Modulazione vettoriale in inverter per applicazioni motoristiche sportive

This thesis describes the rotor field oriented control system of an electric induction motor for a motorsport application. The objective is to study how to optimize the drive of a two levels three phases inverter. Several vector modulation techniques are presented, with particular reference to discontinous modulation techniques, which guarantee advantages in terms of performance and efficiency. This section is followed by a chapter with numerical simulation implemented in Matlab/Simulink where the inverter losses and the total harmonic distortion of the current are analyzed with different modulators. During the study an optimized modulator is implemented that combines the performance advantages deriving from the use of discontinous modulators, with modulating signals having high modulation indices, to the advantages obtainable from the use of continous modulators, with signals having low modulation indices. Finally the performance test of the engine at the bench is described.

Il presente lavoro di tesi descrive il sistema di controllo ad orientamento di campo di rotore di un motore elettrico a induzione per applicazione nel motorsport. L’obiettivo è studiare come ottimizzare l’azionamento dell’inverter trifase a due livelli. Vengono presentate diverse tecniche di modulazione vettoriale disponibili allo stato dell’arte, con particolare riferimento alle tecniche di modulazione discontinue, che garantiscono vantaggi in termini di prestazioni ed efficienza. A questo segue una sezione di simulazione numerica in Matlab-Simulink in cui vengono analizzate le perdite dell’inverter e la distorsione armonica della corrente utilizzando diversi modulatori. Durante lo studio viene implementato un modulatore che combina i vantaggi derivanti dall’utilizzo di modulatori discontinui, con segnali modulanti aventi alti indici di modulazione, ai vantaggi ottenibili dall’utilizzo di modulatori continui, con segnali aventi bassi indici di modulazione. Infine viene descritto il test finale delle performance del motore al banco prova.