pérdidas / eventos de conmutación del inversor MOSFET - motor trifásico

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Para mantener esto simple, concentrémonos en un medio puente que suministra corriente sinusoidal al motor. Q1 es el MOSFET del lado alto y Q2 es el MOSFET del lado alto.

Las salidas de SPWM cambian dos veces por período, por lo que la corriente también cambia de dirección dos veces por período, lo que hace estas transiciones:

  • Q1 se apaga
  • Q2 se enciende
  • Q2 se apaga
  • Q1 se enciende

Digamos que la corriente está fluyendo hacia la bobina del motor. Cuando Q1 se apaga, la corriente se desvía a través del diodo de Q2. Creo que solo Q1 experimenta pérdidas de cambio en este punto. Lo mismo cuando Q1 se vuelve a encender. Activar y desactivar la Q2 solo reduce las pérdidas de conducción.

La situación se invierte cuando se invierte la corriente; solo Q2 experimenta pérdidas de cambio.

Como la corriente es positiva la mitad del tiempo y negativa la otra, diría que todo el medio puente tiene dos eventos de conmutación por período de SPWM. Lo que significaría solo un evento de conmutación por período por MOSFET.

Hice numerosos dibujos, escribí algunas ecuaciones y siempre llegué a la misma conclusión: un evento de cambio (1/2 encendido + 1/2 apagado) por MOSFET por período SPWM promedio. Lamentablemente no puedo encontrar a nadie que me respalde.

¿Hay alguien que esté de acuerdo conmigo o que pueda decirme por qué mi razonamiento es incorrecto?

EDITAR: Encontré una imagen y cambié de MS a Qs. Para ser claros, me refiero a las fase de las corrientes: las corrientes a través de las bobinas L1, L2 y L3. Estas corrientes deben ser sinusoidales, pero con una frecuencia menor que SPWM.

Bridge http://m.eet.com/media/1055128/STDiode1.jpg

EDIT2:

Al ver que hay algo de confusión sobre lo que estoy preguntando, voy a tratar de explicarlo más. La imagen aquí es solo algo que encontré usando la búsqueda de google. Ilustra el inversor (los 6 MOSFET Q1-Q6) y el motor de CA trifásico (bobinas L1-L3). Las puertas MOSFET son controladas por un SPWM (no se muestra aquí). Por favor también ignora las flechas de colores. Para mantenerlo simple, el SPWM funciona con una frecuencia de 10 kHz, mientras que el motor gira con 6000 rpm o 100 Hz (tiene solo dos polos).

Ahora, SPWM funciona como lo hace normalmente, produciendo un patrón complicado de las 6 señales de puerta. Digamos que contamos el número de veces que el voltaje de la puerta Q1 cambia durante la rotación de un motor (10 ms) y el número es 200. Q1 se activa 100 veces y también se apaga 100 veces en 10 ms.

Durante ese tiempo, la corriente a través de L1 produce una onda sinusoidal completa (aunque ruidosa). Así que va de 0 a \ $ I_ {max} \ $ de vuelta a 0 y baja a \ $ - I_ {max} \ $ hasta terminar de nuevo en 0. La mitad del tiempo que la corriente está en una dirección y la mitad del tiempo que está en la otra dirección.

Y, finalmente, la pregunta: teniendo en cuenta el cambio de signo actual, ¿cuántos de los 100 turn-ons implican pérdidas de cambio?

    
pregunta Dedek Mraz

1 respuesta

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teniendo en cuenta el cambio de signo actual, cuántos de los 100 turnos   implica pérdidas de cambio?

Cada vez que se activa o desactiva un FET, se producirá una pérdida de conmutación a medida que cambien la tensión y la corriente, ya que durante la transición el FET está funcionando en modo lineal. La única excepción es si no hay voltaje y corriente para cambiar.

Con el SPWM bipolar, tanto los FET superiores como los inferiores se activan y desactivan alternativamente para crear una onda sinusoidal PWM, y esta onda se aplica a toda la rotación del motor. Ambos FET siempre cambian el voltaje y la corriente, por lo que cada transición causará una pérdida de conmutación en ambos transistores .

Sin embargo, todas las pérdidas por conmutación no son necesariamente iguales. Durante cada mitad de la onda sinusoidal, solo un FET (por ejemplo, Q1) normalmente suministra energía al motor. Cuando se apaga, la otra corriente FET (Q2) recircula a través del devanado del motor. Back-emf causada por la inductancia del devanado crea un voltaje inverso cuando Q1 se apaga, que está limitado a ~ 0.7V por debajo del suelo por el diodo del cuerpo en Q2.

El diodo del cuerpo tiene una pérdida de conducción bastante alta, pero cuando Q2 se enciende poco después, solo tiene que cambiar a 0,7 V, por lo que la pérdida de conmutación Drain-Source es baja (mucho más baja que para Q1, que tiene que cambiar completamente) tensión de alimentación). Cuando Q2 se apaga de nuevo al final de su ciclo PWM, el voltaje solo volverá a -0.7V, por lo que nuevamente la pérdida de conmutación Drain-Source es baja.

Si se usa SPWM unipolar, entonces PWM solo se aplica a cada FET durante la mitad de la onda sinusoidal, por lo que el número de eventos de conmutación Drain-Source se reduce a la mitad. Sin embargo, el otro diodo del cuerpo del FET ahora tiene que manejar todos la corriente de recirculación, lo que causa pérdidas de conducción adicionales debido a la caída de 0.7V.

    
respondido por el Bruce Abbott

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