Condensador de enlace de CC para accionamiento de motor de inducción

Lamentablemente, sus simulaciones le muestran lo que puede ocurrir.

Voy a asumir que su configuración es así:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Un inversor de fuente de voltaje trifásico alimentado desde un rectificador trifásico. Con una entrada de CA de 400 V (línea a línea), el voltaje del enlace de CC tendrá una media de alrededor de 540 V y un pico natural de alrededor de 560 V que ocurrirá a seis veces su frecuencia de línea, 300 Hz (suponiendo que esto es para una aplicación de frecuencia de línea de 50 Hz basada en la tensión línea a línea indicada).

Con una media de 540 V, habrá picos (560 V) y valles (484 V) siguiendo el perfil de tensión del rectificador. El condensador DCLink se dimensionará para producir un voltaje más estable (además de presentar una "fuente de voltaje" para el inversor). Como resultado, pasará una gran parte del tiempo en el que el capacitor DCLink será la única fuente de carga para el inversor, ya que el FOC controla la salida del inversor (probablemente a través de algún esquema SVPWM).

No ha indicado la corriente a la que debe funcionar la máquina de inducción para producir 5 kW, pero se puede suponer que será superior a 14 A (la corriente de enlace de CC equivalente) ya que un inversor de fuente de voltaje actúa como un convertidor reductor y, por lo tanto, la corriente de salida puede ser mayor que la corriente de entrada equivalente.

Si ve picos de 70 A, se puede suponer que la corriente de su máquina objetivo está en esta región. Si bien SVPWM facilitará la circulación libre de la corriente de carga alrededor del inversor, utilizando los estados de voltaje cero, aún existe la necesidad de sintetizar una forma de onda sinusoidal y, por lo tanto, habrá un componente en el DCLink que es de naturaleza CA (6 veces el frecuencia eléctrica de la máquina) e igualmente un componente debido a la conmutación.

¿Cómo reducir? fundamentalmente, debe existir ya que está tratando de sintetizar una corriente de salida más alta que la corriente que está extrayendo de la red eléctrica y, como tal, su elección de capacitor debe considerar la corriente de ondulación esperada debido a las características de la carga. Los picos no se pueden reducir, pero el valor RMS sí introduciendo un inductor DCLink

^{simular este circuito}

¿Por qué? hay una serie de beneficios

1. El inductor DCLink ayudará a obtener una corriente DCLink más continua que, a su vez, ayuda a mejorar el factor de potencia que presenta a la empresa de servicios públicos.
2. Esta corriente continua debe alimentar directamente al inversor para proporcionar el valor MEDIO visto por el inversor que reduce la corriente que debe proporcionar el DClink.

Desventaja: el DCLink ahora es de segundo orden y, por lo tanto, tendrá algunas características no deseadas, especialmente alrededor de su punto de resonancia. Esto significa que se debe tener cuidado con respecto a la frecuencia de entrada, la frecuencia de salida Y cualquier carga escalonada (que incluye irrupción...)

El dimensionamiento: el objetivo es suprimir el componente de CA del suministro: 300 Hz y al mismo tiempo garantizar que se puedan rastrear los cambios de carga esperados. Si el inductor es demasiado grande, un cambio rápido en la carga provocará un gran aumento en el voltaje de enlace de CC (ya que el estrangulador de enlace de CC se ha "cargado") o una disminución grande (ya que el estrangulador de enlace de CC no se ha "cargado"). Demasiado poco y la corriente necesaria para alcanzar la continuidad podría ser demasiado alta.

Un individuo aquí ( andy-aka ) tiene un buen sitio web para ayudar a realizar filtros LC http://www.stades.co.uk/RLC%20filters/RLC%20LPF.html y aunque este enfoque es útil para ver aspectos del filtro , hay un par de otras consideraciones al tratar con el filtro LC

$\frac{V_o}{V_i} = \frac{1}{1 - \omega^2 LC + j \frac{\omega L}{Z_L}}$

El corte fundamental del filtro LC depende de L,C y de la impedancia de carga. La impedancia de carga se puede tratar inicialmente como potencia constante y resistiva.$R_L = - |\frac{V_{DC}^2}{P_{DC}}|$

Para garantizar un enlace de CC estable, la impedancia de salida de los filtros LC debe ser menor que la impedancia de entrada del inversor.

Una vez que tenga una idea de la corriente fundamental que debe pasar el inductor y, más específicamente, la tasa de cambio que debe permitir (es decir, cambios de carga, aceleración ...), la tasa de cambio de corriente se puede expresar como

$i(\omega t) = \sqrt{2}\hat{I} sin (\hat{\omega}t)$que produce un di/dt para pasar a través del filtro

$\frac{di}{dt} = 2\sqrt{2}\pi\hat{f}\hat{I}cos(\hat{\omega}t)$que tiene un valor máximo en 0 radianes \$cos(\omega t) = 1

$\hat{L} = \frac{\check{V}}{\sqrt{2}\hat{\omega}\cdot\hat{I}}$

A partir de esto, la C se puede derivar en función de$f_0 = \frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}$

Finalmente, las simulaciones de calidad de energía deben ejecutarse sobre los puntos de carga deseados para determinar si cumple con el factor de potencia necesario. Aquí es cuando se necesitan los ajustes finales a L y C. Esta es una relación no lineal y es más fácil de realizar mediante simulación, especialmente SimPowerSystems con Matlab(tm)