E-learning: Calcolo dell’efficienza di un convertitore

La potenza erogata dal convertitore DC/AC  è calcolata in base all’efficienza ηinv tenendo conto delle perdite DC-AC. L’efficienza è definita come il rapporto tra l’alimentazione PAC fornita alla rete e la potenza in ingresso PDC. La potenza in ingresso può essere calcolata come la somma della potenza in uscita PAC e delle perdite globali Ploss.

Curva di efficienza di un convertitore DC/AC in funzione della potenza PDC in ingresso; questa curva è stata creata utilizzando i valori di perdita indicati nell’elenco puntato di seguito

dove le perdite globali dell’inverter sono definite dal modello quadratico:

con i seguenti significati:

  • P0 sono le perdite di potenza a vuoto lungo il funzionamento (dovute all’alimentazione di circuiti ausiliari) (un valore tipico può essere P0=0,02*Prated (kW));
  • Klin è il coefficiente di perdita lineare (dovuto alla conduzione di diodi, IGBT e perdite di commutazione) (un valore tipico può essere Klin =0,005);
  • Kquadr  è il coefficiente di perdita quadratico (dovuto alla conduzione dei MOSFET e al contributo resistivo) (un valore tipico può essere CQ =0,02/Prated (kW-1)).
  • Prated è la potenza nominale del convertitore in kW

Il seguente foglio di calcolo permette di calcolare l’efficienza del convertitore al variare dei coefficienti di perdita. E’ anche possibile scegliere per quali valori di potenza PDC in ingresso calcolare la potenza PAC in uscita e l’efficienza corrispondenti.

L’esempio si riferisce ad un convertitore con potenza nominale di 100 kW

NOTE: I numeri vengono visualizzati con la virgola come separatore, ma quando vengono cambiati si deve inserire il punto.