curs 3 - dc to ac ro-sa 08 v09imppt

of 38 /38
1 Convertoare de CA-CC şi CC-CA bidirecţionale ecologice Prezentare: Prof. Maria Imecs Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca, Catedra de Acţionări Electrice şi Roboţi

Upload: paunescu-mihai

Post on 13-Jan-2016

45 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

1

Convertoare de CA-CC şi CC-CA bidirecţionale ecologice

Prezentare:

Prof. Maria ImecsUniversitatea Tehnic ă din Cluj-Napoca ,

Catedra de Acţionări Electrice şi Roboţi

Page 2: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

2

Introducere

� Ac ţionările electrice reglabile - dacă sunt alimentate de la convertoare bidirec ţionale - pot recupera energiespre reţeaua de alimentare de c.a., ceea ce reduce durata de amortizare a investiţiei.

� Uzual, convertoarele dinspre partea de reţea sunt de topologie conven ţional ă, şi generează armonici de curent în reţeaua de c.a., care necesită:

- filtrare sinusoidal ă- compensarea factorului de putere .

� Convertoarele electronice de putere pot fi elementul de execu ţie pentru controlul calit ăţii şi transferului de energie .

Page 3: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

3

Asemănări între metodele de filtrare a curentului sinusoidal pe partea dinspre motor, respectiv reţea

� Invertorul PWM-VSI poate fi utilizat nu numai ca invertor, dar şi ca surs ă de tensiune continu ă, cât şi ca filtru activ de putere (APF) sau filtru activ de curent (ACF) .� Tehnicile PWM dezvoltate pentru acţionări electrice de c.a. performante, utilizate la invertoarele PWM-VSI, pot funcţiona:- în regim de redresor (PWM-VSR) - în regim de invertor (PWM-VSI) pe partea dinspre reţea

pentru generatoarele de turaţie variabilă- ca şi filtru activ (PWM-VSF) pentru filtrarea curenţilor de

ieşire a redresoarelor care funcţionează cu pulsuri dreptunghiulare de 120°.

Page 4: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

4

Filtrarea curentului în acţionări de putere mică şi medie

� În acţionări de puteri mici şi medii, soluţia este aşa numitul convertor de frecvenţă indirect cu modula ţie în lăţime a pulsului (MLP)pe ambele p ărţi – “Back-to-Back ” / “Double-side PWM”.

� Circuitul intermediar de curent continuu va funcţiona la o tensiune mai ridicată cu aproximativ 10-20%, faţă de redresoarele cu diode.

� Convertorul redresor în comuta ţie for ţată în regim MLP –PWM-VSR realizează controlul rapid al fluxului de energie prin:

- menţinerea la valoare constantă a tensiunii din circuitul intermediar de c.c. (CI-CC)

- posibilitatea reducerii capacităţii condensatorului

� Se recomandă însă un dispozitiv pentru limitarea tensiunii un variator de tensiune continu ă (VTC – “Chopper ”) de frânare pentru a evita supratensiunilor ce pot apărea în cazul unei funcţionări defectuoase a regulatorului de tensiune din circuitul intermediar de c.c.

Page 5: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

5

Filtrarea curentului la redresoare de putere mare

� În acţionări electrice de puteri de ordinul MW soluţia pentru asigurarea transferului bidirecţional de energie este ansamblul convertor redresor-invertor funcţionând cu undă de 120°( RIC).

� Cele două punţi redresoare realizate cu tiristoare montate în antiparalel – “back-to-back ”, vor funcţiona cu o fundamental ă a curentului defazat ă în urma tensiuniicu aproximativ 15°-30°grade electrice, datorit ă faptului că comanda unghiului de aprindere a punţii negative (funcţionând în regim de invertor) nu poate atinge valoarea maximă teoretică de 180°.

� Convertorul redresor-invertor (RIC) compus dintr-un redresor cu diode şi un invertor cu GTO-uri, va avea la ieşire o tensiune continuă mai mare decât varianta prezentată anterior, deoarece:- funcţionează cu factor de putere unitar al fundamentalei- este necesară doar filtrarea curentului cu ajutorul unui VSF, fără compensarea puterii reactive

Page 6: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

6

I. Convertor indirect de frecvenţă cu caracter sursă de tensiune cu MLP pe ambele părţi

� Denumirea în limba engleză: „ double-side “sau „ back-to-back” PWM converter

� Circuitul intermediar de c.c. va funcţiona la o tensiune mai ridicată cu aproximativ 10-20%, � Convertorul PWM-VSR realizează controlul rapid

al transferului de energie prin:- menţinerea la valoare constantă a tensiunii

din circuitul intermediar de c.c.- posibilitatea reducerii capacităţii condensatorului

� Procedura de modulaţie în lăţime MLP este aceeaşi, atât la redresor cât şi la invertor, diferă doar structura buclelor de control , care generează

mărimile de referinţă pentru fiecare convertor înparte: redresorul VSR şi invertorul VSI.

Page 7: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

7

Schema convertorului de frecvenţă bidirecţional indirect compus dintr-un redresor şi invertor de tensiune, ambele cu MLP pentru o acţionare de c.a. de putere mică sau medie

Convertor de frecven ţă cu MLP (PWM) cu IGBT-uricu circuit intermediar de c.c. cu caracter surs ă de tensiune

pentru o ac ţionare reglabil ă de c.a.

FigFig. 1.. 1.

Page 8: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

8

Schema convertorului de frecvenţă bidirecţional indirect compus dintr-un redresor şi invertor de tensiune, ambele cu MLP pentru o acţionare de c.a. de putere medie sau mare

Convertor de frecven ţă cu GTO-uricu circuit intermediar de c.c. cu caracter surs ă de tensiune

pentru controlul vectorial al unei ma şini de c.a.

FigFig. 2.. 2.

Page 9: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

9

II. Ac ţionări multi-motor cu un circuit intermediar de c.c. comun (sursă de tensiune)

� Pot fi alimentate mai multe acţionări de c.a. de la un circuit intermediar de c.c. comunsau linie de c.c. , care este cuplată la reţeaua de c.a. cu un redresor cu MLP (PWM-VSR)

� Avanta j: se reduce numărul de redresoare cuplate la reţeaua de c.a.

Page 10: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

10

Schema ansamblului de convertoare bidirecţionale cu MLP compus dintr-un redresor şi mai multe invertoare de tensiune pentru acţionărilor multi-motor de c.a. de puteri mici sau medii

PMSMIM

IMVECTOR

CONTROL

SMVECTOR

CONTROL

PWM logic

PWM logic

ω r

AC power grid

RSTu

VSRABCu

dCu

dCidIi

si si

su su

. . .

PWM logic

La

P

N

RefdCu

RSTi

RefRSTI

Synchronisation

VSRABCRST ii =

DC link VoltageController

dCu

dRi

IMdIi SM

dIi

VSR

Cd •••• OC

IM VSI SM VSI

sabci sabci

sabcu sabcuθr

LOAD LOAD

LINE-SIDEFILTER

CONTROL

Invertoare (bidirec ţionale) cu MLP realizat cu IGBT-uri conectate la un circuit intermediar comun de c.c. cu caracter surs ă de tensiune

alimentat de la un redresor bidirec ţional de re ţea realizat cu IGBT-uri cu MPL

FigFig. 3.. 3.

Page 11: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

11

Schema ansamblului de convertoare bidirecţionale compusă dintr-un redresor şi mai multe invertoare de tensiune pentru acţionări multi-motor de c.a. de diferite tipuri şi puteri

Invertoare (bidirec ţionale) de diferite tipuri realizat cu GTO-uri cu MA P (PAM-CSI) şi cu IGBT-uri cu MLP (PWM-VSI), conectate la un

circuit intermediar comun de c.c. cu caracter surs ă de tensiune

FigFig. 4.. 4.

Page 12: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

12

III. Convertor indirect de frecvenţă cu caracter sursă de curent cu MLP pe ambele părţi� În acţionări electrice de puteri de ordinul MW soluţia clasică pentru

asigurarea transferului bidirecţional de energie este convertorul compus dintr-un redresor şi invertor conectate la un circuit intermediar de c.c. cu caracter surs ă de curent (tip CSI), care conţine o bobin ă de şoc de inductivitate foarte mare .

� Invertorul de obicei funcţionează cu MAP - modula ţie în amplitudine a pulsului (Pulse Amplitude Modulation - PAM)

� Pot fi realizate cu - tiristoare conven ţionale (care pot funcţiona numai cu undă plină) pentru

comutaţie naturală de la reţea sau de la sarcină (acţionare cu motor sincron supraexcitat, sarcină cu circuit oscilat sau cu condensatoare), cu comutaţie forţată cu condensatoare de stingere montate între faze (invertor cu stingere autonomă sau autosecvenţială pentru acţionări cu motoare de inducţie)

- tiristoare GTO pentru comutaţie forţată cu care se poate realizarea şi modulaţia în lăţime a pulsurilor (MLP) de curent.

� Ambele convertoare componente (redresorul şi invertorul) cu tiristoare GTO pot funcţiona cu undă plin ă de 120° sau cu modulaţie în lăţime a pulsului pentru reducerea puterii deformante produse de distorsiunile pulsului de curent faţă de unda sinusoidală a fundamentalei).

� Se recomandă filtrarea pasiv ă a curentului cu ajutorul unor condensatoare (preferabil conectate în triunghi) la bornele sarcinii (motorului)

Page 13: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

13

Schema convertorului bidirecţional indirect compus dintr-un redresor şi invertor de curent, ambele cu MLPpentru o acţionare de c.a. de putere medie sau mare

Convertor de frecven ţă cu GTO-uricu circuit intermediar de c.c. cu caracter surs ă de curent

pentru controlul vectorial al unei ma şini de c.a.

FigFig. 5.. 5.

Page 14: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

14

IV. Convertor de reţea cu pulsuri de curent de 120° cu filtrarea activă a curentului

� În acţionări electrice de puteri de ordinul MW soluţia pentru asigurarea transferului bidirecţional de energie este ansamblul redresor-invertor funcţionând cu undă de 120°(RIC).

� Cele două punţi de tiristoare (“back-to-back ”) montate în antiparalel, vor funcţiona cu o fundamental ă a curentului defazat ă în urma tensiunii cu aproximativ 15°-30° grade electrice, datorit ă faptului că comanda unghiului de aprindere a punţii negative (funcţionând în regim de invertor) nu poate atinge valoarea maximă de 180°.

� Convertorul redresor-invertor (RIC) compus dintr-un redresor cu diode şi un invertor cu tiristoare GTO, va avea la ieşire o tensiune continuă mai mare decât varianta cel cu MLP propriu, deoarece:- funcţionează cu factor de putere unitar a fundamentalei- este necesară doar filtrarea curentului, fără compensarea puterii reactive cu ajutorul unui VSF

Page 15: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

15

Schema ansamblului redresor-invertor cu undă de 120° cu

filtrarea activă a curentului, pentru alimentarea circuitului intermediar de c.c. comun almai multor acţionări de c.a.

IM

IMVECTOR

CONTROL

PWM logic

ω r θr

LINE-SIDEINVERTER

DRIVER

AC power grid

RSTiVSFABCi

RSTu

VSFABCu

dRu dCu

PWMlogic

Synchronisation

La

Cf

fcu

dRi

LdR

IRABCi −

Synchronisation

dCi dIi

si

su

. . .P

N

RefRSTI

π32

Commutationlogic

fCi

CdIMdIi•••• OC

LOAD

sabci

sabcu

IM VSIVSF

RIC

SMVECTOR

CONTROL

PWM logic

si

su

IMdIi

LOAD

sabci

sabcu

SM VSI

PMSM

LINE-SIDEFILTER

CONTROL

Convertoare bidirec ţionale realizate cu IGBT-uri conectate la un circuit intermediar comun de c.c. cu caracter surs ă de tensiune

pentru controlul vectorial al ma şinilor de c.a.

FigFig. 6.. 6.

Page 16: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

16

V. Convertor de frecvenţă “hibrid” tandem

cu filtrarea activă a curentului motorului

� Se poate utiliza în acţionări electrice de puteri mari de ordinul MW cu transfer bidirecţional al energiei, şi cu filtrarea activ ă a curentului motorului

� Invertorul “tandem ” pentru alimentarea motorului are un caracter hibrid - sunt montate în antiparalel două convertoare:

� un PAM-CSI de putere mare� un PWM-VSI de putere mai mică (pentru filtrarea

curentului)

� Cele două invertoare necesită circuite intermediare cu caracter diferit din acest motiv sunt alimentate de la două redresoare diferite.

Page 17: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

17

Convertor de frecvenţă hibrid în tandem cu două circuite intermediare separate de c.c. (cu filtrarea activă a curentului motorului, absorbind curent deformat din reţea)

IM

IMVECTOR

CONTROL

PWM Logic

ω r

AC power gridRSTi RSTu

dCu

DRdi

DRABCi

dCi

si

su

P

N

Cd

VSIdi

•••• OC

LOAD

sabci

CSIdi

sabcu

( )αPhCRdu

PWM-VSI

DR

VECTORANALYSER

PhCRdu

LdICS-DC link

CSId

PhCRdLdI uuu −=

CSIDRIVER

CSIabci

sjss eIi εˆ=

RefdI

sI

Motor-PhaseSynchronisation

VSIabci

VS-DC link

32

π

CommutationLogic

IM-CSI

LINE SIDERECTIFIER

DRIVER

CommutationLogic

Grid-PhaseSynchronisation

PhCR

PhCRdu

DC-linkController

CSIdu

PhCRABCiINDUCTION MOTOR

DRIVE

Alimentarea motorului de induc ţie de la un invertor de curent (PAM-CSI)cu filtrarea activ ă a curentului cu un invertor de tensiune cu MLP (PW M-VSI)

FigFig. 7.. 7.

Page 18: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

18

Schema electrică trifazată a convertorului de frecvenţă hibrid

PWM-VSI

PAM-CSI

AC line

is

isq

isd

M

Page 19: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

19

Curenţii motorului şi din cele două invertoare:

0.7 0.705 0.71 0.715 0.72 0.725 0.73 0.735 0.74

-20

0

20

0.7 0.705 0.71 0.715 0.72 0.725 0.73 0.735 0.74-20

0

20

Time[sec]0.7 0.705 0.71 0.715 0.72 0.725 0.73 0.735 0.74

-20

0

20

is [A]

iCSI

[A]

iVSI

[A]

Page 20: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

20

VI. Convertorul “hibrid” tandem cu filtrarea curentului motorului şi a reţelei� Se poate utiliza în acţionări electrice de puteri de ordinul MW cu

transfer bidirecţional al energiei, şi cu filtrarea curentului motorului şi a re ţelei

� CSF “tandem” pentru alimentarea motorului are un caracter hibrid : sunt montate în antiparalel

� un PAM-CSI de putere mare şi � un PWM-VSI de putere mai mică (pentru filtrarea curentului)

� Cele două invertoare necesită circuite intermediare de c.c. cu caracter diferit

� Configura ţie nou ă: cele dou ă invertoare sunt cuplate la acela şi circuit intermediar de c.c. prin intermediul unui convertor de CC-CC - variator de tensiune continu ă VTC (DC-to-DC -chopper) de dou ă cadrane +/-U, cu curent unidirecţional (circulaţia curentului într-un singur sens).

Page 21: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

21

Invertor hibrid în tandem cu două circuite intermediare de c.c cuplate, cu filtrarea activă a curentului motorului şi a reţelei

IM

IMVECTOR

CONTROL

PWM logic

ω r

LINE-SIDEINVERTER

DRIVER

AC power grid

RSTi

VSFABCi

RSTu

VSFABCu

dRu dCu

PWM logic

Synchronisation

La

Cf

fcudRi

LdR

IRABCi −

Synchronisation

dCidIi

si

su

P

N

RefRSTI

π32

Commutationlogic

fCi

Cd

VSIdi

•••• OC

LOAD

sabci

CSIdi

sabcu

CSIdu

IM-VSIVSF

RIC

VECTORANALYSER

DCdu

LdI

DCdi

DC to DCCONVERTERCONTROL

CS-DC link

CSId

DCdLdI uuu −=

CSIDRIVER

CSIabci

sjss eIi εˆ=

RefdI

sI

PhaseSynchronisation

VSIabci

DC to DcCONVERTER

VS-DC link

RSTi sε

32

π

PWM logic

Commutationlogic

IM-CSI

LINE-SIDEFILTER

CONTROL

Alimentarea motorului de induc ţie de la un invertor de curent (PAM-CSI)cu filtrarea activ ă a curentului cu un invertor de tensiune cu MLP (PW M-VSI)

Page 22: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

22

Controlul CSF Tandem

� Cu toate că convertorul GTO-CSI transferă marea parte a energiei, controlul lui constă doar în realizarea sincroniz ării - în fază şi în amplitudine – a curentului de und ă plin ă al CSI-ului cu curentul sarcinii adică cu curentul aproximativ sinusoidal al motorului.

� Din punctul de vedere al controlului motorului invertorul primar nu este PAM-CSI-ul (realizat cu tiristoare GTO), ci invertorul PWM-VSI (realizat cu IGBT-uri) care se utilizează doar pentru filtrarea curentului.

� Structura de control vectorial a motorului de c.a. va genera variabilele de control pentru invertorul PWM -VSI

Page 23: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

23

Date de simulare

� Datele de pe plăcuţele motoarelor de c.a. sunt:

- motorul de induc ţie: 5.5 kW, 50 Hz, 220 Vr.m.s., 14 A r.m.s., 720 rpm, cosφ= 0.735 şi4 prechi de poli (UME Bucure şti );

- motorul sincron cu magnet permanent : 0.5 kW, 150 Hz, 220 V r.m.s., 1.6 A r.m.s., 3000 rpm şi 3 perechi de poli (fabricat de către Stöber Antriebstechnik GmbH , Germania).

� Simulările au fost realizate în mediul de software MATLAB -Simulink ®

Page 24: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

24

Rezultate de simulare

� Cuplul de sarcină al motoarelor de acţionare s-a considerat ca fiind dependent de viteză.

� Perturbaţiile (treaptă de viteză, respectiv de sarcină/cuplu) au loc la momente de timp diferite.

� Regimul stabilizat al motorului de inducţie este la 50 Hz, iar cel al MS-MP este de 150 Hz, pentru ambele sensuri de rotaţie.

Page 25: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

25

A. Simularea convertorului PWM „double-side“ / „back-to-back” pentru alimentarea a două motoare de c.a. controlate vectorial

Rezultatele de simulare a controlului vectorial al motorului de inducţie la pornire

şi la reversare de viteză: mL – cuplul de sarcină,

me –cuplul electromagnetic, ω – vitreza unghiulară electrică a rotorului

Rezultatele de simulare a controlului vectorial al MSMP la pornire

şi la reversare de viteză: n – turaţia motorului,

mL – cuplul de sarcină, me –cuplul electromagnetic

Page 26: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

26

A. Simularea convertorului PWM „double-side“ / „back-to-back” pentru alimentarea a două motoare de c.a. controlate vectorial (cont.)

Rezultatele de simulare al unei acţionări de c.a. alimentat de la PWM-VSR:

factorul de putere cosφ pentru ambele sensuri de transfer al energiei,

curentul de intrare iR şi tensiunea uRîn faza “R” a reţelei de c.a.

Rezultatele de simulare a mărimilor din circuitul intermediar de c.c.:

idR – curent de intrare pe partea de redresor, idI – current de intrare pe partea de invertor,

idC – curentul şiudC – tensiunea pe condensator

Page 27: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

27

B. Simularea convertorului de reţea cu pulsuri de curent de 120° cu filtrarea curentului pentru alimenta-rea a două motoare de c.a. reglate vectorial

Rezultatele de simulare a controlului vectorial al motorului de inducţie la pornire

şi la reversare de viteză: mL – cuplul de sarcină,

me –cuplul electromagnetic, ω – vitreza unghiulară electrică a rotorului

Rezultatele de simulare a controlului vectorial al MSMP la pornire

şi la reversare de viteză: n – turaţia motorului,

mL – cuplul de sarcină, me –cuplul electromagnetic

Page 28: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

28

B. Simularea convertorului de reţea cu pulsuri de curent 120° cu filtrarea curentului pentru alimentarea a două motoare de c.a. reglate vectorial (cont.)

Rezultatele de simulare a curenţilor din circ. Interm. de c.c. şi din filtrul de curent:

idR – curent de intrare pe partea de redresor,idI – current de intrare pe partea de invertor,

idC – curentul pe condensator, ifC – curentul pe condensatorul din filtrul activ

Rezultatele de simulare a tensiunilor din circ. interm. de c.c. şi din filtrul de curent: udC – tensiunea de pe condensatorul din

circuitul intermediar de c.c.ufC – pe cel din filtrul activ,

uAVSF – tensiunea de ieşire a filtrului activ

PWM pe faza “A”.

Page 29: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

29

B. Simularea convertorului de reţea cu pulsuri de curent de 120° cu filtrarea curentului pentru alimen-tarea a două motoare de c.a. controlate vectorial (cont.)

Rezultatele de simulare a acţionării alimentat de la convertor RIC cu filtrarea curentului.

– tensiunea de linie uR şi curentul de linie iR în faza “R”,– curentul de intrare a ansamblului RIC cu pulsuri dreptunghiulare iAR-I

şi al filtrului activ de curent iAVSF în faza “A”

Page 30: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

30

C. Simularea convertorului hibrid cu circuite intermediare cuplate, cu filtrarea activă a curentului motorului şi a reţelei

Rezultatele de simulare a controlului vectorial al motorului de inducţie la pornire şi la reversare de viteză:

mL – cuplul de sarcină, me –cuplul electromagnetic,

ω – vitreza unghiulară electrică a rotorului.

Rezultatele de simulare a acţionării alimentată de la CSF hibrid cu mărimile în

faza “a” : tensiunea statorică usa şi curentul statoric isa;

curenţii de ieşire a invertorului: iaCSI (PAM-CSI) şi iaVSI (PWM-VSI).

Page 31: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

31

C. Simularea convertorului hibrid cu circuite intermediare cuplate, cu filtrarea activă a curentului motorului şi a reţelei (continuare)

Rezultatele de simulare a curenţilor din circuitul intermediar de c.c. şi din filtrul de current:

idR – curent de intrare pe partea de redresor, idI – curent de intrare pe partea de invertor,

idC – curentul pe condensator, ifC – curentul pe condensatorul din filtrul activ

Rezultatele de simulare în circuitul intermediar cuplat:

– curent de intrare idDC

– tensiune de intrare udC– curent de ieşire idCSI

– tensiune de ieşire udDC

Page 32: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

32

Legătura dintre modelare, simulare şiimplementare (a)

� Matlab/Simulink -ul integrează calculul matematic, vizualizarea grafică şi un limbaj de programare puternic pentru a furniza utilizatorului un mediu flexibil pentru aplicaţii în domeniul tehnic. Simulink este o unealt ă interactiv ă pentru modelare, simulare, prototyping şi analiză dinamică de sistem.

� dSPACE -ul a dezvoltat placa controler DS1104, care este o soluţie ideală pentru aplicaţii în domeniul controlului motoarelor. Ea integrează TMS320F240 al firmei TI ca şiprocesor „slave ”, folosit pentru generarea semnaluluiPWM pentru invertor.

Page 33: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

33

� dSPACE utilizează MATLAB pentru identificare de sistem şi modelare, Simulink pentru simulare offline, iar Real-Time Workshop (RTW) pentru generare automat ă de cod C . Codul generat poate rula pe PC, DSP, microcontroler, FPGA, medii on-board, etc.

� dSPACE Real-Time Interface (RTI) vine să completeze Real-Time Workshop pentru realizarea unei implement ări automate a modelelor Simulink pe platforma hardware al dSPACE -ului.

Legătura dintre modelare, simulare şiimplementare (b)

Page 34: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

34

Tehnici de modelare

� Elementele componente ale blocurile de electronică de putere au fost tratate ca şi cvadripol . Ele au două intrări şi două ieşiri, câte una pentru curenţi şi pentru tensiuni, pe fiecare parte a quadripolului.

� Modelul de curent c.a.-c.c . şi modelul de tensiune c.c.-c.a. , care sunt cuplate prin intermediul logicii ce comandă PWM pentru PWM-VSR pe partea dinspre reţea, şi pentru cele două PWM-VSI pentru alimentarea motoarelor de c.a. (modelarea este realizată cu dispozitive de comutaţie ideale), sunt considerate modele tip “pozitiv ”

� RIC are un model tip “negativ ” , modelul de curent c.a.-c.c. şi modelul de tensiune c.c.-c.a ., cuplate împreună prin intermediul logicii de comandă, sincronizat cu tensiunea de linie.

Page 35: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

35

Concluzii

� În controlul filtrului dinspre partea de reţea poate fi inclus şi un regulator pentru controlul factorului de putere unitar . Identificarea on-line a valorii instantanee a factorului de putere unitar poate fi realizată pe baza unei proceduri bazat pe teoria fazorilor spaţiali.

� În acţionările cu mai multe motoare tensiunea circuitului intermediar de c.c. este supus unor perturbaţii mai mari în momentul reversării turaţiei motorului de inducţie de putere ceva mai mare, în comparaţie cu cele apărute la reversarea turaţiei motoarelor sincrone cu magneţi permanenţi (în testările prin simulare fiind folosite 5 asemenea motoare de puteri identice).

Page 36: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

36

Bibliografie

� Imecs M ., Szabo Cs., Incze I. I.: Active Power Filtering of Line and Motor Currents for AC Drives, Modelling and Simulation, Workshop on Techniques and Equipments for Reliability of Electrical Power TEQREP, Printech Press, Bucharest, Romania, 23th April 2004, ISBN 973 652 961 4, pp. 41-48.

� Maria Imecs , Szabo Cs., Incze I. I. : New topology for sine-wave current filtering of induction motor drives fed by tandem frequency converter, 12th National Conferenceof Electrical Drives, CNAE 2004 , September 23-25, Cluj-Napoca, Acta Electrotehnica , Volume 44, Number 3, 2004, Mediamira Science Publisher, ISSN 1224-297, pp. 145-150.

� Imecs Maria , Incze I. I., Szabo Cs., Adam T., Szőke Benk E.: „Line-friendly DC-linkfrequency converters for low and high power AC drives” („Convertoare indirecte de frecvenţă compatibile cu reţeaua pentru acţionări electrice de putere mică şi mare”), Plenary paper, International Conference of Energetics and Electrical EngineeringENELKO 2004 , Cluj-Napoca, Romania, 2004, ISBN 973-86852-9-X, pp. 86-96.

� Maria Imecs, Csaba Szabo, Ioan Iov Incze: “Modelling and Simulation of Controlled Bi-directional Power Electronic Converters in a DC Energy Distribution Line with AC Grid- and Motor-Side Active Filtering”, 12th European Conference on PowerElectronics and Applications EPE 2007, 2-5 September 2007, Aalborg, Denmark, CD-ROM, ISBN: 9789075815108/IEEE Catalog No. 07EX1656C. Proceeding ISI (Web of Knowledge)

http://apps.isiknowledge.com/summary.do?product=UA& qid=1&SID=X1c3Fj47@JompLEObfn&sear

Page 37: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

37

Mul ţumiri

colegilor coautori ai articolelor ştiinţifice publicate

Ş. l. Dr.-ing . Ioan Iov INCZEŞ. l. Dr.-ing . Csaba SZAB Ó

pentru procesarea digitală a figurilor şi simulările efectuate în mediu

MATLAB/Simulink®

Page 38: Curs 3 - Dc to Ac Ro-sa 08 v09imppt

38

*Mul ţumesc

pentru aten ţie!

*