Configurazione “quad-inverter” per la propulsione elettrica a bassa tensione e/o alta potenza

Nel corso dell’ultimo anno è stata ulteriormente sviluppata l’attività inerente i convertitori multifase-multilivello, conseguente alla combinazione di due attività già intraprese da alcuni anni dall’Unità di Bologna: la ricerca sui sistemi multifase (n > 3) e lo studio dei convertitori multilivello. L’obiettivo della ricerca è quello di studiare ed implementare nuove tecniche di modulazione per sistemi di conversione in grado di alimentare motori elettrici di relativamente grande potenza (decine o centinaia di kW) con tensioni di alimentazione relativamente basse (fino a 100V), utilizzando componentistica elettronica discreta, quindi con basso costo, alta efficienza ed elevata affidabilità. La configurazione proposta prevede l’utilizzo di 4 inverter trifase standard e di un motore esafase asimmetrico (a doppio avvolgimento trifase). In pratica, questo schema consente di quadruplicare la potenza del motore rispetto a quella che sarebbe ottenibile con uno dei quattro inverter che lo alimentano, con l’ulteriore vantaggio di forme d’onda di tensione multilivello su ciascuna delle sei fasi. Inoltre, la presenza di più fasi consente di aumentare l’affidabilità dell’azionamento che, in caso di guasto, può operare correttamente anche con 5, 4 o 3 fasi, se pur a ridotta potenza. La tecnica di modulazione proposta è in grado di provvedere a forme d’onda di tensione multilivello ed allo stesso tempo di regolare la ripartizione di potenza media tra i quattro inverter all’interno di ciascun ciclo di modulazione. Le tecniche di modulazione proposte sono state testate e validate numericamente con il programma PLECS in ambiente Simulink/Matlab. Il prototipo dell’intero sistema di conversione è attualmente in fase avanzata di realizzazione presso il laboratorio del Dipartimento di Ingegneria Elettrica dell’Università di Bologna.