Tópicos Especiais em Energia Elétrica (Projeto de Inversores e Conversores CC-CC)

Transcrição

1 Departamento de Engenharia Elétrica Tópicos Especiais em Energia Elétrica () Aula 4.3 Projeto do Inversor Prof. João Américo Vilela

2

3

4 Controle Digital Malha de controle com os ganhos da conversão A/D de 10bits. Iref_D = 512 Iomax = 5A ID = 512 Isensor= 2,5V K=0,5

5 - Projeto do Compensador Função de transferência do PWM (com resolução de 10 bits). K PWM 1 resolução _ PWM

6 Circuito de aquisição da tensão da rede e offset Realimentação da tensão de referência para o controle de corrente.

7 Circuito de aquisição da tensão da rede e offset Circuito gerador da senoide de referência

8 Circuito de aquisição da tensão da rede e offset Circuito para gerar a tensão de offset

9 Circuito da corrente de referência Utilizando ACS712 de +5A a -5A Ganho do sensor de corrente K Hall V I out p 2,5 5 V 0,5 A

10 Condicionamento do Sinal Circuito gerador da senoide de referência K div _ Corr R 20k R 10k

11 Circuito gerador da senoide de referência Offset G 1 R R k 20k 1 3

12 - Projeto do Compensador A frequência de corte do filtro anti-aliasing deve estar abaixo da metade da frequência de amostragem. Considerando a frequência de corte do filtro anti-aliasing de 15 khz. 3 2 f G Filtro ( s) 3 s + 2 f s

13 Condicionamento do Sinal Ganho do conversor AD (com resolução de 10 bits) K A/ D resolução _ AD Tensão ( Amostragem ) máx

14 - Projeto do Compensador H (z) = K i PWM *K A/D *K Hall * K div.corr H i (z) = * *0,5*3 0,5

15 Programa para o inversor com controle da corrente Considerando um PWM de 10 bits Erro0=0.; Erro1=0.; Erro2=0.; Vc0=0.; Vc1=0.; Vc2=0.; For ( : : ) { I inv = ler (A/D_1); I ref = ler ( A/D_2); V sin = ler (A/D_3);

16 Programa para o inversor com controle da corrente Considerando um PWM de 10 bits e AD de 12 bits Erro0=0.; Erro1=0.; Erro2=0.; Vc0=0.; Vc1=0.; Vc2=0.; For ( : : ) { I inv = ler (A/D_1); I ref = ler ( A/D_2); V sin = ler (A/D_3); I ref = k refpico *V sin *I ref ; Onde: k refpico é uma constante que define a relação entre a corrente de pico na rede e o sinal de controle. k refpico k SensorCorr ente I ref I redepico 1 V sen O valor de I ref não pode ultrapassar 3,3V. Quando a corrente na rede estiver no valor de pico será igual ao valor de I ref utilizado nesse calculo.

17 Calculo k refpico k refpico k SensorCorr ente I ref I redepico 1 V sen k SensorCorrente = ganho do sensor de corrente e o ganho do circuito de condicionamento desse sinal. I redepico = valor máximo aceitável de corrente de pico na saída do inversor (valor digital). I redepico I Pico k AD I Pico ,3 Calculo I redepico para um AD de 12 bits e uma tensão de entrada máxima do AD de 3,3V.

18 Calculo k refpico k refpico k SensorCorr ente I ref I redepico 1 V sen I ref = valor de corrente de referência. I ref V Entrada_ AD k AD 10 3,3 3,3 12 Valor digital da corrente de referência. V sen V pico k AD 10 1,5 3,3 12 Para uma senoide que na entrada do AD excursiona de 0 a 3V o valor de pico será 1,5V. Esse valor representa a parte positiva da tensão, visto que a mesma possui um offset de 1,5V.

19 Calculo k refpico k refpico k SensorCorr ente I ref I redepico 1 V sen k refpico k ACS 712(5 A) kcondiciona mento I pico kad 1 V k V k Entrada_ AD AD pico AD k refpico 0,5 0,664, ,3 3, , ,5 3,3 0, Calculo do valor de k refpico para uma corrente máxima na saída do inversor de 4,5 A e uma tensão máxima de referência de corrente (I ref ) de 3,3V. O sensor de corrente é de 5 A e o AD é 3,3 V (12Bits). A tensão senoidal excursiona de 0 a 3V.

20 Programa para o inversor com controle da corrente Considerando um PWM de 10 bits For ( : : ) { Iinv = ler (A/D_1); Iref = ler ( A/D_2); Vsin = ler (A/D_3); I ref = k refpico *Vsin*Iref; Erro2=Erro1; Erro1=Erro0; Erro0 = I ref - Iinv; Vc2=Vc1; Vc1=Vc0; Vc0 = *Erro *Erro *Erro2 -(-0.484*Vc *Vc2);

21 Programa para o inversor com controle da corrente Considerando um PWM de 10 bits Erro0=0.; Erro1=0.; Erro2=0.; Vc0=0.; Vc1=0.; Vc2=0.; For ( : : ) { Iinv = ler (A/D_1); Iref = ler ( A/D_2); Vsin = ler (A/D_3); I ref = k refpico *Vsin*Iref; Erro2=Erro1; Erro1=Erro0; Erro0 = I ref - Iinv; Vc2=Vc1; Vc1=Vc0; Vc0 = *Erro *Erro *Erro2 -(-0.484*Vc *Vc2); D1=512 +Vc0; Defini_PWM (D1); D2=512-Vc0; Defini_PWM (D2); }

22

23 Sensor corrente A/D A/D Iref uc Driver Vfase_rede

24