2- KZ-KA BIHURGAILUAK. INBERTSOREAK.pdf

POTENTZIA ELEKTRONIKOA INBERTSOREAK

Eibarko IITUE 26ko IRA 1

2. KZ-KA BIHURGAILUAK. INBERTSOREAK. 2.1. SARRERA.

2.1.1. Sailkapena.

2.2. UHIN KARRATUA

2.2.1. VSI zubidun inbertsore monofasikoa karga induktiboaz.

2.2.2. VSI inbertsore trifasikoa (six-step).

2.3. FASE DESPLAZAMENDUA.

2.3.1. Inbertsore monofasikoak fase-desplazamendu kontrolaz.

2.4. PULTSU ASKOREN ZABALERA MODULATZEA (PWM).

2.4.1. Gain-modulazioa (ma>1).

2.4.2. VSI inbertsore monofasikoa eta aktibazio bipolarra.

2.4.3. VSI inbertsore monofasikoa eta polobakarreko aktibazio.

2.4.4. VSI inbertsore trifasikoa.

2.5. INBERTSOREA KORRONTE BEGIZTAZ KONTROLATUAK.

2.5.1. Histeresidun konparadorea erabiliz.

2.5.2. Erreguladore PIa eta PWM erabiliz.

2.5.3. Inbertsore trifasikoa ( CSI ).

2.6. ARIKETA.



2. KZ-KA BIHURGAILUAK (Inbertsoreak)

2.1. SARRERA.

Inbertsore sinple batean osziladoreak transistore bat kontrolatzen du eta uhin karratua

sortuz. Uhin honek, transformadore batetik iraganda, uhin sinusoidal itxura hartuko du eta

horrela eskuratu nahi dugun tentsioa sortuz. Uhin sinusoidala harmoniko nagusia baino

handiagoa lortzeko pultsuaren zabaleraren modulatuz (PWM) egingo dugu.

Inbertsore baten funtzioa, sarrerako korronte zuzena korronte alternora igarotzea da

(KZ→KA), magnitude eta frekuentzia jakin batean. Tentsio alternoa lortzeko, tentsio

zuzenaren araberako sekuentzia egokietan itxi eta irekitzen diren etengailu estatikoez

osatutako egitura erabiltzen da. Irteerako tentsioaren uhin-forma ideala sinusoidala izango

litzateke, baina praktikan, tentsioaren uhin-formak: karratua, erdi-karratua edo zabalera

aldakorreko pultsuzkoa izan ohi dira.

KZ-KA bihurgailuak honetarako erabili ohi dira: tentsio alternoko motorren abiadura

aldatzeko, etengabeko elikatzea behar duen edozein sistemetarako (SAIak edo UPSak),

eguzki panelen konexioaren sarrera egiteko, soldatze ekipoetarako edota maiztasun handiko

argi fluoreszenteetarako, 12V KZtik → 220V KAra eta indukzio-beroketa bihurtzeko.

2.1.1. Sailkapena.

Sailkapena hainbat ezaugarriren arabera egin daiteke. Hauek dira garrantzitsuenak:

Sarreraren arabera:

● Sarrerako tentsioa. VSI.

2.1.1. (a) Sarrerako tentsioa. VSI.

VSI bihurgailuek, 2.1.1. irudia, inpedantzia baxuko elikatze iturri bat dute. C

iragazkiak tentsioa konstante mantentzen du. Tentsioaren maiztasuna, fase angelua eta balioa

aldatu daitezke.



● Sarrera korrontea. CSI (b)

CSIan oinarritutako bihurgailuek, 2.1.2. irudia, KZko korronte bat sortzen dute DC

elikatze-iturri batetatik.

2.1.2. Sarrera korrontea. CSI

Tentsioaren harmoniko nagusiaren anplitude-kontrolaren arabera:

● Kontrolik gabekoak: Uhin karratuko inbertsoreak.

● Kontrolatuak:

Pultsu bakar bat (fasearen desplazamendua).

PWM sinusoidala.

Aukeratutako harmonikoen desagerpena.

VSI inbertsoreak korronte begiztarekin kontrolatuak:

● Histeresi bidezko kontrola.

● PWM kontrola maiztasun finkoan.

2.2. UHIN KARRATUKO INBERTSOREAK.

2.2.1. VSI zubidun inbertsore monofasikoa karga induktiboarekin.

Kasu honetan, karga induktiboa denean aztertuko dugu. Karga erresistibo-induktiboa

denean, korrontea zerotik iragan arte, antiparaleloan aurkitzen den diodoak eramango du.

Diodoetan zehar pasako ez balitz, korronteak bat-bateko etenak edukiko lituzke, di/dt infinitu

bilakatuko litzateke eta harilean gaintentsioa sortu. Inbertsore monofasikoko zirkuitua 2.2.1.

irudian ageri da.



2.2.1. VSI zubidun inbertsore monofasikoa karga induktiboarekin.

TR1 eta TR4 itxita eta TR2 eta TR3 irekita mantenduz gero, kargako tentsioa E izango

da. TR2 eta TR3 itxi eta TR1 eta TR4 irekita badaude, tentsioa -E izango da. Bi konfigurazio

hauek maiztasun egokian txandakatuz, E anplitudeko irteerako tentsio karratua lortuko dugu.

2.2.2. irudian irteerako Vd tentsioaren uhinak ikus ditzakegu uhin karratuz modulaturik.

Modulatze mota honekin ezin da anplitudea kontrolatu, ez eta irteerako balore efikaza.

2.2.2. Irteerako intentsitate eta tentsioak karga induktiboarekin.

2.2.2. irudiko irteerako uhinaren harmoniko nagusiaren anplitudea aldatu nahi badugu,

bi aukera daude:

Vd aldatu: Horretarako Vd sortzen duen zirkuituak (normalean KA-KZ bihurgailuak)

bere irteera kontrolatzeko gai izan behar du. KA-KZ bihurgailuak badira, tiristoreak eraman

beharko ditu kontrolatu ahal izateko, edo bestela, KZ-KZ bihurgailu bat erabili. Normalean

aukera hau ez da erabiltzen.

Uhinaren forma aldatu: 180º pultsuak erabili ordez, pultsu estuagoak erabili daitezke

(fase desplazamendua kontrolatuz), pultsu-zabalera aldakorra duten uhin sortak sortuz. Pultsu

horiek lege sinusoidala jarraitzen dute (PWM sinusoidala). Garrantzitsua da irteerako seinalea

harmoniko maila baxuarekin lortzea.



Furier-en uhin karratu baten espektroa 2.2.3. irudian ikus dezakegu. Harmoniko

bakoiti guztiek, anplitudea frekuentziarekiko proportzionalki murrizten dute. Ez dago

harmoniko bikoitirik.

2.2.3. Furier-en uhin karratu baten espektroa.

Vo-ren uhinak honako forma hau izango du:

2.2.4. Irteerako korrontea.

Vo gailurreko tentsioaren emaitza kalkulatzeko, eta funtzezko harmonikoaren eta

beste harmoniko guztien erlazioa kalkulatzeko formulak hauexek dira. Formulan, h

harmonikoaren maila da.

Vo -ren uhinaren Fourier-en garapena egin ostean:

0

n

0

0

4b 1,3,5...

4 sen sen3 sen5( ) ......

1 3 5

n

a

a

Vn denean

n

V t t tv t

dVoV .4ˆ

h

oVhoV 1)

ˆ()ˆ(



2.2.2. VSI inbertsore trifasikoa (six-step).

Inbertsore trifasikoen bidez, korronte alternoko motorren abiadura aldatzeko ekipoak

errazago lortzen dira.

2.2.5. Inbertsore trifasikoa.

Abar bereko transistoreen arteko kontrol-aginduak osagarriak dira, hau da: TR1/TR2,

TR3/TR4,TR5/TR6 eta abarren arteko aginduak 120 º desfasatuta daude. Abar bereko

etengailuak inoiz ez dira egongo egoera berberean. Etengailu bakoitza funtsezko

frekuentziaren 180º aurkitzen da aktibo. Uhin karratuko inbertsore VSI trifasikoaren (six-step)

simulatzeko sortu dugun zirkuitua 2.2.6. irudian agertzen da.

2.2.6. Inbertsore trifasikoa simulaturik.

Karga izar-eran konektatuta dagoenean, lineetan zehar pasatzen den korrontea eta

faseetako korronteak berdinak dira. Fasearen eta neutroaren arteko tentsioak jakinda (VAN ,

VBN eta VCN), erraz lortuko dugu fase bakoitzeko korrontea (IA , IB eta IC).



2.2.7. Inbertsore trifasikoa simulaturiko uhinak.

2.2.8. Inbertsore trifasikoaren uhinak.



2.2.7. irudian simulatutako zirkuitutik ateratako uhinak agertzen dira. 2.2.8. irudiak;

teoriako VAN faseko eta VAB, VBC eta VCA lineako tentsioak daude. Bertan, 2.2.9. irudiko 6

egoerak noiz gertatzen diren ikus dezakegu eta ze tiristore dagoen lanean momentu

bakoitzean.

Zirkuituaren arabera, 6 egoera ezberdinetan egon daiteke inbertsorea:

2.2.9. Inbertsore trifasikoen 6 egoera ezberdinak.

Egoera horietariko bat aztertuz neutrorekiko ekuazioak lor ditzakegu:

2.2.10. Zirkuitua.

Eta 3 ekuazio hauek ateratzen dira:

0 0 0

0

1(2 )

3AN A B C

Van Vbn Vcn

Vbn Vcn Vco Vbo

Vcn Van Vco Vao

v v v v

+ + = üï

= - + ýï= + - þ

= - -



Eta 3 ekuazioetatik VAN-ren emaitza jakin dezakegu:

2.2.8. irudiko VAN-ren uhin mailakatuaren balio matematikoa ebazteko, dituen bi

maila ezberdinak jakin beharra dago, hau da: 1/3 × Vd eta 2/3 × Vd egin behar da. Vd 100 V

denez, gure bi puntuak emaitza hau edukiko dute: 1/3 × 100 = 33v eta 2/3 ×100 = 66.6v. Van

grafikoan konprobaketa egin eta gero, ikusten da 2.2.7. irudiko grafikoak ondo simulatuta

daudela.

Vab faseen arteko eta VA0 abarretako erdiko puntuetako tentsioaren uhinak honako

itxura du:

2.2.11. Va eta Vao uhinak.

Vab eta VA0-ren uhinen Fourier-en garapena egin ostean:

0 0 0

0

1(2 )

3AN A B C

Van Vbn Vcn

Vbn Vcn Vco Vbo

Vcn Van Vco Vao

v v v v

+ + = üï

= - + ýï= + - þ

= - -

......5sen5

2

5sen

3sen3

2

3sen

sen1

2sen

4)(

2

3sen

2

nsen

2

Dnsen

2b

0

0

n

0

t

D

t

D

t

DV

tv

n

n

V

a

a

n

0

n

0

0

4b 1,3,5...

4 sen sen3 sen5( ) ......

1 3 5

n

a

a

Vn denean

n

V t t tv t

3sin sin 60

2 2

D



VA0, VB0 eta VC0 tentsioak elkarrekiko 120 º desfasatutako hiru uhin karratu izango

dira eta honako itxura edukiko dute:

Bestalde VAB eta VAN -ren ekuazioak:

VLINEA-LINEA efikaza ateratzeko formulak:

Eta hurrengo formularekin nahi den harmonikoaren emaitza jakin daiteke:

h = 6n ± 1 (n= 1,2,3....) delarik.

Formula hauek kontutan izanik linea-lineako funtsezko harmonikoaren balore

efikazaren balioa gure simulazioan 0.78 × 100 = 78v izango da eta bere gailurreko balore

efikazarena 78 × √2 = 110V. Emaitza hauek simulazioen grafikoan (2.2.12. irudia) ateratzen

zaizkigun berberak dira.

ABLineLineLL VVV

ddd

RMSLL VVV

V 78.06

2

4

2

3)(1

....9sin

9

17sin

7

15sin

5

13sin

3

1sin

2.

40 wtwtwtwtwt

Vv d

A

....9sin

9

1)

3

2(7sin

7

1)

3

2(5sin

5

13sin

3

1)

3

2sin(

2.

40 wtwtwtwtwt

Vv d

B

...13sin.

13

111sin

11

17sin

7

15sin

5

1sin.

2wtwtwtwtwtVv dAN

...13sin.

13

111sin

11

17sin

7

15sin

5

1sin.

32wtwtwtwtwtVv dAB



2.2.12. Inbertsore trifasikoen harmonikoak simulaturik.

Maiztasun baxuko VAB-ren harmonikoak agertzen dira eta hiruren harmoniko

anizkoitzak desagertu ( ikusi 2.2.12. eta 2.2.13. irudiak ).

2.2.13. Inbertsore trifasikoen harmonikoak teorikoki.

2.3. FASE DESPLAZAMENDUA.

Fase-desplazamenduko kontrolean, ziklo-erdi bakoitzeko, pultsu bakarraren zabalera

modulatzen da. Irteerako tentsioa kontrolatzeko teknikarik sinpleena da. Metodo hau

erabiltzeko zubidun egitura hautatu beharra dago, beste egiturekin ez baita posible.



2.3.1. VSI inbertsore monofasikoak.

2.3.1. Inbertsore monofasikoa.

Lehen, TR1 eta TR4 aldi berean kitzikatzen ziren. Orain, bien artean α graduko desfasea

egongo da. Irteerako emaitza (Vo) D = 180 - α pultsu-zabalera duen tentsio ia karratua izango

da (ikusi 2.3.2. irudia ).

2.3.2. Inbertsore monofasikoaren uhinak.

Harmoniko nagusiaren anplitude baxuak lortu nahi badira, harmoniko altuen erlazioa

asko igotzen da eta seinalearen kalitatea asko okertu. Vo1 aldatu daiteke, baina normalean

teknika hau ez da erabiltzen. 2.3.3. irudian ikus dezakegu bere uhina. Transistoreetako

kitzikatze-seinaleak egoki desfasatuz, irteerako tentsioari dagokion α angelua kontrola

daiteke, kargaren tentsio efikaza aldatuz.

2.3.3. Irteerako tentsioaren uhinak.



Vo1-ren gailurreko tentsioa zein den jakiteko formula hau erabiliko dugu:

Eta Vo -ren uhinaren Fourier-en garapena egin ostean:

2.3.4. irudian irteerako tentsioaren distortsio harmonikoa ikus daiteke. Funtsezko

uhina, 3. eta 5. harmonikoen anplitudeen pultsu-zabaleraren arteko ezberdintasunak agertzen

zaizkigu. 120 º-tik hurbilen dagoen eremuan aurkitzen da distortsiorik txikiena. 3. harmonikoa

iragazten zailena, minimoa da.

2.3.4. Harmonikoak α-ren arabera.

2.4. PULTSU ASKOREN ZABALERA MODULATZEA (PWM).

Metodo honen oinarria periodo bakoitzeko pultsu askoren zabalera lege jakin baten

arabera aldatzea da. Anplitude konstanteko eta zabalera aldakorreko pultsuok egiaztatzeko, bi

uhin ditugu: uhin garraiatzailea (beti triangelu-formakoa) eta uhin modulatzailea (karratua,

triangelu-formakoa, sinusoidala, trapezoidala, etab. izan daiteke).

1

4. 180ˆ ( )sin( )2

dVVo

a

p

-=

0

n

0

0

2 n D n 3b sen sen sen

2 2 2

3 5sen sen sen

4 2 2 2( ) sen sen 3 sen 5 ......1 3 5

n

a

a

V n

n

D D DV

v t t t t



2.4.1. Pultsu askoren zabalera modulatzea (PWM).

Modulaziorik gabe, 2.4.1. irudiko lehenengo uhin karratua lortzen da. Arazoa kasu

honetan maiztasun baxuko harmonikoak agertzen direla da, uhin karratuaren harmonikoak.

Harmoniko funtsezkoaren anplitudea ez baita aldatzen zuzenki ma-rekin.

Vo1 = 4/ × Vd = 1.27 × Vd.

Modulazioa, maiztasuna edo faseak kontrolatuz egitea, guk modulazio-indizea

definitzen dugun moduaren arabera izaten da. Hau da:

Modulazio-indizea (ma) deituko diogu fasearen desbideratzeari deitzen zaio.

Harmonikoen anplitudea, beraz, ma-ren menpe dago.

Maiztasun-erlazioa (mf) frekuentzien erlazioa izan ohi da. Bakoitia, irteerako

harmonikoak bakoitiak direlako, eta 9 baino handiagoa izaten da. fs triangeluarraren edo

eramaileen maiztasuna da. f1 kontroleko seinalearen maiztasuna edo modulatzailearena, eta

baita harmoniko nagusiaren maiztasuna ere.

2.4.1. Gain-modulazioa (ma > 1).

Gain-modulazioaren helburua irteerako funtsezko tentsioaren anplitudea handitzea da,

oinarrizko harmonikoaren anplitudea baino handiagoa bihurtuz. Horri esker, erdiko pultsuak

tri

controla

V

Vm

ˆ

ˆ

1f

fm s

f



pultsu bakarrean elkartzen dira (ikusi 2.4.1. irudia ), horrela, seinaleak azalera gehiago

edukiko du eta beraz, anplitude handiagoa izango du eta hori lortzea da helburua.

2.4.2. Irudia.

Gain-modulazioari dagozkion harmonikoak, ma = 2.5 eta mf = 15 den kasuetarako

2.4.3. irudian agertzen dira. Ma=1 bada, Vo1 = Vd lortzen dela ikusten da grafikoan.

2.4.3. Gain-modulazioak sortutako harmonikoak.

Oro har, harmonikoak agertzen badira interesgarria da hauek maiztasun altukoak

izatea, errazagoa baita berauek murriztea. Garrantzitsua da tentsio eta korrontearen arteko

harmonikoak aztertzea. Baita mf handia izatea; hau da; seinale triangeluarraren maiztasuna

handia izatea, kHz ingurukoa. Maiztasun horren muga, potentziako osagaien kommutazioan

gertatzen diren galerak ezartzen du.

Karga induktiboetan (motorrak) ematen diren korrontearen harmonikoak Ioh murriztu

egiten dira tentsioaren harmonikoen maiztasuna altua bada. Ikusi hurrengo espresioa:

22 22

o o oh h ho h

h

V V VI

Z f h LR f h L



Horrela, kargan, korronteak normalean harmoniko nagusiaren balioa hartzen du eta

kizkurdura baxua edukiko du maiztasun altuko harmonikoak daudelako. Komenigarria da,

baita ere, mf handia izatea eta seinale triangeluarra maiztasun handikoa izatea, kHz ingurukoa.

2.4.4. irudian tentsioa eta korrontearen uhinak karga induktiboarekin agertzen dira. Seinale

baliagarria Vo1 da.

2.4.4. Irteerako tentsioa eta korrontea

Helburua harmonikorik gabeko seinalea lortzea da, harmonikoak ez baitira

desiragarriak eta iragazkien bidez ezabatu daitezke. Iragazkien maiztasun-ebaki balioa ( fc ),

harmoniko nagusiaren maiztasunak baino handiagoa, eta ezabatu nahi den lehenengo

harmonikoaren maiztasuna baina baxuagoa izan behar du. Iragazkia egokia izan dadin tarte

hau handia izan behar da. Adibidez:

Harmoniko nagusia f1 bada eta lehenengo harmonikoa 3f1 bada maiztasun-ebakiak

bien artean egon behar du, fc=2f1. Iragazkiak zerbait murriztu egingo du harmoniko nagusia.

Lehenengo harmonikoa agertzen bada 15f1-era eta fc =2f1 aukeratzen bada 15f1-ko

harmonikoa oso murriztuta egongo da (tarte handia dagoelako fc eta 15f1-en artean eta

iragazkiak normalean 20dB/dek edo 40dB/dek murrizten dute).Iragazkien maiztasunaren ebaki

balioak eta iragazkien erabilitako osagaien balioak erlazionatuta daude :

Horrela, f1=50Hz bada, eta lehenengo harmonikoa 21f1=1050Hz bada, fc = 4f1 =

400Hz aukeratu daiteke, eta beraz kondentsadorearen eta harilaren balioak baxuagoak

izango dira.

2º ordenako iragazkia formula honen bidez espresatu daiteke:

2.4.2. Inbertsore VSI monofasikoa PWM sinusoidala eta aktibazio bipolarra.

Irteerako tentsioa sinusoidalki modulatzeko, seinale sinusoidal bakarreko triangelu-

formako erreferentzia-seinalearen arabera egin daiteke (ikusi 2.4.6. irudia). Ondoriozko

kontrolak, seinaleak elkartzen diren bakoitzean transistorea kitzikatzen du, eta transistore

horren osagarriari kitzikapena kentzen dio. Emaitza bi mailako irteerako tentsioa izango da:

+E eta –E eta ez da egongo 0 tentsio-mailarik.

1 2º ordeneko iragazkia

2fc

LC



2.4.5. Aktibazio bipolarraren eskema.

Aktibazio bipolarrak, uhin sinusoidal bat uhin triangeluar batekin konparatzen du eta

uhin karratu bat sortzen du. VSI inbertsore monofasikoa PWM sinusoidalarekin eta aktibazio

bipolarraren uhinak 2.4.6. irudia ikusi daiteke.

2.4.6. Uhinak.

Uhin karratuan agertzen diren harmonikoak, hau da, 3,5,7,11 …, desagertu egingo

dira. Seinale triangeluarraren maiztasun bereko harmonikoak eta hauen aldameneko

harmonikoak azaltzen dira, 2.4.7. irudia.

Ziklo-erdiko pultsu kopurua handitzean, harmonikoen ehunekoa konstante mantentzen

da, baina harmonikoak maiztasun handietarantz urruntzen dira eta horrela, errazago iragazi



ahal izango dira. Baina ziklo-erdiko pultsu-kopurua handiagotzeak transistoreetako

kommutazioko galerak eragiten ditu.

2.4.7. Harmonikoak.

Hurrengo formulak; lehenengo harminikoaren gailurreko tentsioaren baloreak

aurkitzeko dira, ma-ren arabera. ma ≤ 1.0 bada, orduan, ebazpen bat izan dezake. Baina ma >

1.0 bada, bere baloreak maximo batetik minimo batera joango dira.

Hurrengo taula honetan, Fourierren koefiziente normalizatuak (Vo)h / Vd), ikus

daitezke aktibazioa bipolarra denean:

2.4.1. Taula

2.4.3. VSI inbertsore monofasikoa PWM sinusoidala eta polobakarreko

aktibazioarekin.

Eskematikoki VSI inbertsore monofasikoa PWM sinusoidalarekin eta polobakarreko

aktibazio nolakoa den ikusten da 2.4.8. irudian.



2.4.8. Polobakarreko aktibazioaren eskema.

VSI inbertsore monofasikoa PWM sinusoidalarekin eta polobakarreko aktibazioarekin

sortzen diren uhinak hurrengo irudian daude.

2.4.9. Teoriako uhinak polobakarreko aktibazioarekin.



Oinarriko seinalearen anplitudea ma-rekin kontrolatzen da.

2.4.11. irudian ikusten den bezala, harmonikoak eramaileek duten maiztasunaren

bikoitzetan eta honen anizkoitzetan ematen dira.

2.4.10. Polobakarreko aktibazioarekin teoriako harmonikoak.

Fourier-en koefizienteak (Vo)h / Vd) normalizatuak polobakarreko aktibazioa den

kasurako:

2.4.2. Fourier-en koefizienteak (Vo)h / Vd) normalizatuak.

2.4.4. VSI inbertsore trifasiko sinusoidala.

Inbertsore monofasiko bakoitzaren eroateko aginduak elkarrekiko 120 º desfasatuta

daude, sistema trifasikoari dagozkion tentsioak lortzeko.

01ˆ

a dV m V ( 1.0)am

01

4ˆ .d dV V V

( 1.0)am



2.4.11. Inbertsore trifasikoa.

Adar bereko transistoreen arteko kontrol-aginduak osagarriak dira: TR1/TR2,

TR3/TR4,TR5/TR6 eta abarren arteko aginduak 120 º desfasatuta daude. TR1 itxita dagoenean,

TR2 irekita egon behar da derrigorrez.

Modulazio sinusoidala karga izar erara duelarik eta aktibazio bipolarrarekin

simulatzeko sortu dugun zirkuitua 2.4.12. irudian ageri dena da.

2.4.12. Aktibazio bipolarrarekin simulatzeko zirkuitua.

VAN, VBN eta VCN tentsioen batez besteko balioa berbera denez, hurrengo formulak

betetzen dira , hortaz, sistema trifasiko orekatu bat da:

VAB = VAN - VBN = 0

VBC = VBN - VCN = 0

VCA = VCN - VAN = 0

VAB + VBC + VCA = 0



2.4.13. Inbertsore trifasikoaren uhinak aktibazio bipolarrarekin.

2.4.14. Inbertsore trifasikoaren simulazioko uhinak aktibazio bipolarrarekin.



Simulaturik agertzen zaizkigun uhinak ikusirik, V1-V2 grafikoa (2.4.14. irudia) ±vd

(±100) bitartean dabil, teoriako grafikoan bezala.

2.4.15. VAN-ren harmonikoak.

Harmonikoak aztertzen baditugu, 2.4.15. irudian, simulaturik edo 2.4.16. irudian

teorikoki; seinale triangeluarraren maiztasuneko (1000Hz) aldameneko harmonikoak azaltzen

dira. Orokorki, harmonikoak agertzen badira interesgarria da hauek maiztasun altukoak izatea,

errazagoa baita berauek murriztea. Normalean, mf hiruren anizkoitza da eta 9 baino

handiagoa. Harmonikoen maila ma-ri bakarrik dagokio. 2.4.16. irudian ikusten den bezala,

harmoniko bakoitiak agertuko zaizkigu mf-en zentratuak. Agertzen diren harmonikoen

errepresentazioa:

2.4.16. Teoriako harmonikoak.

Lehenengo harmonikoaren gailurreko tentsio eta linea-lineako balio efikaza formula

hauekin ateratzen da:

2.)ˆ( 1

daAN

VmV

dadaANRMSLL VmVmVV 612.022

3)ˆ(

2

31)(1



Eremu linealean, irteerako tentsioaren funtsezko frekuentzia zuzenki aldatzen da ma

anplitudearen modulazio ratioarekin (Ikusi 2.4.17. irudia.) . Ma kontrolatuz anplitudea

kontrolatzen da.

2.4.17. Eremuak ezberdinak ma -ren arabera.

Formulak erabiliko ditugu lehenengo harmonikoaren balorea konprobatzeko. 2.4.12.

irudian datuak kontuan hartuta, Fs = 1000 Hz eta F1= 50 Hz emaitzak lortuko ditugu eta

horrela, mf -k zenbateko balioa duen jakingo dugu:

ma kontrolatuz gero, anplitudea kontrolatzen da. Horrela, lehenengo harmonikoaren

gailurreko tentsioa neutroarekiko hauxe izango da:

= 0.80×100/2 = 40 v

Harmonikoen grafikoko balio berbera ateratzen zaigu (2.4.15. irudia), eta baita linea-

lineako lehenengo harmonikoaren balio efikaza ere:

= 0.612×0.80×100 = 49 v

= 1000/50 = 20

= 0.80/1 = 0.80

1f

fm s

f

tri

controla

V

Vm

ˆ

ˆ

2.)ˆ( 1

daAN

VmV

dadaANRMSLL VmVmVV 612.022

3)ˆ(

2

31)(1



Gain-modulazioan:

2.4.18. Gain-modulazioa simulatzeko zirkuitua aktibazio bipolarrarekin

Gain-modulazioa simulatzeko aktibazio bipolarrarekin 2.4.18. irudiko zirkuitua eraiki

dugu. 0.98-tik 2.45-era igo dugu lineako sinusoidalaren tentsioa.

2.4.19. Gain-modulaziozko uhinak.

= 2 /1 = 2 tri

controla

V

Vm

ˆ

ˆ



2.4.19. irudian, gain-modulazioan simulaturik ateratzen diren uhinetan; V1-V2

grafikoa ±vd (±100) bitartean dabil.

2.4.20. Teoriako harmonikoak.

VAN-ren 2.4.20. eta 2.4.21. irudiko harmonikoak kontuan hartuta, maiztasun baxuko

harmonikoak agertzen dira, uhin karratuarekin eginiko modulazioan bezala.

2.4.21. VAN-ren harmonikoak.



2.5. INBERTSOREAK KORRONTE BEGIZTAZ KONTROLATUAK.

KZ edo KAko motorrak kontrol mota ugaritan, kargako korrontea inposatu egin behar

izaten da. KZko motorretan, berriz, inbertsorearen ordez chopperra erabili ohi da. Kontrol

mota hau energia berriztagarrietatik energia sarera itzuli nahi izaten denean erabiltzen da.

2.5.1. Korronte kontrola histeresi dun konparadorea erabiliz.

2.5.1. irudian ikusten da grafikoki, nola kontrolatzen den korrontea, histeresidun

konparadore batekin. Sistema honek kommutazio maiztasuna aldakorra du. Egiteko sistema

erraza da.

2.5.1. Korrontea kontrolatzeko zirkuitua.

2.5.2. irudian zirkuitu honek sortzen dituen uhinak ikus ditzakegu. Histeresi

margenaren tartean ari da oszilatzen. Oszilatze hau, IA korrontea eta kargaren (R L E) menpe

dago, eta arazoa bat izan ohi da.

2.5.2. IA-ren oszilatzea.



2.5.2. Korronte kontroladorea erreguladorea.

Eskematikoki, nola kontrolatzen den korrontea, PI-a eta PWM erabiliz ikusten da

hurrengo irudian. Honek, maiztasun finko batean lan egiten du eta gehien erabiltzen den

erreguladore mota da.

2.5.3. Korronte kontroladorea erreguladorea.

2.5.3. Korrontez elikaturiko sarrera duen inbertsore trifasikoa ( CSI ).

CSIek edo korrontez elikaturiko sarrerek abantailak dituzte: karga babesturik aurkitzen

da, etengailuaren puntako korronteak mugatzen dituzte. Arazoa hauxe da: duen induktantzia

handia, zirkuituaren erantzuna moteltzen baitu. Gainera, etengailuetan, korrontearen bat-

bateko aldaketatik babesteko snubberrak ipini behar dira kommutadoreetan eta normalean

potentzia handiko aplikazioetan erabiltzen da.

2.5.4. Korrontez elikaturiko sarrera duen inbertsore trifasikoa.



2.5.5. irudian, inbertsore trifasikoan kondentsadoreak jartzen dira tiristoreak 0-tik

iragaten direnean denbora gehiago eraman ez dezaten.

2.5.5. Inbertsore trifasikoa kondentsadoreekin.

Uhin formak CSI inbertsore trifasiko batean 2.5.6. irudian agertzen dira. Bertan,

tiristore bakoitzak noiz lan egiten duen ikus dezakegu eta baita abar bakoitzetik noiz ari den

korrontea igarotzen ere.

2.5.6. Uhin formak CSI inbertsore trifasiko.



2.6. ARIKETA.

Zubidun inbertsorea erabiliz, PWM modulazio sinusoidala bipolarrarekin. 50 Hz-ko

tentsioa sortzen da karga RL-rentzat. Zubiaren sarrera 100 V da, modulazio indizea ma = 0.8

da eta maiztasun modulazio erlazioa mf = 21 (triangeluarraren maiztasuna ftri =mf × 50 =

1050. Kargaren balioak R = 10 Ohm eta L=20 mH dira.

Ebatzi 50 Hz-ko harmonikoaren tentsio eta korrontearen anplitudea, kargan

erresistentziak xurgatzen duen potentzia, eta kargako korrontearen THDa.

2.5.1. Taula

2.5.1. Zirkuitua.

Harmoniko nagusiaren anplitudea:

Korrontearen harmoniko nagusiaren anplitudea:

mf = 21 bada, lehenengo harmonikoak n=19, 21 eta 23 azaltzen dira:

TR

1

TR

2

D1

D2

karga

+

Vd

-

0A B

TR

3

TR

4

D3

D4

+

- V

o

N

1ˆ . 0.8.100 80a dV m V V= = =

( )

11

22

ˆ 806.77

10 1 2 50 0.02

VÎ A

p

== =

+ × × × ×

21

19 23

ˆ 0.82 100 82

ˆ ˆ 0.22 100 22

V V

V V V

= × =

= = × =



Potentzia maiztasun bakoitzean izango da:

Kargak xurgatzen duen potentzia:

Kargako korrontearen THD-a kalkulatzeko:

( ) ( )

( ) ( )

1 211 21

2 22 2

19 2319 23

2 22 2

ˆ ˆ80 826.77 0.619

10 1 2 50 0.02 10 21 2 50 0.02

ˆ ˆ22 220.183 0.13

10 19 2 50 0.02 10 23 2 50 0.02

V VÎ A Î A

V VÎ A Î A

p p

p p

= == = = =

+ × × × × + × × × ×

= == = = =

+ × × × × + × × × ×

( ) ( )

( ) ( )

2 22 2

1 1, 21 21,

2 22 2

19 19, 23 23,

6.77 0.61910 230.5 10 1.93

2 2

0.183 0.1310 0.168 10 0.042

2 2

RMS RMS

RMS RMS

P I R W P I R W

P I R W P I R W

æ ö æ ö= = × = = = × =ç ÷ ç ÷

è ø è ø

æ ö æ ö= = × = = = × =ç ÷ ç ÷

è ø è ø

1 19 21 23 230.5 0.168 1.93 0.042 232.64P Pn P P P P W= » + + + = + + + =å

( ) ( ) ( ) ( )2 2 2 2

,

2

1,

0.619 / 2 0.183/ 2 0.13/ 20.097 %9.7

6,77 / 2

n RMS

n

I

RMS

I

THDI

¥

=+ +

= » = =

å

Documents

2- KZ-KA BIHURGAILUAK. INBERTSOREAK.pdf