conversione statica - dual voltage supplied inverter

[edomar]

Salve a tutti ragazzi,
studiando conversione statica mi sono imbattuto in una spiegazione del professore che non mi è chiara, spero possiate risolvere il mio dubbio.

Sto effettuando l'analisi ai valori medi della seguente struttura di conversione, doppia alimentazione con generatori discordi sul carico, nei due casi DC/DC e DC/AC

Dopo aver analizzato campo di regolazione, coefficiente di sfruttamento,... il prof. ha detto che in DC/DC questa struttura è irrealizzabile perché in ciascun punto di lavoro di regime, fissato il verso della corrente utile, un generatore eroga energia, l'altro deve assorbirla e non è possibile realizzare un generatore che possa assorbire in modo indefinito energia (si pensi alle batterie). Su questo ci sono.

Il problema viene quando dice che la stessa struttura può essere realizzata con l'utenza AC perché la corrente utile (il valor medio) è alternata, non continua, a valor medio nullo e il segno della potenza attiva residua sui due generatori è lo stesso, cioè essi contribuiscono in modo perfettamente bilanciato alla correlazione tensione/corrente, non al singolo punto di lavoro di regime. (??????)

Non riesco a capire quest'ultima affermazione. Qualcuno che mi sappia aiutare?

[SandroCalligaro]

Che modo scomodo di disegnare il convertitore!

Un oggetto che assorba energia costantemente è molto facile da trovare, ad esempio una resistenza.
A parte questo, se non mi sono confuso quella struttura può rappresentare anche un buck-boost. Dipende da cosa consideri come ingresso ed uscita...

Se si volesse far scorrere una corrente continua sul ramo con l'induttanza, supponendo che in serie ci sia una resistenza, si andrebbe ad assorbire da un generatore e ad immettere nell'altro.
In alternata invece questo flusso di potenza ha media nulla.
Se immagini che in parallelo ai due generatori ci siano due condensatori, anche con dei generatori che non possano assorbire il convertitore potrebbe funzionare.
I due generatori in serie potrebbero essere in realtà due condensatori in serie, alimentati da un unico generatore.

[edomar]

Ciao, grazie della risposta! Ho ancora qualche dubbio.
Innanzitutto, una resistenza di frenatura non è considerata perché rovinerebbe l'efficienza del convertitore.
Con una struttura simile si può ottenere il buck boost, ma questo ha una sola sorgente e utenza, entrambi sui rami capacitivi.

Intuitivamente capisco il ragionamento che hai fatto, l'avevo pensato anche io.. Perché se si ragiona solo ai valori medi (si trascura il ripple) se Iut è alternata e le Vg sono costanti la potenza media, integrale di quella istantanea in un periodo elettrico deve essere nulla.

Quello che non riesco a capire è perché parli di residuo di potenza dello stesso segno per entrambi i generatori..

[SandroCalligaro]

Le mie erano in parte delle "provocazioni", per aiutarti a ragionare.
Le stesse topologie si possono usare in modi diversi, a seconda dello scopo. Un modo utile per vedere i convertitori base è quello di partire dal mezzo ponte. Un'altra cosa secondo me importante è quella di ragionare come se i generatori fossero in realtà dei condensatori carichi.

Con "residuo di potenza" non so cosa intenda, se non la potenza media (media nel periodo, quindi potrebbe riferirsi al residuo che rimane a fine periodo?) che ciascun generatore eroga...

[edomar]

In effetti è un po' enigmatico... Che si riferisca al periodo di commutazione, anziché a quello elettrico? Anche se in un periodo di commutazione in corrispondenza di ciasuna semionda la potenza dovrebbe comunque avere segno opposto.. Mi sbaglio?

[edomar]

Scusate ragazzi, mi sono convinto che il discorso sul residuo di potenza dello stesso segno fosse poco sensato ma ho subito un'altra domanda per voi...
Sempre nell'ambito dell'analisi ai valori medi dell'invertir il prof. dice che l'attività utile che si considera ai fini del calcolo del coefficiente di sfruttamento è la potenza apparente utile, non più la potenza attiva utile come per i convertitori DC/DC perché in alternata ci sono applicazioni in cui la potenza di cui è richiesta la regolazione può non essere quella attiva. Definita la potenza utile nel modo più generale, come prodotto dei valori efficaci di tensione e corrente, si dice che da lì in poi si sarebbe usata la definizione di potenza apparente del mondo sinusoidale, quindi la metà del prodotto dei valori massimi di tensione e corrente.

Il prof. spiega quest'affermazione dicendo che nel mondo della conversione statica non esiste applicazione in cui almeno uno dei fattori della potenza non sia sinusoidale o comunque in cui entrambi i fattori della potenza abbiano distorsioni correlate. Ho tentato di dare una spiegazione a questa frase nel modo seguente, correggetemi se sbaglio: se si pensa a un'applicazione in cui l'utenza sia una macchina elettrica, l'inverter fornisce una tensione alternata qualsiasi (trapezia, sinusoidale) e per la natura induttiva della macchina elettrica la corrente ne è l'integrale. Poiché ai fini della coppia quello che conta è la potenza media, integrale della potenza istantanea nel periodo elettrico, cioè integrale del prodotto tensione per corrente, essendo la corrente l'integrale della tensione, i contenuti armonici delle due grandezze sono tutti a 90° tra loro e, quindi, "sopravvive" solo il prodotto delle fondamentali. In questo senso la distorsione delle due grandezze non è correlata.
Ovviamente questa spiegazione che ho dato con riferimento alla utenza tipo macchina elettrica è valido solo nel caso di forme d'onda perfettamente ideali (ho pensato al brushless trapezio, ma anche al sinusoidale), quindi senza considerare tutte le pratiche (es. skewing) che si mettono in atto per far sì che le grandezze si avvicinino a quelle ideali.

è corretto?