2 - V3 - VL

3 : VL - V3 - V4 - VH - V4 - V3 - VL

4 : VL - V5 - V4 - VH - V4 - V5 - VL

5 : VL - V5 - V6 - VH - V6 - V5 - VL

6 : VL - V1 - V4 - VH - V4 - V1 - VL

Fig. 10 - Cálculo da tensão de referência média

Ti : tempo durante o qual VS = Vi

Ti+1  :tempo durante o qual VS = Vi+1

TL  : tempo durante o qual VS = VL

TH   : tempo durante o qual VS = VH

(17)

 

(18)

Uma vez que VL = VH = 0,

(19)

O comando por orientação de fluxo, com duas cadeias de regulação do fluxo e da velocidade, disponibiliza em cada período de amostragem k, duas tensões: Vsd (k) e Vsq (k).

O algoritmo SVPWM consiste - fig. 11:

  • na localização do sector i que contém o vector Vs (k);
  • no cálculo dos elementos característicos do vector tensão:
    • amplitude ;
    • desfasagem qi (k) com o vector tensão adjacente Vi.

Fig. 11 - Elementos do vector tensão para SVPWM

(20)

Determinam-se os impulsos de comando através das relações:

; com

; T0 = T para V = 0

(21)

As formas de onda SVPWM são simétricas relativamente ao meio período PWM - fig. 12.

Fig. 12 - Impulsos modulados em largura para comando vectorial

Exemplo: impulsos MLI vectorial para o sector 5 - fig. 13

Fig. 13 - Comparação dos métodos de modulação

Sequência de comutação :

VL
V5
V6
VH
V6
V5

VL

000
001
101
111
101
001
000

A modulação vectorial, contrariamente à modulação sinusoidal, permite distribuir da forma mais uniforme possível as zonas de roda livre (TL et TH ) nas tensões fase-neutro.

A igualdade TL = TH implica a injecção da 3ª harmónica cuja amplitude é 25% da amplitude da tensão sinusoidal de referência. A adição desta harmónica nas referências sinusoidais reduz, sensivelmente, a distorção harmónica da tensão de saída do ondulador.

Para SVPWM, a amplitude do vector de referência em regime permanente é 2/3E, mas, geralmente, ele situa-se no interior do círculo de raio .

A tensão máxima de saída para SVPWM é superior à para MLI sinusoidal, pelo que a fonte C.C. é melhor utilizada.

 

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