Modulação por Vetores Espaciais A modulação por vetores

Modulação por Vetores Espaciais
A modulação por vetores espaciais, também
conhecida como Space Vector Modulation (SVM), é
uma das técnicas preferidas e mais utilizadas pata
controle de inversores de tensão.
Este tipo de modulação permite otimizar:
• Número de comutações
• Perdas nos semicondutores
• Tensão de modo comum
• Distorção harmônica total
• Ondulação de tensão nos capacitores
1
Fonte: Livro High Power Converters and AC Drives, Bin Wu
Princípio do Campo Girante
O campo girante é oriundo da interação dos
campos magnéticos e depende dos seguintes fatores:
• Amplitude
• Frequência
• Forma dos campos
• Distribuição espacial dos campos individuais (no
caso de sistemas trifásicos, tem-se 120º.
2
Princípio do Campo Girante
Considere um sistema trifásico
3
Fonte: Trabalho, Princípios de Modulação Vetorial
Princípio do Campo Girante
Definido por:
4
Fonte: Trabalho, Princípios de Modulação Vetorial
Princípio do Campo Girante
Onde o módulo varia cossenoidalmente:
5
Fonte: Trabalho, Princípios de Modulação Vetorial
Princípio do Campo Girante
E a amplitude do vetor resultante é dada pela
soma dos vetores 1, 2 e 3:
6
Princípio do Campo Girante
Matematicamente:
7
Fonte: Trabalho, Principios de Modulação Vetorial
Princípio do Campo Girante
Para θ = 30o:
A amplitude do vetor resultante é dada por:
8
Fonte: Trabalho, Princípios de Modulação Vetorial
Princípio do Campo Girante
Para θ = 30o:
9
Fonte: Trabalho, Princípios de Modulação Vetorial
Princípio do Campo Girante
Para θ = 60o:
A amplitude do vetor resultante é dada por:
10
Fonte: Trabalho, Principios de Modulação Vetorial
Princípio do Campo Girante
Para θ = 60o:
11
Princípio do Campo Girante
Portanto:
Tem-se um vetor de amplitude constante que gira
com velocidade w
12
Fonte: Trabalho, Princípios de Modulação Vetorial
Determinação dos Vetores Disponíveis
Considerando um inversor trifásico:
13
Fonte: Trabalho, Princípios de Modulação Vetorial
Determinação dos Vetores Disponíveis
14
Fonte: Livro High Power Converters and AC Drives, Bin Wu
Determinação dos Vetores Disponíveis
15
Fonte: Trabalho, Principios de Modulação Vetorial
Determinação dos Vetores Disponíveis
16
Fonte: Trabalho, Princípios de Modulação Vetorial
Determinação dos Vetores Disponíveis
17
Fonte: Livro High Power Converters and AC Drives, Bin Wu
Determinação dos Vetores Disponíveis
18
Fonte: Trabalho, Princípios de Modulação Vetorial
Transformação ab
19
Fonte: Livro High Power Converters and AC Drives, Bin Wu
Análise do primeiro quadrante
20
Fonte: Trabalho, Princípios de Modulação Vetorial
Fonte: Livro High Power Converters and AC Drives, Bin Wu
Fonte: Trabalho, Princípios de Modulação Vetorial
Análise do primeiro quadrante
21
Fonte: Livro High Power Converters and AC Drives, Bin Wu
Sequência de comutação desejada
22
Fonte: Livro High Power Converters and AC Drives, Bin Wu
Sequência de comutação NÃO desejada:
23
Definição da sequência de comutação
Duração dos vetores:
Onde:
24
Fonte: Trabalho, Princípios de Modulação Vetorial
Cálculo dos intervalos de aplicação dos vetores
Assim:
Sabendo que os ângulos de VR1, VR2 e VR são 0o,
60º e θ, pode-se definir:
25
Fonte: Trabalho, Princípios de Modulação Vetorial
Cálculo dos intervalos de aplicação dos vetores
Realizando as substituições e separando as
partes real e imaginária:
26
Fonte: Trabalho, Princípios de Modulação Vetorial
Cálculo dos intervalos de aplicação dos vetores
Realizando algumas manipulações matemáticas:
27
Fonte: Trabalho, Princípios de Modulação Vetorial
Cálculo dos intervalos de aplicação dos vetores
Definindo o índice de modulação como:
Tem-se:
28
Fonte: Trabalho, Princípios de Modulação Vetorial
Fonte: Trabalho, Princípios de Modulação Vetorial
Visualização dos sinais de comando resultantes
29
Exemplo 1
30
Fonte: Livro High Power Converters and AC Drives, Bin Wu
Exemplo 1
31
Fonte: Livro High Power Converters and AC Drives, Bin Wu
Exemplo 1
Inversor trifásico de 2 níveis, SVM, fo = 60 Hz,
fs = 720 Hz e m = 0,8:
32
Fonte: Livro High Power Converters and AC Drives, Bin Wu
Exemplo 1
Inversor trifásico de 2 níveis, SVM, fo = 60 Hz,
fs = 720 Hz e m = 0,8:
33
Fonte: Livro High Power Converters and AC Drives, Bin Wu
Exemplo 1
34
Fonte: Livro High Power Converters and AC Drives, Bin Wu
Exemplo 2
35
Fonte: Livro High Power Converters and AC Drives, Bin Wu
Exemplo 2
36
Fonte: Livro High Power Converters and AC Drives, Bin Wu
Fonte: Livro High Power Converters and AC Drives, Bin Wu
Exemplo 2
37
Exemplo 2
38
Fonte: Livro High Power Converters and AC Drives, Bin Wu