Điều khiển máy điện pot

Điều khiển vòng hởBộ khởi động mềm dùng triac 2 SCR mắc đối song Thay đổi góc kích SCR để thay đổi điện áp cung cấp Khi α tăng thì dòng và áp càng bị méo dạng  chỉ nên được dùng khi khở

Điều khiển máy điện

Điều khiển vô hướng V/f

Bộ nghịch lưu

Điều khiển vòng hở

Bộ khởi động mềm dùng

triac (2 SCR mắc đối song)

Thay đổi góc kích SCR để

thay đổi điện áp cung cấp

Khi α tăng thì dòng và áp

càng bị méo dạng  chỉ

nên được dùng khi khởi

động

Điều khiển V/f

Điều khiển V/f

Tốc độ của động cơ có thể được

thay đổi do tần số cung cấp thay

đổi.

Khi we thay đổi thì đường đặc

tính moment-tốc độ cũng thay đổi

Để hình dạng đặc tính không đổi

thì điện áp phải thay đổi tỉ lệ với

tần số Vs = k.we

Luật điều khiển V/f

Mục đích duy trì từ thông không

đổi khi thay đổi tần số

Ф = L.I

V = Z.I = (ωL).I + Rs.I

V ~ 2πf.Ф (bỏ qua R.I)

 Ф ~ (1/4,44).(V/f)

Ở vùng tốc độ thấp, không thể bỏ qua

thành phần R.I (f nhỏ nên điện áp rơi

trên R.I trở nên đáng kể so với rơi trên

điện kháng) Do đó đặc tính V/f thường

Field Weakening (suy yếu từ

trường)

Nếu Vs được giữ nguyên ở

giá trị Vmax , we có thể tăng

lên nếu giảm dòng từ hoá I0

(làm suy yếu từ trường)

Để làm yếu từ trường, ta chỉ cần

tăng we và giữ Vs không đổi.

Nếu Vs=Vmax , moment sẽ giảm khi

we tăng lên

Cấu tạo biến tần

Bộ nghịch lưu tiếp áp

Dạng mạch trên gọi là bộ nghịch lưu tiếp áp (voltage-fed inverter): tạo dạng sóng ngõ ra V/f thay đổi

Được sử dụng phổ biến

 PWM inverter

 Driver circuit

- To drive the switching device

 The structure of driver circuit

- Opto-coupler : Isolation between the signal ground and the power ground

- Driver circuit : Increasing current or changing voltage level

- Separate dc power source is required

Six switching devices in anti-parallel with diodes

a

b

c

A +

C

-A

-C +

B

-B +

a b

c

PWM

+Vcc

Driver Circuit

+V SS

Opto-Coupler

(A+)

A+

Driver circuit

Bộ nghịch lưu tiếp áp

• DC-to-DC converter : Fixed DC voltage →Variable DC voltage

• Inverter : DC voltage → AC voltage

(1) Power Transistor

(darlington connection)

V CE

+

-I C

I B

I B

"on" state "off" state

t

(2) Power FET (N-channel MOSFET)

VGS

IG=0

ID

V GS

"on" state "off" state

t

(3) IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)

V CE

+

-I C

+

-V GE

V GE

"on" state "off" state

t

* Input : Power FET

* Output : Power BJT

Thiết bị đóng cắt

Thiết bị đóng cắt

* Điều khiển bằng dòng

* Điều khiển bằng áp

(1) Turn-off time t off

I B

t

I C

on

t 

(2) Forward voltage drop V F

• The semiconductor switching device is not an ideal switch

• Forward voltage drop at the conduction state

V CE

+

-I C

V F

+

-I C

Equivalent circuit

at conducting state

• Power dissipation :

C F

• Effects of P D

- Lower efficiency

- Requirement of cooling system

- Decrease of output voltage

Thiết bị đóng cắt

Thông số

Tần số đóng cắt của thiết bị phụ

thuộc vào ‘turn-off time’

 Current sensors

Three-phase ac currents & dc link current

 Voltage sensors

Three-phase ac voltage & dc capacitor voltage

 Speed & position sensor

Accuracy

 Range (Measurement)

 Nonlinearity

 Isolation (Ground of signal is separated from that of power circuit)

 Type of output signal

(voltage, current, number of pulse, duty cycle of pulse)

Thiết bị hồi tiếp

Cảm biến

Các yêu cầu về cảm biến

 Current sensor

- Sensing ac and dc currents

- Hall-effect current sensor

 Hall element

B

I C

V H

I C

d

B B I d

K

V H   C 

I

AMP Vout Hall device

 Hall effect current sensor

Cảm biến dòng

Điện áp ra của hall element

Điện áp hall tỉ lệ với từ thông Cực tính của điện áp hall phụ thuộc vào chiều từ trường

Đặc điểm:

-Đo được cả dòng AC và DC -Cách ly với nguồn

 Output voltage versus current

( Ex 4V/100A Hall-effect sensor)

- Magnitude of output voltage is proportional to current

Current

100 A -100 A

+4V

-4V

Output voltage

Type of Hall-CT

A/D Converter

Cảm biến dòng

Sơ đồ khối mạch đo dòng dùng cảm biến Hall

+

+

a b

c c

Transfomer

ab

N

N V

1

2



Cảm biến áp

Cảm biến áp: đo điện áp 3 pha và điện áp DC link

• Máy biến áp: điều khiển biên độ và cách ly

Cách ly ground của tín hiệu và của nguồn

Máy biến áp không thể dùng để đo điện áp DC

Đáp ứng tần số của máy biến áp không tốt, và lõi

ferrite được dùng để cải thiện đáp ứng tần số

Biên độ điện áp ra được điều chỉnh bằng thay

đổi số vòng dây

Cảm biến áp

Cảm biến áp: đo điện áp 3 pha và điện áp DC link

• Bộ khuyếch đại cách ly

Đo được cả điện áp ac và dc

Tỉ số khuyếch đại cố định nên khó điều chỉnh độ lớn điện áp ra

Isolation Low-Pass

Filter Amplifier

A/D Converter Amplifier

R1

R2 Vi

+

-Vab

+

- Tachogenerator

- Tachogenerator

- Incremental encoder

- DC generator type

- DC Output voltage is generated by speed

Speed Output voltage

Cảm biến tốc độ

Độ tuyến tính không tốt

Cần dùng thêm bộ lọc thông thấp LPF, khuyếch

đại, ADC

 Incremental encoder

- Tachogenerator

- Incremental encoder

Cảm biến tốc độ

Ngõ ra: các xung A, B, và Z Xung A, B lệch pha nhau 90 độ

A B

Z