Controle do inversor da fonte de tensão do mecanismo de indução:
A frequência variável e a fonte de alimentação de tensão variável para controle do motor de indução podem ser obtidas a partir de uma tensão SID (VSI) ou inversor de cicloconverator. O controle do inversor da fonte de tensão do mecanismo de indução é descrito aqui e o treinamento alimentado por cicloconversores.
VSI Induction Engine Drives:
O controle da fonte de fonte de tensão do motor de indução possibilita a obtenção de uma fonte de alimentação de frequência variável de uma fonte de alimentação CC. A Figura 6.37 (a) mostra um VSI usando transistores. Qualquer outro dispositivo autodemótico pode ser usado no lugar de um transistor.
Geralmente, o MOSFET é usado em inversores de baixa tensão e baixa potência, o IGET (transistor bipolar com a porta isolada) e os transistores de potência são usados até os níveis médios de energia e o GTO (portão gira o tiristor) e o IGCT (tiristor na porta isolada) são usados para níveis de potência.
O controle do inversor de tensão do motor de indução pode ser usado como inversor de onda de prateleira ou largura de pulso (PWM).
Quando operam como um inversor de onda espalhada, os transistores são alterados para a sequência de seu número com uma diferença de tempo T / 6 e cada transistor é mantido durante a duração T / 2, onde T é o período de tempo para um ciclo. A onda de tensão de linha resultante é representada na FIG.
6.37 (b). A frequência da operação do inversor varia variando t e a tensão de saída do inversor varia variando a tensão de entrada CC variável. Quando a fonte de alimentação é CC, a tensão de entrada CC variável é obtida conectando um helicóptero entre a potência contínua e o inversor (Fig. 6.38 (a)).
Quando a fonte de alimentação é CA, a tensão de entrada CC variável é obtida conectando um retificador controlado entre a potência CA e o inversor (Fig. 6.38 (b)).
Um grande capacitor de filtro eletrolítico C é conectado no link CC para fazer a operação do retificador ou do inversor de helicóptero e filtrar os harmônicos na tensão da conexão DC.
A saída do inversor e as tensões de fase são dadas pela seguinte série Fourier:
O valor RMS da tensão da fase fundamental
O torque para uma determinada velocidade pode ser calculado considerando apenas o componente fundamental. A principal desvantagem do inversor de onda à prova d’água é a grande harmônica de baixa frequência na tensão de saída.
Consequentemente, uma unidade de motor de indução de um inversor de onda espalhada sofre com as seguintes desvantagens:
- Devido aos harmônicos de baixa frequência, as perdas motoras aumentam em todas as velocidades que causam o estreitamento do motor.
- O motor desenvolve casais pulsantes devido ao quinto, sétimo, décimo primeiro e décimo terceiro harmônicos, que causam um movimento espumoso do rotor em baixa velocidade.
- O conteúdo harmônico na corrente do motor aumenta em baixa velocidade. A máquina saturada com cargas leves em baixa velocidade devido à alta proporção (VLF). Esses dois efeitos superaquecem a máquina de baixa velocidade, limitando assim a velocidade mais baixa a cerca de 40% da velocidade básica.
Os harmônicos são reduzidos, os harmônicos de baixa frequência são eliminados, as perdas associadas são reduzidas e o movimento suave é obtido em baixa velocidade também quando o inversor é trabalhado como um inversor modulado pela largura do pulso. Figo.
6.37 (c) mostra a forma da onda de tensão de saída para a modulação sinusoidal da largura do pulso.
Como a tensão de saída agora pode ser controlada pela modulação da largura do pulso, nenhuma provisão é necessária para a variação na tensão de entrada CC, o inversor pode, portanto, ser conectado diretamente quando a fonte de alimentação for CC [Fig. 6.38 (c)] e através de um retificador de diodo quando a fonte de alimentação é CA. [Figo. 6.38 (d)].
O componente fundamental da tensão da fase de saída de um inversor de PWM operando com PWM sinusoidal é dado por
Onde está o índice de modulação.
A corrente de corrente do motor produz uma pulsação de torque e requer o motor. Para um conteúdo harmônico dado no controle do terminal do motor, os harmônicos atuais são reduzidos quando o motor tem uma indutância de vazamento mais alta, o que reduz as pulsações de encolhimento e torque.
Consequentemente, quando usado no inversor do inversor da fonte de tensão do mecanismo de indução com indutância significativa de vazamentos (em comparação com a fonte de alimentação na fonte de alimentação sinusoidal).
Operação de frenagem e multiquadrant de treinamento motor de indução do motor:
A fonte de alimentação no motor é dada por
Ou
V = componente fundamental da tensão da fase motora
Leste = componente fundamental da corrente da fase motor
Φ = ângulo de fase entre V e IS.
No funcionamento do automóvel φ <90 °, o pino é, portanto, positivo, ou seja, os fluxos de energia do inversor para a máquina. Uma redução na frequência torna a velocidade síncrona menor que a velocidade do rotor e a velocidade relativa entre os drivers do rotor e o campo de ar rotativo.
Isso reverte o EMF induz pelo rotor, a corrente do rotor e o componente da corrente do estator que equilibra as voltas do rotor do rotor. Consequentemente, o ângulo φ se torna maior que 90 ° e o fluxo de potência é revertido.
A máquina funciona como uma fonte de alimentação do gerador no inversor, que por sua vez alimenta a fonte de alimentação no CC revertendo o ID atual do link CC.
A frenagem regenerativa é obtida quando a energia que flui do inversor para o link CC é usada de maneira útil e a frenagem dinâmica é obtida quando é desperdiçada em resistência.
Frenagem dinâmica:
Vamos primeiro considerar a frenagem dinâmica do inversor modulada pela largura do pulso da Figura 6.38 (d). Com a frenagem dinâmica, o leitor será mostrado na Figura 6.39.
Para frenagem dinâmica, o interruptor SW e uma chave comercial automática (aqui transistor) em série com uma resistência a frenagem RB conectada ao link CC são adicionados ao leitor na Figura 6.38 (d). Quando a operação do motor passou da estrada para o interruptor de frenagem, o SW está aberto.
A energia gerada fluindo no link CC carrega o capacitor e suas tensões aumenta. Quando atravessa um valor definido, o comutador fechou, conectando a resistência através do link.
A energia gerada e parte da energia armazenada no capacitor flui para a resistência, e a tensão da ligação CC reduzida. Quando cai em seu valor nominal, está aberto.
Assim, ao fechar e abrir os interruptores em função do valor da tensão da ligação CC, a energia gerada é dissipada na resistência, dando frenagem dinâmica. A operação dinâmica de frenagem dos discos de FIG. 6.38 (a) a (c) pode ser obtido de maneira semelhante.
Frenagem regenerativa:
Vamos primeiro considerar a frenagem regenerativa do treinamento ondulado modulado pela largura do pulso (PWM) da Fig. 6.38 (c) e (d). No leitor da fig. 6.38 (c), quando a operação da máquina vai do automóvel para a frenagem, o ID reverte e flui para a energia de fornecimento de energia CC na fonte.
Assim, o leitor na Figura 6.38 (c) já possui uma capacidade de frenagem regenerativa. No caso de treinamento na Figura 6.38 (d), para frenagem regenerativa, a fonte de alimentação para o link CC deve ser transferida para a energia CA.
Quando a operação vai do automóvel para o ID da frenagem reverte, mas a VD permanece na mesma direção. Assim, para a capacidade de frenagem regenerativa, é necessário um conversor capaz de gerenciar a tensão de corrente contínua de uma polaridade e uma corrente CC de um ou de outra direção.
Um conversor duplo tem essa capacidade e tem sido usado no passado. Os discos recentes usam o conversor de ligação síncrona (SLC) porque leva uma corrente sinusoidal ao fator de potência da fonte da fonte de CA, tanto durante as operações de direção quanto de frenagem.
Assim, embora seu desempenho seja maior, requer menos dispositivos do que um conversor duplo. O princípio de sua operação é explicado aqui.
Um leitor regenerativo com um inversor SLC e PWM é ilustrado na Figura 6.40. Os induzes LS e PWM i constitui um SLC.
O inversor PWM é usado para produzir uma tensão VI da amplitude e da fase necessária e com um baixo conteúdo harmônico, de modo que a corrente de origem seja quase sinusoidal e em fase com VS para autorização e 180 ° de exclusão de fase para frenagem, fornecendo um fator de potência da unidade.
Os diagramas de fase são representados nas Figs. 6.41 (a) e (b). Para cada um é o valor, v1 da fase e magnitude fornecida é necessária. Isso pode ser feito facilmente na modulação sinusoidal da largura do pulso (PWM).
Na magnitude PWM sinusoidal e na fase de V1, depende da amplitude e da fase do sinal de modulação [1]. Consequentemente, v1 da fase e magnitude especificada podem ser produzidas produzindo um sinal de modificação da amplitude e da fase necessária.
Como VI é produzido pelo inversor do PWM, ele não contém harmônicos de baixa frequência. A indutância LS filtra harmônicos de alta frequência para produzir uma corrente de fonte quase sinusoidal é. Os diagramas de fase na Figura 6.41 são semelhantes aos de uma máquina síncrona.
Assim, o comportamento do conversor de link síncrono é semelhante ao de uma máquina síncrona, é, portanto, chamada conversor de link síncrono.
Quando o leitor na Fig. 6.40 funciona em equilíbrio, o fornecimento fornecido (soquete) por SLC deve ser igual à eletricidade tomada (fornecida) pelo inversor PWM II. Como os dois operam independentemente um do outro, isso é realizado fornecendo um controle de circuito fechado da tensão da conexão CC.
Quando a fonte fornecida pelo SLC ao link CC for igual à potência obtida pelo PWM Inverter II, nenhuma energia será fornecida ou retirada do capacitor C e sua tensão será constante e igual ao valor de referência VD *.
Se agora a carga no IM for aumentada, a energia obtida pelo inversor PWM II do link CC será maior que a energia fornecida pelo SLC. Portanto, a tensão do capacitor VD cairá abaixo do seu valor de referência VD *.
O controle de tensão de circuito fechado aumentará o valor IS e, portanto, a fonte de alimentação no link CC. Consequentemente, a tensão do link CC será reduzida ao valor de referência.
Como o SLC trabalha como um conversor de impulso, o controle de loop fechado da tensão do link CC oferece ao leitor uma capacidade de acionamento contra uma tensão e sob a tensão.
Quando a tensão da fonte CA cai, o controle de tensão da alça fechada mantém a constante de tensão de ligação ao CC pelo aumento do IS e, portanto, o motor continua a receber uma tensão constante e, portanto, produz a mesma potência e torque máximo.
O leitor na Figura 6.38 (b) pode ter uma capacidade de frenagem regenerativa substituindo o retificador controlado por um conversor duplo. O SLC não pode ser usado porque requer uma tensão de ligação ao CC constante, enquanto a tensão de ligação do CC com seis estágios deve ser variada.
O leitor na Figura 6.38 (a) terá uma capacidade de frenagem regenerativa se um helicóptero de dois quadrantes na Figura 5.44 (capaz de fornecer uma tensão de polaridade e corrente em ambas as direções) for usado.
Operação de quatro quadrante:
A operação de quatro quadrante pode ser obtida por qualquer unidade com capacidade de frenagem (regenerativa ou dinâmica). Uma redução na frequência do inversor, para tornar a velocidade síncrona menor que a velocidade do motor, transfere a operação do quadrante I (Automóvel para frente) para II (frenagem dianteira).
A frequência e a tensão do inversor são gradualmente reduzidas à medida que a velocidade cai para desacelerar a máquina para zero velocidade.
Agora, a sequência de fases da tensão de saída do inversor é revertida trocando os impulsos cansados entre os interruptores de duas pernas do inversor, por exemplo, entre os pares (Trl, Tr4) e (TR3 e TR6) na Figura 6.37 (a).
Isso transfere a operação do quadrante HI (motor reverso). A frequência e a tensão do inversor são aumentadas para obter a velocidade necessária na direção oposta.