Modelado de circuitos y análisis estadístico de la conversión de ruido diferencial a modo común debido al desequilibrio del filtro en sistemas de accionamiento de motores trifásicos
Autores: Bellan, Diego
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Modelado de circuitos y análisis estadístico de la conversión de ruido diferencial a modo común debido al desequilibrio del filtro en sistemas de accionamiento de motores trifásicos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Modelado de circuitos
Conversión de modo de ruido
Asimetría del sistema
Ruido en modo diferencial
Ruido en modo común
Descripción analítica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo trata sobre la modelización de circuitos de conversión de modo de ruido debido a la asimetría del sistema en un sistema de accionamiento de motor trifásico. De hecho, es bien sabido que en caso de asimetría del sistema (por ejemplo, parámetros de filtro LC ligeramente asimétricos), el ruido en modo diferencial puede convertirse en ruido en modo común, lo que resulta en un mayor nivel de interferencia electromagnética conducida. Este fenómeno ha sido observado con medidas y reportado en trabajos anteriores, pero una descripción analítica clara y rigurosa sigue siendo un punto desafiante. La principal novedad propuesta en el documento es una descripción analítica rigurosa de la conversión de ruido de modo diferencial a modo común basada en la transformación de Clarke y el análisis de valores propios. En particular, la magnitud y la ubicación de la frecuencia de las resonancias en modo diferencial inyectadas en el circuito en modo común se derivan en forma cerrada. Además, dado que la asimetría del sistema suele ser no controlada (por ejemplo, tolerancia de componentes y elementos parásitos), también se presenta un análisis estadístico tratando los parámetros del filtro LC como variables aleatorias. Por lo tanto, una segunda contribución propuesta en el documento es la derivación analítica en forma cerrada de la función de densidad de probabilidad, el valor medio y la desviación estándar de la ubicación de frecuencia aleatoria de los picos de resonancia inyectados en el circuito en modo común. La importancia de los resultados analíticos obtenidos en el documento es doble. Primero, se logra una comprensión teórica profunda del fenómeno en términos de conceptos de teoría de circuitos. En segundo lugar, se describe el impacto de la conversión de ruido de modo diferencial a modo común en términos cuantitativos. Por lo tanto, los resultados analíticos obtenidos pueden usarse para predecir o explicar el impacto de la conversión de ruido en las mediciones de dominio de frecuencia de corrientes en modo común. Las derivaciones teóricas se validan a través de una implementación en Simulink de dominio de tiempo de un sistema de accionamiento de motor trifásico y un análisis de dominio de frecuencia a través de la transformada discreta de Fourier.
Descripción
Este trabajo trata sobre la modelización de circuitos de conversión de modo de ruido debido a la asimetría del sistema en un sistema de accionamiento de motor trifásico. De hecho, es bien sabido que en caso de asimetría del sistema (por ejemplo, parámetros de filtro LC ligeramente asimétricos), el ruido en modo diferencial puede convertirse en ruido en modo común, lo que resulta en un mayor nivel de interferencia electromagnética conducida. Este fenómeno ha sido observado con medidas y reportado en trabajos anteriores, pero una descripción analítica clara y rigurosa sigue siendo un punto desafiante. La principal novedad propuesta en el documento es una descripción analítica rigurosa de la conversión de ruido de modo diferencial a modo común basada en la transformación de Clarke y el análisis de valores propios. En particular, la magnitud y la ubicación de la frecuencia de las resonancias en modo diferencial inyectadas en el circuito en modo común se derivan en forma cerrada. Además, dado que la asimetría del sistema suele ser no controlada (por ejemplo, tolerancia de componentes y elementos parásitos), también se presenta un análisis estadístico tratando los parámetros del filtro LC como variables aleatorias. Por lo tanto, una segunda contribución propuesta en el documento es la derivación analítica en forma cerrada de la función de densidad de probabilidad, el valor medio y la desviación estándar de la ubicación de frecuencia aleatoria de los picos de resonancia inyectados en el circuito en modo común. La importancia de los resultados analíticos obtenidos en el documento es doble. Primero, se logra una comprensión teórica profunda del fenómeno en términos de conceptos de teoría de circuitos. En segundo lugar, se describe el impacto de la conversión de ruido de modo diferencial a modo común en términos cuantitativos. Por lo tanto, los resultados analíticos obtenidos pueden usarse para predecir o explicar el impacto de la conversión de ruido en las mediciones de dominio de frecuencia de corrientes en modo común. Las derivaciones teóricas se validan a través de una implementación en Simulink de dominio de tiempo de un sistema de accionamiento de motor trifásico y un análisis de dominio de frecuencia a través de la transformada discreta de Fourier.