Ứng dụng cộng nghệ tính toán mềm trong hệ thống điều khiển trực tiếp mô men động cơ không đồng bộ 3 pha

xiv DANH SÁCH CÁC HÌNH ..... Các công th c tính toán trong ph ng pháp... Đáp ng từ thông stator và rotor lúc kh i đ ng .... Đáp ng từ thông stator và rotor ..... Môăt ăvec t trênăt aăđ ă

vii

M C L C

TRANG TRANG T A

QUY T Đ NH GIAO Đ TÀI

LÝ L CH KHOA H C i

L I ωAM ĐOAN iii

L I C M N iv

TÓM T T v

ABSTRACT vi

M C L C vii

DANH SÁCH CÁC CH VI T T T xi

DANH SÁCH B NG xiv

DANH SÁCH CÁC HÌNH xv

ωh ng 1: T NG QUAN 1

1.1 Đặt v n đ 1

1.2 S phát tri n c a kỹ thu t đi u khi n đ ng c 2

1.3 ωác ph ng pháp đi u khi n đ ng c KĐψ 3

1.3.1 Ph ng pháp V/f = const (đi u khi n vô h ng) 3

1.3.2 Ph ng pháp đi u khi n đ nh h ng tr ng (FOC) 4

1.3.3 Ph ng pháp đi u khi n tr c ti p mô men (DTC) 4

1.4 Nhi m v và ph m vi nghiên c u 5

1.5 Ph ng pháp nghiên c u 5

1.6 N i dung c a lu n văn 5

1.7 ụ nghĩa th c ti n c a lu n văn 6

ωh ng 2: MỌ HỊNH Đ NG ω KHỌNG Đ NG B BA PHA 7

2.1 Khái quát 7

2.2 Xây d ng vec t không gian 7

viii

2.2.1 Mô t vec t trên h t a đ c đ nh stator (h t a đ αβ) 9

2.2.2 Mô t vec t trên t a đ quay rotor (h t a đ dq) 11

2.3 Mô hình c a đ ng c KĐψ 3 pha 12

2.3.1 H ph ng trình tr ng thái c a đ ng c KĐψ 3 pha trên h t a đ stator (αβ) 13

2.3.2 H ph ng trình tr ng thái c a đ ng c KĐψ 3 pha trên h t a đ từ thông rotor (dq) 17

2.4 Phép chuy n h tr c t a đ 19

2.4.1 Phép chuy n h tr c t a đ abc sang h tr c t a đ αβ vƠ ng c l i 19

2.4.2 Phép chuy n h tr c t a đ abc sang h t a đ dq vƠ ng c l i 19

2.4.3 Phép chuy n h tr c t a đ αβ sang h t a đ dq vƠ ng c l i 20

2.5 K t lu n 20

ωh ng 3: ω S LÝ THUY T 21

3.1 Đi u khi n tr c ti p mô men 21

3.1.1 Gi i thi u v ph ng pháp đi u khi n tr c ti p mô men (DTω) đ ng c không đ ng b 21

3.1.2 Gi i thu t đi u khi n DTC 22

3.1.3 Các công th c tính toán trong ph ng pháp 23

3.1.4 Đi u khi n các tín hi u trong h th ng 28

3.1.5 Ch n l a vec t đi n áp thích h p 35

3.2 Công ngh tính toán m m 37

3.2.1 T p h p m (Fuzzy set) 37

3.2.1.1 T p h p rõ (crisp set) 37

3.2.1.2 T p h p m 39

3.2.1.3 Các phép toán trên t p h p m 40

3.1.1.4 Bi n ngôn ng 45

3.2.2 Suy diễn m 46

3.2.3 H th ng x lý m 47

3.2.3.1 Kh i m hóa (fuzzifier) 47

ix

3.2.3.2 Suy diễn m (fuzzy inference engine) 47

3.2.3.3 Kh i gi i m (defuzzifier) 51

3.2.3.4 Tính phi tuy n c a hê ̣ thông x lý m 53

3.2.4 Đi u khi n m 54

3.2.5 S d ng phần m m Matlab/Fuzzy Toolbox 54

ωh ng 4: XỂY D NG C U TRÚC CÁC KH I ĐI U KHI N VÀ PHÂN TÍCH K T QU MÔ PH NG 59

4.1 Xây d ng c u trúc các kh i đi u khi n 59

4.1.1 S đ mô ph ng DTC ng d ng b đi u khi n PD c đi n 59

4.1.1.1 S đ kh i c l ng từ thông stator và mô men 59

4.1.1.2 S đ kh i b đi u khi n PD c đi n 60

4.1.1.3 S đ kh i so sánh từ thông và mô men 60

4.1.1.4 S đ kh i xác đ nh góc sector 61

4.1.1.5 S đ kh i đóng c t đi n áp trong b ngh ch l u 61

4.1.1.6 S đ kh i đ ng c không đ ng b 3 pha trong h t a đ αβ 62

4.1.1.7 Kh i chuy n t a đ abc sang αβ vƠ αβ sang abc 63

4.1.2 S đ mô ph ng DTC ng d ng b đi u khi n PD m 63

4.1.2.1 B đi u khi n PD m 64

4.1.2.2 Các hàm thành viên 64

4.1.2.3 Lu t m 65

4.2 Phân tích k t qu mô ph ng 67

4.2.1 Thông s đ ng c KĐψ 3 pha 67

4.2.2 Phân tích k t qu mô ph ng 67

4.2.2.1 Đáp ng từ thông stator và rotor lúc kh i đ ng 67

4.2.2.2 Đi n áp vƠ dòng đi n lúc kh i đ ng 68

4.2.2.3 Đáp ng từ thông stator và rotor 69

4.2.2.4 Quan h gi a t c đ rotor vƠ mô men đi n từ theo th i gian 70

4.2.2.5 Đáp ng từ thông đ ng c 71

4.2.2.6 Đáp ng t c đ đ ng c 71

x

4.2.2.7 Đáp ng mô men c a đ ng c 72

4.2.2.8 Đáp ng dòng đi n c a đ ng c 72

ωh ng 5: K T LU N VÀ H NG PHÁT TRI N C A Đ TÀI 74

5.1 K t lu n 74

5.2 H ng phát tri n c a đ tài 74

TÀI LI U THAM KH O 75

xi

DANH SÁCH CÁC CH VI T T T

FOC : Đi u khi n đ nh h ng tr ng

DTC : Đi u khi n tr c ti p mômen

KĐψ : Không đ ng b

DC : M t chi u

GA : Thu t toán di truy n

ANN : M ng n ron nhơn t o

xii

isα : Thành phần dòng đi n stator trong h t a đ αβ - trên tr c α

isβ : Thành phần dòng đi n stator trong h t a đ αβ - trên tr c β

irα : Thành phần dòng đi n rotor trong h t a đ αβ - trên tr c α

irβ : Thành phần dòng đi n rotor trong h t a đ αβ - trên tr c β

isd : Thành phần dòng đi n stator trong h t a đ dq - trên tr c d

isq : Thành phần dòng đi n stator trong h t a đ dq - trên tr c q

ird : Thành phần dòng đi n rotor trong h t a đ dq - trên tr c d

irq : Thành phần dòng đi n rotor trong h t a đ dq - trên tr c q

usα : Thành phần đi n áp stator trong h t a đ αβ - trên tr c α

usβ : Thành phần đi n áp stator trong h t a đ αβ - trên tr c β

urd : Thành phần đi n áp rotor trong h t a đ dq - trên tr c d

urq : Thành phần đi n áp rotor trong h t a đ dq - trên tr c q

Ls : Đi n c m tiêu tán cu n dây stator

Lr : Đi n c m tiêu tán cu n dây rotor

Ts : Hằng s th i gian stator

Tr : Hằng s th i gian rotor

xiv

DANH SÁCH B NG

B ng 3.1: B ng tham chi u vec t không gian đi n áp 36

B ng 3.2: H i c a hai t p m A và B dùng lu t SUM và lu t MAX 41

B ng 3.3: T p m m r ng A, A(x,y) = A(x), y 42

B ng 3.4: T p m m r ng B, B(x,y) = B(y), x 42

B ng 3.5: H i c a A và B dùng lu t SUM, AUB(x,y) = AUB(x,y) 42

B ng 3.6: H i c a A và B dùng lu t MAX, AUB(x,y) = AUB(x,y) 43

B ng 3.7: Giao c a hai t p m A vƠ ψ cùng c s dùng lu t PROD và lu t MIN 44

B ng 3.8: Giao c a hai t p m A vƠ ψ khác c s dùng lu t PROD, AB(x,y) = AB(x,y) 44

B ng 3.9: Giao c a hai t p m A vƠ ψ khác c s dùng lu t MIN, AB(x,y) = AB(x,y) 45

B ng 3.10: Các hàm thành viên 46

B ng 3.11: Hàm thành viên dùng lu t MIN, AB(x,y) 49

B ng 3.12: Hàm thành viên dùng lu t PROD, AB(x,y) 49

B ng 3.13: Hàm thành viên c a m nh đ h p thành 50

B ng 3.14: Hàm thành viên (AC) U (BC)(z) c a các m nh đ h p thành 51

B ng 3.15: Quan h phi tuy n gi a y và x 53

B ng 4.1: Thông s đ ng c KĐψ 3 pha 67

xv

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 1.1: Đ ng c đi n m t chi u kích từ đ c l p 2

Hình 2.1: S đ đi n áp stator và cu n dây c a đ ng c KĐψ 3 pha 7

Hình 2.2: Thi t l p vec t không gian từ các đ i l ng pha 9

Hình 2.3: Vec t không gian v i dòng isα và isβ h t a đ stator c đ nh 10

Hình 2.4: Vec t không gian trên h t a đ từ thông rotor (h t a đ dq) 11

Hình 2.5: S đ thay th t ng đ ng đ ng c KĐψ 3 pha lỦ t ng 13

Hình 3.1: S đ đi u khi n tr c ti p mô men 22

Hình 3.2: S đ đi u khi n véc t đi n áp 27

Hình 3.3: B ngh ch l u áp ba pha m ch cầu, gi n đ kích đóng vƠ d ng áp t i 30

Hình 3.4: Quỹ đ o vect từ thông Stator 33

Hình 3.5: V trí từ thông stator và ch n các vect đi n áp chuy n m ch t i u 34

Hình 3.6: A = [1, 3] 38

Hình 3.7: B = {1, 2, 3} 38

Hình 3.8: T p h p m A(x) 39

Hình 3.9: T p h p m B(x) 39

Hình 3.10: H i c a hai t p m A và B dùng lu t SUM và lu t MAX 40

Hình 3.11: Hai t p m A và B 41

Hình 3.12: Giao c a hai t p m A vƠ ψ cùng c s dùng lu t PROD và lu t MIN 44 Hình 3.13: Bù c a t p m 45

Hình 3.14: Các t p m c a t c đ xe 45

Hình 3.15: S đ kh i c a h th ng x lý m 47

Hình 3.16: Các t p m c a nhi t đ 47

Hình 3.17: T p m A va ψ 48

Hình 3.18: Tơ ̣p m AB(y) khi x = 1 48

Hình 3.19: Cho 3 t p m A, B và C 50

xvi

Hình 3.20: Cho 3 t p m A, B và C 51

Hình 3.21: Cho 1 t p m A 52

Hình 3.22: Cho 1 t p m B 52

Hình 3.23: Các bi n x vƠ y đ c m hóa 53

Hình 3.24: Gi i m dùng ph ng pháp đi m tr ng tâm 53

Hình 3.25: Đi u khi n PID truyên thông 54

Hình 3.26: Đi u khi n PID m 54

Hình 4.1: S đ mô ph ng DTC ng d ng b đi u khi n PD c đi n 59

Hình 4.2: S đ kh i c l ng từ thông stator và mô men 59

Hình 4.3: S đ b đi u khi n PD c đi n 60

Hình 4.4: Kh i so sánh từ thông 2 b c 60

Hình 4.5: Kh i so sánh mô men 3 b c 60

Hình 4.6: S đ kh i xác đ nh góc sector 61

Hình 4.7: Kh i xác đ nh góc sector 1 61

Hình 4.8: S đ kh i đóng c t đi n áp trong b ngh ch l u 61

Hình 4.9: S đ b ngh ch l u PWM 62

Hình 4.10: S đ kh i đ ng c không đ ng b 3 pha trong h t a đ αβ 62

Hình 4.11: Kh i chuy n t a đ abc sang αβ 63

Hình 4.12: Kh i chuy n t a đ từ αβ sang abc 63

Hình 4.13: S đ mô ph ng DTC ng d ng b đi u khi n PD m 63

Hình 4.14: B đi u khi n PD m 64

Hình 4.15: Các hàm thành viên c a b đi u khi n PD m 64

Hình 4.16: Lu t m c a b đi u khi n PD m 66

Hình 4.17: Đáp ng từ thông stator lúc kh i đ ng 67

Hình 4.18: Đáp ng từ thông rotor lúc kh i đ ng 68

Hình 4.19: Đi n áp lúc kh i đ ng 68

Hình 4.20: Dòng đi n lúc kh i đ ng 69

Hình 4.21: Đáp ng từ thông stator 69

Hình 4.22: Đáp ng từ thông rotor 70

xvii

Hình 4.23: Quan h gi a t c đ rotor vƠ mô men đi n từ theo th i gian 70

Hình 4.24: Đáp ng từ thông đ ng c 71

Hình 4.25: Đáp ng t c đ đ ng c 71

Hình 4.26: Đáp ng mô men c a đ ng c 72

Hình 4.27: Đáp ng dòng đi n c a đ ng c 72

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 1 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

Ch ngă1: T NG QUAN

1.1 Đặt v năđ

Trong khoa h c kỹ thu t, các h th ng ph c t p trên th c t th ng không th

mô t đầy đ và chính xác b i các ph ng trình toán h c truy n th ng K t qu là

nh ng cách ti p c n kinh đi n d a trên kỹ thu t phơn tích vƠ các ph ng trình toán

h c nhanh chóng t ra không còn phù h p Vì th công ngh tính toán m m chính là

m t gi i pháp

Đặc đi m c a công ngh tính toán m m là:

- Tính toán m m căn c trên đặc đi m, hành vi c a con ng i và t nhiên đ

đ a ra quy t đ nh h p lỦ trong đi u ki n không chính xác và không ch c ch n

- Các thành phần c a tính toán m m có s b sung h tr l n nhau

- Tính toán m m là m t h ng nghiên c u m , b t kỳ m t kỹ thu t m i nào

đ c t o ra từ vi c b t ch c trí thông minh c a con ng i đ u có th tr thành m t

phần m i c a tính toán m m

Công ngh tính toán m m bao g m:

- B đi u khi n PD m

Ngày nay khoa h c kỹ thu t trên th gi i đang phát tri n r t nhanh, luôn đ t

đ n nh ng yêu cầu kỹ thu t m i Đa s các thi t b trong h th ng đi n công nghi p, các dây chuy n s n xu t trong nhƠ máy đ c đi u khi n từ đ ng c c m

ng KĐψ v i các chi phí h p lỦ vƠ đ b n c u trúc Hi u qu kinh t trong s n xu t

ph thu c vào vi c s d ng h p lý các thi t b đi n trong s n xu t Đi u khi n ph i

và dân d ng nh : NhƠ máy s n xu t, h th ng c p thoát n c, h th ng giao thông

v n t i, h th ng năng l ng xanh, và các ngành ph c v cho máy công c

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 2 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

ω s đi u khi n máy đi n KĐψ 3 pha hi n đ i lƠ ph ng pháp đi u khi n vec

t đƣ phát tri n r t ph bi n trong nh ng năm qua Ph ng di n đ ng l c h c truy n

đ ng, vi c đi u ch nh t c đ quay đ ng c dùng đ ng c KĐψ ba pha rotor ng n

m ch đ c nuôi bằng bi n tần ngu n áp hoặc ngu n dòng Ph ng pháp đi u khi n

đƣ đ c đ xu t chia thành hai lo i: Đi u khi n tr c ti p và gián ti p Tuy nhiên, c hai ph ng pháp đòi h i các ki n th c v thông s máy

Ph ng pháp đi u khi n đ ng c KĐψ 3 pha theo tr c ti p mô men đ c áp

d ng vào th c t , cho phép đi u khi n chính xác mô men và t c đ đ ng c Ngày nay đ ng c KψĐ đ c s d ng trong nhà máy, s d ng cho các dây chuy n s n

xu t thay th các đ ng c m t chi u

1.2 S phát tri n c a k thu tăđi u khi năđ ngăc

S xu t hi n đ ng c đi n m t chi u đƣ gi i quy t đ c các bài toán v truy n

đ ng Khi cần thay đ i t c đ vƠ mô men thì đ c đi u khi n d dàng nh c u trúc

đ n gi n c a m ch kích từ và m ch phần ng làm cho vi c đi u khi n từ thông và

mô men d dƠng vƠ đ c l p

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 3 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

k1, k2 : hằng s đ ng c

Tuy nhiên nh c đi m c a máy đi n m t chi u lƠ: kích th c l n, do k t c u

c góp - ch i than nên trong quá trình v n hành sinh ra tia l a đi n

Đ ng c KĐψ không cần c u trúc c góp ậ ch i than, đi u này cho phép làm

vi c trong môi tr ng cháy n Mặt khác, đ ng c KĐψ có tr ng l ng nhẹ và g n

h n so v i đ ng c Dω ω u trúc rotor l ng sóc ch c ch n nên có th v n hành t c

đ cao Tr c khi xu t hi n các linh ki n đi n t công su t thì vi c thay đ i t c đ

có th đ c th c hi n bằng cách s a đ i s đôi c c bằng cách tăng s l ng dây

qu n pha stator nh ng vi c nƠy cũng h n ch do tăng giá thƠnh hoặc thay đ i đi n

áp ngu n và ch áp d ng dãy t c đ không cần s liên t c

Cùng v i nh ng u đi m c a đ ng c KĐψ vƠ v i s phát tri n c a công ngh bán d n Đi n t công su t ti n thân c a các kỹ thu t đi u khi n đ ng c KĐψ 3 pha từ đ n gi n nh đi u khi n V/f (Voltage/frequency), đ n các kỹ thu t đi u khi n hi n đ i nh đi u khi n đ nh h ng tr ng (FOC ậ Field oriented control),

đi u khi n tr c ti p mô men (DTC ậ Direct Torque control) hay các đi u khi n thông minh T t c nh ng ph ng pháp đi u khi n đó nhằm m c đích tìm ra m t

ph ng pháp đi u khi n t c đ đ ng c đ n gi n nh t

1.3 Cácăph ngăphápăđi u khi năđ ngăc ăKĐB

1.3.1.ăPh ngăphápăV/fă=ăconstă(đi uăkhi năvôăh ng)

ψiên đ đi n áp stator đ c đi u ch nh t l v i tần s nhằm duy trì từ thông không thay đ i Ph ng pháp nƠy thay đ i từ tr ng quay c a stator bằng cách thay

đ i tần s ngu n đi n cung c p, mô men đ c c i thi n ph thu c vào s khác bi t

gi a từ tr ng quay và t c đ rotor

Đi u khi n vô h ng có các đặc đi m sau:

- Bi n đi u khi n lƠ đi n áp và tần s

- S d ng b đi u ch đ r ng xung

- Thông th ng đi u khi n d ng vòng h

- Từ thông đ c gi không đ i bằng cách gi V/f = const

u đi m:

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 4 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

- Đ n gi n, không cần h i ti p

- Rẻ ti n

Nh c đi m:

- Không đi u khi n t i u đ c mô men

- Không đi u khi n đ c tr c ti p mô men và từ thông Stator

- Đ chính xác không cao

- Đáp ng ch m

1.3.2.ăPh ngăphápăđi uăkhi năđ nhăh ngătr ngă(FOC)

Đi u khi n đ nh h ng tr ng (FOω) đ t đ c vi c thay đ i mô men và từ thông d n đ n vi c đi u khi n đ c từ thông vƠ mô men t ng t nh đ ng c Dω kích từ đ c l p

Đi u khi n đ nh h ng tr ng FOω có các đặc đi m sau:

- Đ nh h ng đ c từ thông, t i u đ c mô men

- Đi u khi n vòng kín, mô men đ c đi u khi n gián ti p

u đi m:

- Đi u khi n chính xác v n t c

- Đáp ng mô men nhanh

- Nguyên lỦ đi u khi n t ng t đ ng c Dω

Nh c đi m:

- Ph i có h i ti p từ thông trong gi i thu t đi u khi n

- Quá trình đi u khi n ph i chuy n đ i h quy chi u liên t c

- Cần ph i đi u ch đ r ng xung, ph thu c vào b đi u khi n dòng hay áp và thông s đầy đ c a đ ng c

1.3.3 Ph ngăphápăđi uăkhi nătr căti pămôămenă(DTC)

Đi u khi n tr c ti p mô men có các đặc đi m sau:

- Đi u khi n đ c l p gi a mô men và từ thông

u đi m:

- Đ nh h ng đ c từ thông do đó t i u đ c mô men

- Đi u khi n tr c ti p mô men và từ thông

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 5 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

- Không cần b h i ti p t c đ , mô men, từ thông l y tr c ti p từ h quan sát

- Không cần các b đi u khi n dòng đi n, các b đi u ch đ r ng xung, khâu chuy n h t a đ (bi n đ i Park)

- Ít ph thu c vào tham s c a đ ng c

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 6 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

1.7 ụănghƿaăth c ti n c a lu năvĕn

Đ tài là tài li u tham kh o h u ích cho sinh viên, kỹ s v lĩnh v c đi u khi n máy đi n, quan tơm đ n ph ng pháp đi u khi n tr c ti p mô men đ đi u khi n đ ng c KĐψ, cung c p nh ng ki n th c v cách th c ti p c n lý thuy t đi u khi n tr c ti p mô men ng d ng công ngh tính toán m m trong đi u khi n tr c

ti p mô men đ đi u khi n đ ng c KĐψ Xơy d ng các mô hình đ ng c đi n, thi t

k các thành phần c a b đi u khi n và mô hình hóa bằng các công c trong Simulink và Control System Toolbox dùng phần m m Matlab c a công ty MathWorks ωác đ c gi , sinh viên và kỹ s có quan tơm s phát tri n thêm các

ki n th c v kỹ thu t đi u khi n đ ng c vƠ các thu t toán đi u khi n v lĩnh v c

đi u khi n thông minh nh : Logic m đ làm th c nghi m đi u khi n đ ng c KĐψ

đ t hi u su t t i u nh t

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 7 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

Ch ngă2: MỌăHỊNHăĐ NGăC ăKHỌNGăĐ NG B

BA PHA

Xây d ng m t mô hình toán đ ng c KĐψ 3 pha đòi h i ph i mô t chính xác

mô hình toán và th hi n rõ đặc tính th i gian c a đ i t ng đi u khi n, t c là các tham s c a đ ng c s thay đ i theo các đi u ki n v n hƠnh nh nhi t đ , ch đ

t i, tần s

Trong ch ng nƠy ta s đ a ra m t s n i dung c b n đ xây d ng các vec t trên h tr c t a đ c đ nh stator (h t a đ αβ) vƠ trên t a đ quay rotor (h t a đ dq) Từ đó ta xơy d ng các mô hình toán c a đ ng c KĐψ

2.1 Khái quát

Trong m t s lĩnh v c đi u khi n h th ng cần đáp ng nhanh, vì th m c đích

c a đi u khi n tr c ti p mô men lƠ đi u khi n t c th i, đ c l p các giá tr mômen và

từ thông Đ đi u khi n tr c ti p mô men đ c d dàng, các vec t pha ph i đ c thi t l p d i d ng mô hình toán, các vec t nƠy đ c bi u di n trong h quy chi u

3 pha vƠ sau đó chuy n sang các h quy chi u (αβ) hay h quy chi u quay (dq)

2.2 Xây d ng vecăt không gian

Đ ng c KĐψ 3 pha có ba cu n dây stator b trí trong không gian l ch nhau

1200 đi n nh hình 2.1

Hình 2.1: S đ đi n áp stator và cu n dây c a đ ng c KĐψ 3 pha

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 8 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

Trong hình bên trên ta không quan tơm đ n vi c đ ng c đ u sao hay tam giác Dòng đi n isu, isv,isw lƠ ba dòng đi n ch y từ l i qua h p n i vƠo đ ng c

Khi v n hƠnh đ ng c bằng bi n tần, đó chính lƠ dòng đầu ra c a bi n tần

i lƠ biên đ c a dòng đi n pha

V ph ng di n mặt phẳng c h c, đ ng c đi n KĐψ xoay chi u 3 pha có ba

cu n dây l ch nhau m t góc 120 đ đi n N u trên mặt c t ta thi t l p m t h t a đ

ph c v i tr c th c đi qua cu n dây U c a đ ng c , ta xơy d ng đ c vec t không gian nh sau:

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 9 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

Hình 2.2: Thi t l p vec t không gian từ các đ i l ng pha

2.2.1.ăMôăt ăvec t trênăh ăt aăđ ăc ăđ nhăstatoră(h ăt aăđ ăαβ)

Vec t không gian dòng đi n là m t vec t có môđun xác đ nh i quay trên s

mặt phẳng ph c v i t c đ góc s và t o v i tr c th c m t góc st (trùng v i cu n dơy pha U) Đặt tên cho tr c th c lƠ α vƠ tr c o lƠ β, hai thƠnh phần c a vec t

đ c mô t t ng ng isα và isβ H t a đ này là h t a đ stator c đ nh, g i t t là

h t a đ αβ

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 10 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

Hình 2.3: Vec t không gian v i dòng isα và isβ h t a đ stator c đ nh

D dàng nh n th y hai dòng đi n isα và isβ là hai dòng hình sin Ta hình dung

m t đ ng c đi n KĐψ 3 pha có ba cu n dây U,V vƠ W, đ c thay b i hai cu n dây c đ nh α vƠ β

Bằng cách chi u các thành phần c a vec t không gian dòng đi n stator lên

i = i + 2i 3







T ng t nh đ i v i vec t dòng đi n stator, các vec t đi n áp stator, dòng

đi n rotor, từ thông stator và từ thông rotor đ u có th bi u di n trong h t a đ stator c đ nh (h t a đ αβ) nh sau:

ju u u

ji i i

rβ rα r

sβ sα s

rβ rα r

sβ sα s

sβ sα s

(2.6)

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 11 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

2.2.2 Môăt ăvec t trênăt aăđ ăquayărotoră(h ăt aăđ ădq)

Ta xây d ng m t h t a đ m i dq có chung đi m g c v i h t a đ αβ vƠ nằm

l ch đi m t góc θs M i liên h đ c th hi n nh hình 2.4

Gi thuy t ta quan sát đ ng c KĐψ3 pha đang quay v i v n t c góc =dθ

dt , trong đó θ lƠ góc t o b i rotor và tr c chuẩn Vec t từ thông rquay v i t c đ góc

t o nên dòng đi n rotor v i tần s fr, dòng nƠy đ c bi u di n d i d ng vec t

r

iquay v i t c đ góc r = 2πfr

Hình 2.4: Vec t không gian trên h t a đ từ thông rotor (h t a đ dq)

Đ nh n bi t vec t quan sát trên h t a đ nƠo ta quy c thêm hai ch s m i

đ c vi t là s (stator coordinates_ t a đ αβ) vƠ f (field coordinates_t a đ dq)

G i iss: là vec t dòng stator quan sát trên h t a đ αβ

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 12 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

ifs: là vec t dòng stator quan sát trên h t a đ dq

Ta có:

s

s sα sβ f

ji i i

ju u u

rq rd

f r

sq sd

f s

rq rd

f r

sq sd

f s

(2.10)

2.3 Mô hình c aăđ ngăc ăKĐB 3 pha

Mô hình toán c a máy đi n xoay chi u ph thu c vào m t s gi thi t ban đầu

v i đi u ki n lỦ t ng c th là:

- Dây qu n stator các pha đ c gi đ nh hoàn toàn gi ng nhau, đ c b trí

đ i x ng nhau 1200 đi n trong không gian

- B qua t n hao s t từ, dòng đi n xoáy và bão hòa từ (mô hình lỦ t ng)

- Dòng từ hóa và từ tr ng phân b hình sin trong khe h không khí

- Các giá tr đi n tr vƠ đi n kháng xem nh không đ i trong su t quá trình

v n hành

S đ thay th t ng đ ng đ ng c KĐψ 3 pha lỦ t ng hình 2.5

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 13 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

Hình 2.5: S đ thay th t ng đ ng đ ng c KĐψ 3 pha lỦ t ng

Trong đó: Lσs = Ls - Lm và Lσr = Lr - Lm

Tr c chuẩn c a m i quan sát đ c quy c là tr c đi qua tơm cu n dây pha U

Ta s s d ng các ph ng trình đ xây d ng mô hình tr ng thái c a đ ng c

2.3.1 H ăph ngătrình tr ngătháiăc aăđ ngăc ăKĐB 3ăphaătrênăh ăt aăđ ă statoră(αβ)

H ph ng trình đi n áp, từ thông stator vƠ rotor đ ng c KĐψ đ c mô t đầy đ nh sau:

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 14 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

Thay ph ng trình (2.11c‟) vƠ (2.11d‟) vƠo (2.11a) vƠ (2.11b) ta đ c

dt

LiL

LLidiRu

m

s s

s r r

m s

s s s s s

s s

1 R

s r s

s m s r r

L dt

i d L σ i R u

s r r m

s s s s s s s

j T

1 i T

L dt

r r

s s r m

1j

T

1L

LσL

1iTL

LRσL

1dt

i

s s

s r r

r

m s

s s r r

2 m s s

1 i T

L dt

r r

s s r m

1j

T

1σL

σ-1iσT

σ-1σT

1dt

i

s s

s r r

m

s s r s

1 i T

L dt

r r

s s r m

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 15 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

Và chi u ph ng trình (2.14c) và (2.14d) lên h t a đ αβ ta đ c h ph ng trình bi n tr ng thái:

uσL

1σL

σ-1T

σL

σ-1iσT

σ-1σT

1dt

di

sα s

rβ m

rα r m

sα r s

1σL

σ-1T

σL

σ-1iσT

σ-1σT

1dt

di

sβ s

rα m

rβ r m

sβ r s

Ldt

d

rβ rα r

sα r

m

T

1iT

Ldt

d

rα rβ

r

sβ r

L m

rβ '

rβ  : g i là từ thông chuẩn hóa, ta đ c:

u σL

1 σ

σ - 1 σT

σ - 1 i σT

σ - 1 σT

1 dt

di

s α s

'

r β

'

r α r

s α r s

1 σ

σ - 1 σT

σ - 1 i σT

σ - 1 σT

1 dt

di

s β s

' rα

' rβ r

s β r s

1dt

rβ

' rα r

sα r

'

T

1 i T

1 dt

r α

'

r β r

s β r

r  (2.11c) vào (2.17) ta có:

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 16 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

2

3

s r r

s r e

L

Lp2

s

s r r

3

i i

L

L p 2

3 T

sα

' rβ sβ

' rα r

2 m

sα rβ sβ rα r

m e

JT

Te L

J

p dt

1a

r s

s

T

1ar

L

L.p

2

3a

r

2 m

)ii

(aT

a.iadtd

a.iadtd

.ua a.a.iadtdi

.ua a.a.iadtdi

L e 7

sα

' rβ sβ

' rα 6 e

' rα

' rβ 5 sβ 5

' rβ

' rβ

' rα 5 sα 5

' rα

sβ 4

' rα 3

' rβ 2 sβ 1 sβ

sα 4

' rβ 3

' rα 2 sα 1 sα

(2.21a,b,c,d,e,f)

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 17 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

2.3.2 H ăph ngătrìnhătr ngătháiăc aăđ ngăc KĐBă3ăphaătrênăh ăt aăđ ă

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 18 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

Th ph ng trình (2.24b) vào (2.24a) và v i

f 'f rr m

s

r

L3

3

ii

L

Lp2

3T

sq rd r m

sd rq sq rd r

m e

3

sq

' rd r

2 m

Ph ng trình chuy n đ ng c a đ ng c

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 19 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

dt

dp

JT

Te L

J

p dt

2.4.1 Phép chuy năh ătr căt aăđ ăabcăsangăh ătr căt aăđ ăαβăvƠăng căl i

Phép chuy n h tr c t a đ abc sang h t a đ αβ

3u2

33

2u

u2

1u2

1u3

2u

sc sb

sβ

sc sb sa

2.4.2 Phépăchuy năh ătr căt aăđ ăabcăsangăh ăt aăđ ădq vƠăng căl i

Phép chuy n h tr c t a đ abc sang h t a đ dq

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 20 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

Từ các mô hình toán đ ng c KĐψ 3 pha ta s ti n hành xây d ng mô hình

đ ng c vƠ mô ph ng bằng matlab simulink

D a trên các ph ng pháp đi u khi n và trong quá trình xây d ng các mô hình toán, ta xây d ng ch ng trình chuy n h t a đ phù h p đ th c hi n mô hình hóa các phần t Khi mô ph ng đ ng c trên h t a đ αβ hay dq, ta cần ph i chuy n h

t a đ abc sang αβ hay ng c l i hoặc dq sang αβ theo các công th c đƣ nêu trên

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 21 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

Ch ngă3: C ăS LÝ THUY T

3.1 Đi u khi n tr c ti p mô men

3.1.1 Gi iăthi u v ăph ngăphápăđi uăkhi nătr căti pămôămen (DTC) đ ngăc ă khôngăđ ngăb

Ph ng pháp đi u khi n từ thông mô men hi u su t cao trong máy đi n không

đ ng b đƣ đ c s d ng cách nay h n 30 năm D a trên nh ng n n t ng c a Blaschke, Hasse và Leonhard Ph ng pháp đi u khi n vect ngƠy cƠng phát tri n

r ng rƣi, vƠ th c s tr thƠnh tiêu chuẩn trong công nghi p nặng Kỹ ngh phát tri n đáng k ph i k đ n t p đoƠn Seimen VƠ ph ng pháp nghiên c u đi u khi n mô men tr c ti p đ ng c không đ ng b đ c phát tri n ch y u h n m i năm gần đơy b i Depenbrock 1985 vƠ Takahasi Nh ng cho đ n ngƠy nay ch còn duy nh t công ty v công nghi p Aψψ ho t đ ng th ng m i v i ph ng pháp đi u khi n

tr c ti p mô men đ ng c không đ ng b Đơy lƠ b c ti n quan tr ng trong công nghi p, vƠ m t s thông báo đ c Aψψ công b ắđi u khi n tr c ti p mô men ắ (Direct torque control, DTω) lƠ ph ng pháp nghiên c u đi u khi n đ ng c không

đ ng b cu i cùng đ c công ty Aψψ phát tri n

Trong ph ng pháp DTω, đ ng c không đ ng b đ c cung c p đi n áp b i

m t b ch nh l u đi n áp, nó có th đi u khi n tr c ti p giá tr từ thông stator (từ thông rotor hay thông l ng từ thông) vƠ c mô men đi n từ bằng vi c bi n đ i giá

tr b ch nh l u S l a ch n t o nên gi i h n sai s từ thông vƠ trong kho ng giá

tr từ thông vƠ dƣy mô men tr , đ thu đ c đáp ng mô men nhanh, ch m s chuy n đ i b bi n tần, lƠm th p s th t thoát trong th i gian đi u hòa

DTω cho phép k t qu đáp ng nhanh vƠ đi u khi n linh đ ng chính xác đ ng

c KĐψ V i tầm quan tr ng c a ph ng pháp DTω cũng lƠ mong đ i s phát tri n ngƠy cƠng rõ r t c a nó trong t ng lai Nên ph ng pháp DTω trong máy

đi n ba pha đ i x ng, giá tr mô men đi n từ t c th i đ c tính thông qua biên đ vec t từ thông stator vƠ biên đ vec t dòng stator:

2

3 i p 2 3

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 22 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

Trong đó:

s : biên đ vec t từ thông stator

is : biên đ vec t dòng stator

3.1.2 Gi iăthu tăđi uăkhi năDTC

Gi i thu t đi u khi n c a ph ng pháp DTC bao g m các đi u khi n tr c ti p các giá tr từ thông (từ thông stator, từ thông rotor,…), giá tr mô men đi n từ c a máy Khi m t đ ng c đ c v n hƠnh, thì có r t nhi u tr ng thái cần thay đ i tùy thu c vƠo m c đích s d ng vƠ y u t khách quan nh h ng Các tr ng thái chúng

ta th ng gặp trong khi v n hƠnh lƠ:

- Tăng từ thông và tăng mô men

- Tăng từ thông vƠ gi m mô men

- Tăng từ thông vƠ không đ i mô men

- Gi m từ thông vƠ tăng mô men

- Gi m từ thông vƠ gi m mô men

- Gi m từ thông vƠ không đ i mô men

Hình 3.1: S đ đi u khi n tr c ti p mô men

Và các tr ng thái này c a đ ng c s đ c tác đ ng b i b ngh ch l u cung c p cho đ ng c thông qua các giá tr đóng c t đi u khi n tr ng thái đóng c t các khoá

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 23 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

công su t Trong ph ng pháp, các tr ng thái đóng c t đó đ c t o thành b ng, từ hai bi n đi u khi n là các giá tr từ thông và mô men đặt Các giá tr đặt s đ c so sánh v i các giá tr c l ng đ c từ đ ng c t o ra sai s mô men và sai s từ thông cùng v i v trí c a vec t từ thông stator t o nên b ng đóng c t

3.1.3 Các công th cătínhătoánătrongăph ngăpháp

Từ thông stator cũng đ c đ c bi u di n bằng đi n áp c a đ ng c không

đ ng b , gi s ng v i m t giá tr đi n áp rotor cho tr c, n u giá tr c a biên đ vec t từ thông stator đ c gi bằng hằng s và góc ρ sđ c bi n đ i nhanh chóng thì mô men đi n từ có th thay đ i r t l n (r t d c)

Trong cách ch ng minh bằng toán h c, đáp ng mô men đi n từ c a máy đi n theo từng b c c a gócρst i th i đi m t = 0 có th nh n bi t đ c Do đó bi n th i gian trong mô men đi n từ cũng cần xác đ nh rõ Tr c tiên biên đ vec t dòng rotor (trong h qui chi u tĩnh) đ c th hi n bằng gi i h n c a biên đ vec t từ thông stator

L

Lii

m

s s s

diR

s r s r

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 24 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

 jρexp ss

s

dt

dρjdt

s

Từ đó ta đ c m t bi u th c t ng đ ng mô men đi n từ đƣ đ c chuy n

đ i sang Laplace v i nh ng thay đ i c a bi n th i gian Th c t đƣ ki m tra khi giá

tr c a s lƠ hằng s , bi n đ i c a mô men đi n từ hầu nh tỷ l v i s thay đ i c a

ρ s Khi biên đ từ thông stator lƠ hằng s , vƠ khi

đi n từ th c s nh h n giá tr yêu cầu và mô men cũng cần đ c tăng lên m t cách

nhanh chóng theo s bi n thiên c a góc ρ stheo th i gian Tuy nhiên khi mô men đƣ

đ t đ c giá tr yêu cầu thì quá trình đó dừng l i

N u biên đ vec t từ thông stator đ c tăng t c theo ph ng ti n thì mô men

d ng s đ c sinh ra và khi nó quay theo chi u ng c l i thì mô men ơm đ c sinh ra ψiên đ vec t từ thông stator cũng đ c đi u ch nh bằng cách s d ng biên

đ vec t đi n áp stator h p lỦ, đ c cung c p bằng b ngh ch l u VSI dƠnh cho máy đi n không đ ng b Đ minh ch ng cho đi u trên ta có th th y rõ: đi u khi n

từ thông stator vƠ mô men đi n từ có th s d ng đi n áp stator VƠ đơy lƠ th lo i

th ng đ c s d ng trong ph ng pháp DTω Vi c nƠy r t h u d ng trong vi c

th hi n giá tr t c th i mô men đi n từ vƠ từ đó đƣ th y đ c m t cách chính xác

v nh ng v n đ liên quan rõ rƠng h n ψằng vi c tính toán :

L i L

iss s sr m

s

L i L

s

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 25 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

L

LL

s r r

m s

Lp2

3L

L

Lp2

3

r s

m s

r r s

m

sin

LL

Lp2

3

s r r s

Trong công th c trên lƠ góc đ c t o gi a biên đ vec t từ thông stator vƠ rotor ( ρsρr) Th i hằng rotor c a vòng tròn đ ng c l ng sóc l n (các giá tr

th ng l n h n 0.1 s, nh ng có th l n h n trong máy đi n l n), từ thông rotor thay

đ i ch m h n so v i stator Nó có th đ c coi lƠ không đ i Vi c nƠy cũng t ng

t v i đi n áp rotor khi từ thông stator không đ i Tuy nhiên n u c từ thông stator

và rotor đ c xem lƠ hằng s thì theo công th c (3.10) mô men đi n từ thay đ i r t

d c b i s chuy n đ i c a góc theo ph ng yêu cầu (theo l nh mô men).VƠ đơy

lƠ v n đ c t lõi c a DTω Góc có th thay đ i d dƠng bằng các đi u ch nh b i vec t đi n áp stator N u biên đ vec t từ thông stator thay đ i (nh trong phần suy y u từ thông) thì nó có th đi u khi n đ c c góc và s bằng b ngh ch l u

T ng ph n v i ph ng pháp đi u khi n vec t đ ng c không đ ng b , lƠ dòng stator đ c s d ng trong đi u khi n chính, trong ph ng pháp DTω từ thông stator

đ c đi u khi n:

Chú ý khi s = const ta đ c công th c:

iL

Lp2

V i isy lƠ dòng stator t o nên mô men và mô men đi n từ có th thay đ i nhanh

b i s thay đ i isy Trong ph ng pháp đi u khi n vec t dòng stator đ c đi u khi n ch y u (isy đi u khi n mô men và isx đi u khi n từ thông rotor ).VƠ đó lƠ nguyên nhơn chính trong ph ng pháp đi u khi n vec t t n d ng đi u khi n đ nh

h ng từ thông rotor, dòng stator trong h qui chi u tĩnh cần đ c chuy n đ i sang

h qui chi u quay

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 26 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

Tuy nhiên : ssin  sy là do mô men t o nên vƠ t ng t nh sx đ i v i từ thông rotor Từ thông đ c đi u khi n bằng dsvà mô men đ c đi u ch nh bằng

qs ψi u th c có th gần gi ng nh máy đi n đ ng b , mô men đi n từ đ c đi u khi n bằng s d ng góc c a từ thông rotor vƠ từ thông stator Trong th i gian ng n

từ thông rotor hầu nh không đ i, s bi n đ i nhanh chóng c a mô men đi n từ có

th đ c t o ra b i vi c bi n đ i theo chi u thu n c a từ thông stator hay theo chi u

ng c l i hoặc th m chí dừng hẳn l i, t t c đ u theo yêu cầu mô men đặt ra

dt

diR

u

s s s s s

s  có th vi c chuy n đ i tr c ti p đi n áp (us=ui) dùng cho từ thông stator vƠ

vi c xác đ nh quỹ tích từ thông stator s có đ c bằng vi c chuy n b bi n đ i đi n

từ thông stator cùng m t h ng, đ c đi u khi n chung bằng b ngh ch l u Trong

đi u khi n mô men, góc đóng vai trò r t quan tr ng, hay cho bi t v trí gi a từ thông stator vƠ rotor quy t đ nh mô men đi n từ Đ thay đ i ch m c a vec t từ thông rotor khi vec t đi n áp stator đ c cung c p lƠm cho vec t từ thông đi n

áp stator cách xa từ thông rotor Mô men đi n từ đ c tăng lên khi góc  tăng Tuy

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 27 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

nhiên khi có vec t đi n áp (vec t 0) dùng đ dừng vec t từ thông stator và mô men đi n từ ti p t c tăng từ lúc vec t từ thông rotor v n còn quay vƠ góc  gi m

Su t quƣng th i gian dƠi c a vec t 0, vec t từ thông stator hầu nh không chuy n

đ ng, còn vec t từ thông rotor b t k p vec t từ thông stator, góc  đ i d u và mô men đi n từ đ i chi u

Có sáu vec t tích c c vƠ hai vec t 0 Sáu vec t tích c c đ c th hi n qua công th c :

2u

U DClƠ đi n áp m t chi u V i giá tr k = 7, 8, uk 0 ch hai v trí ch n l a vec t 0

vƠ khi đó dòng stator đ c xem nh ng n m ch, us uk 0 ωông th c đ c s

d ng chơu Âu; Mỹ th ng s d ng tr c q cùng ph ng v i u1 (từ thông stator),

t ng đ ng v i toƠn b các vec t s đ c d i đi m t góc 600 cùng ph ng v i vec t đƣ ch rõ trên

s  vec t từ thông stator s quay nhanh h n n u có s

xu t hi n c a vec t tích c c, còn khi xu t hi n vec t 0 thì nó hầu nh dừng hẳn (chuy n đ ng ch m dần d i tác đ ng t n hao trên stator) Trong b VSI từ thông

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 28 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

stator quay trong sáu c nh v i cùng t c đ đ c tác đ ng b i sáu vec t Còn trong sin PWM (b chuy n đ i cung c p cho s thay đ i c a từ thông d i d ng sin), các vec t tích c c vƠ vec t 0 lần l t đ c cung c p đ tìm ra quỹ đ o từ thông theo yêu cầu

ph ng pháp DTω, t i th i đi m bình th ng nh ng vec t s đ c ch n d a trên c s lƠ luôn luôn sai s c a từ thông stator nằm trong ph m vi cho phép vƠ

gi m sai s mô men Đ r ng c a nh ng khơu so sánh tr nƠy lƠ 2Δ s

svà 2Te N u vec t từ thông stator v trí t i th t k =1, 2, …, 6, thì biên đ c a nó s tăng thêm n u ta ch n các vec t đi n áp uk, uk1, uk1; ng c l i giá tr nó s gi m đi

n u các vec t đi n áp đ c ch n lƠ uk2, uk2, uk3 Rõ rƠng vi c l a ch n vec t

đi n áp nh h ng r t nhi u đ n mô men đi n từ T c đ quay c a vec t từ thông stator s bằng không n u vec t 0 đ c ch n vƠ vi c chuy n đ i t c đ nƠy t ng

đ i d dƠng bằng thay đ i gi a vec t đi n áp tích c c vƠ vec t đi n áp 0

* ωhú Ủ kỹ trong kho ng th i gian c a vec t đi n áp 0 thì mô men đi n từ v n

có dao đ ng

Vec t từ thông stator lƠ m t phần không th thi u c a vec t đi n áp stator vƠ

nó s quay theo ph ng c a vec t đi n áp N u có tín hi u gi m giá tr vec t từ thông stator, nó s đ c đi u khi n tr c ti p từ rotor V i sref lƠ giá tr đặt đ n vec t từ thông stator Khi đó các vec t đi n áp s đi u khi n góc đóng c t c a b ngh ch l u cung c p cho đi n áp stator c a đ ng c ψ ngh ch l u có tác d ng chuy n đ i năng l ng từ ngu n đi n m t chi u không đ i sang d ng năng l ng

đi n xoay chi u đ cung c p cho t i xoay chi u

3.1.4 Đi uăkhi n cácătínăhi uătrongăh ăth ng.

Đ i l ng đ c đi u khi n ngõ ra lƠ đi n áp hoặc dòng đi n Trong tr ng

h p đầu, b ngh ch l u đ c g i lƠ b ngh ch l u áp vƠ tr ng h p sau lƠ ngh ch

l u dòng Ngu n m t chi u cung c p cho b ngh ch l u áp có tính ch t ngu n áp vƠ ngu n cho b ngh ch l u dòng có tính ngu n dòng đi n ωác b ngh ch l u t ng

HVTH: Nguyễn Minh Sĩ 29 GVHD: PGS TS Dương Hoài Nghĩa

ng đ c g i lƠ b ngh ch l u áp ngu n áp vƠ b ngh ch l u dòng ngu n dòng hoặc

g i t t lƠ b ngh ch l u áp vƠ b ngh ch l u dòng

Trong các tr ng h p đặc bi t nh m ch t i c ng h ng, t i mang tính ch t dung kháng (đ ng c kích từ d ), dòng đi n qua các linh ki n có th b ng t do quá trình chuy n m ch t nhiên ph thu c vƠo đi n áp ngu n hoặc ph thu c vƠo đi n

áp t i Khi đó, linh ki n bán d n có th ch n lƠ thyristor (SωR) ψ ngh ch l u áp cung c p vƠ đi u khi n đi n áp xoay chi u ngõ ra Trong tr ng h p kh o sát

d i đơy ta xét b ngh ch l u áp v i quá trình chuy n m ch c ỡng b c s d ng linh

ki n có kh năng đi u khi n ng t dòng đi n Ngu n đi n áp m t chi u có th d ng

đ n gi n nh acquy, pin đi n hoặc d ng ph c t p g m đi n áp xoay chi u đ c

ch nh l u vƠ l c phẳng

Linh ki n trong b ngh ch l u áp có kh năng kích đóng vƠ kích ng t dòng đi n qua nó, t c đóng vai trò m t công t c Trong các ng d ng công su t vừa vƠ nh , ta

có th s d ng transistor ψJT, MOSFET, IGψT lƠm công t c vƠ ph m vi công

su t l n có th s d ng GTO, IGωT hoặc SωR k t h p v i b chuy n m ch

V i t i t ng quát, m i công t c còn trang b m t diode m c đ i song song v i

nó ωác diode m c đ i song nƠy t o thƠnh m ch ch nh l u cầu không đi u khi n có chi u d n đi n ng c l i v i chi u d n đi n c a các công t c Nhi m v c a b

ch nh l u cầu diode lƠ t o đi u ki n thu n l i cho quá trình trao đ i công su t o

gi a ngu n m t chi u vƠ t i xoay chi u, qua đó h n ch quá đi n áp phát sinh khi kích ng t các công t c

Trong th c t m ch c a b ngh ch l u áp ba pha ch gặp d ng m ch cầu ch a

6 công t c S1, S2 … S6 vƠ 6 diode m c đ i song D1, D2 … D6 T i ba pha có th

m c hình sao hoặc tam giác