Eletrônica de potência - Modulação por largura de pulso
PWM é uma técnica usada para reduzir a distorção harmônica geral (THD) em uma corrente de carga. Ele usa uma onda de pulso na forma retangular / quadrada que resulta em um valor médio de forma de onda variável f (t), depois que sua largura de pulso foi modulada. O período de tempo para a modulação é dado por T. Portanto, o valor médio da forma de onda é dado por
$$ \ bar {y} = \ frac {1} {T} \ int_ {0} ^ {T} f \ left (t \ right) dt $$
Modulação de largura de pulso sinusoidal
Em um inversor de tensão de fonte simples, as chaves podem ser LIGADAS e DESLIGADAS conforme necessário. Durante cada ciclo, a chave é ligada ou desligada uma vez. Isso resulta em uma forma de onda quadrada. No entanto, se a chave for ligada várias vezes, um perfil harmônico que é a forma de onda aprimorada é obtido.
A forma de onda PWM sinusoidal é obtida comparando a forma de onda modulada desejada com uma forma de onda triangular de alta frequência. Independentemente de a tensão do sinal ser menor ou maior do que a da forma de onda portadora, a tensão de saída resultante do barramento CC é negativa ou positiva.
A amplitude sinusoidal é dada como A m e a do triângulo portador é dada como A c . Para PWM senoidal, o índice de modulação m é dado por A m / A c .
PWM de forma de onda sinusoidal modificada
Uma forma de onda PWM senoidal modificada é usada para controle de potência e otimização do fator de potência. O conceito principal é deslocar a corrente atrasada na rede para a rede de tensão, modificando o conversor PWM. Conseqüentemente, há uma melhoria na eficiência de energia, bem como uma otimização no fator de potência.
Multiple PWM
O PWM múltiplo tem várias saídas que não têm o mesmo valor, mas o período de tempo durante o qual são produzidos é constante para todas as saídas. Os inversores com PWM são capazes de operar na saída de alta tensão.
A forma de onda abaixo é uma onda sinusoidal produzida por um PWM múltiplo
Controle de Tensão e Harmônicas
Uma forma de onda periódica que tem frequência, que é uma integral múltipla da potência fundamental com frequência de 60 Hz, é conhecida como harmônica. A distorção harmônica total (THD), por outro lado, se refere à contribuição total de todas as frequências de corrente harmônica.
Harmônicos são caracterizados pelo pulso que representa o número de retificadores usados em um determinado circuito. É calculado da seguinte forma -
$$ h = \ left (n \ times P \ right) +1 \ quad ou \ quad -1 $$Onde n - é um inteiro 1, 2, 3, 4… .n
P - Número de retificadores
Está resumido na tabela abaixo -
Harmonic |
Frequency |
| 1ª | 60 Hz |
| 2 nd | 120 Hz |
| 3 rd | 180Hz |
| 4 th | 240Hz |
| 5 ª . . 49º |
300Hz . . 2940Hz |
Os harmônicos têm um impacto na saída de tensão e corrente e podem ser reduzidos usando transformadores de isolamento, reatores de linha, redesenho de sistemas de potência e filtros de harmônicos.
Inversor Ressonante Série
Um inversor ressonante é um inversor elétrico cuja operação é baseada na oscilação da corrente ressonante. Aqui, o dispositivo de comutação e o componente ressonante são conectados em série um ao outro. Como resultado das características naturais do circuito, a corrente que passa pelo dispositivo de chaveamento cai para zero.
Este tipo de inversor produz uma forma de onda sinusoidal em frequências muito altas na faixa de 20kHz-100kHz. Portanto, é mais adequado para aplicações que exigem uma saída fixa, como aquecimento por indução e iluminação fluorescente. Geralmente é pequeno em tamanho porque sua frequência de comutação é alta.
Um inversor ressonante tem inúmeras configurações e, portanto, é categorizado em dois grupos -
- Aqueles com interruptores unidirecionais
- Aqueles com interruptores bidirecionais