Điều khiển véc tơ không gian điện áp trong điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ

Điều khiển véc tơ không gian điện áp trong điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ Điều khiển véc tơ không gian điện áp trong điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ Điều khiển véc tơ không gian điện áp trong điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

ĐIỀU CHẾ VÉC TƠ KHÔNG GIAN ĐIỆN ÁP TRONG ĐIỀU

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

KỸ THUẬT ĐIỆN HƯỚNG THIẾT BỊ ĐIỆN

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 1 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 2 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

L I

Sau một th i gian học tập và nghiên c u t i bộ môn Thiết Bị Điện- Điện Tử -

Tr ng đ i học Bách Khoa Hà Nội, d ới sự h ớng dẫn tận tình c a thầy giáo TS

Phạm Hùng Phi, tác gi đư lựa chọn và hoàn thành nội dung đề tài: “

t không gian đi n áp trong đi u ch nh tốc đ đ ng c không đồng b Ằ

n, tác gi gặp không ít khó khăn do th i gian gấp rút, trình độ có h n và đây là vấn đề t ơng đối mới và ph c t p Tuy nhiên, với sự lỗ lực

c a b n thân, sự giúp đỡ tận tình c a thầy giáo TS Phạm Hùng Phi, cùng sự động

viên c a gia đình và b n bè, tác gi đư hoàn thành bài luận văn và thu đ ợc một số

kết qu nghiên c u nhất định

Tác gi xin chân thành c m ơn Bộ môn Thi t B Đi n ậ Đi n Tử, tr ng Đ i

học Bách Khoa Hà Nội đư t o mọi điều kiện cho tác gi vừa học tập vừa nghiên c u

t i đây

Tác gi xin chân thành c m ơn thầy giáo TS.Phạm Hùng Phi đư nhận h ớng

dẫn và giúp đỡ tận tình để tác gi hoàn thành bài luận văn này

Cuối cùng tác gi chân thành c m ơn các b n bè, đồng nghiệp và các thành

viên trong gia đình đư động viên giúp đỡ góp, phần vào sự thành công c a b n luận

văn

Do th i gian có h n và sự h n chế về trình độ c a b n thân nên chắc chắn b n

luận văn sẽ có nhiều thiếu sót, tác gi mong nhận đ ợc sự thông c m và những

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 3 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

L I CAM ĐOAN 1

2

3

L I NịI Đ U 5

DANH M C CÁC Kụ HI U 7

8

14

CH NG 1: H TRUY N Đ NG BI N T N ậ Đ NG C KĐB 15

1.1 S l c v đ ng c không đồng b (KĐB) 15

1.2 Các ph ng pháp đi u ch nh tốc đ đ ng c KĐB 16

1.2.1 Điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng cách thay đổi điện áp stator 17

1.2.2 Điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng cách thay đổi điện tr m ch rotor: 17

1.2.3 Điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng cách thay đổi công suất tr ợt 18

1.2.4 Điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng cách thay đổi tần số 18

1.3 C u trúc mạch l c m t số loại bi n t n trong th c t 19

1.3.1 Biến tần trực tiếp (xoay chiều - xoay chiều) 20

1.3.2 Biến tần gián tiếp 2 m c 20

1.3.3 Biến tần gián tiếp nhiều m c 22

25

NGH CH L U 2 M C 25

2.1 Nguyên 25

2.1.1 25

cho nghịch l u 2 m c 27

2.2 Mô ph ng ngh ch l u 2 m c b ng Matlab-Simulink 33

-L 33

39

3 M C DÙNG DIODE KẸP (3L-NPC) 41

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 4 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

3.1 Nguyên lý hoạt đ ng c a ngh ch l u 3L-NPC 41

3.1.1 Tr ng thái c a khoá chuyển m ch 41

3.1.2 Quá trình chuyển m ch 43

-NPC 44

-NPC 46

3.3 Hi n t ng m t cơn b ng đi n áp trên t đi n 49

3.3.1 nh h ng c a các điện áp đến tr ng thái cân bằng điện áp trên tụ 49

3.3.2 Trình tự chuyển m ch c a các khóa bán dẫn 51

3.4 Mô ph ng ngh ch l u 3L-NPC v i Matlab-Simulink 62

3.4 -L 62

3.4.2 Nghịch l u 3L-NPC với t i động cơ 69

CH NG IV.XÂY D NG MÔ HỊNH VÀ MÔ PH NG H TRUY N Đ NG BI N T N-Đ NG C KĐB B NG PH NG PHÁP SFOC 72

4.1 Mô tả toán h c đ ng c không đồng b 72

s qs 72 4.1.2 Mô t toán học động cơ trên hệ to độ quay đồng bộ với từ thông Stator 74

4.2 Tổng h p mạch vòng đi u khiển từ thông 78

4.2.1 ớc l ợng từ thông stator 78

4.2.2 Tổng hợp m ch vòng điều chỉnh 78

4.3 Tổng h p mạch vòng đi u ch nh mômen 79

4.3.1 ớc l ợng mômen điện từ 79

4.3.2 Tổng hợp m ch vòng điều chỉnh Mômen 79

4.4 Tổng h p mạch vòng đi u ch nh tốc đ 80

4.5 Mô ph ng vƠ đánh giá 81

4.5.1.Tốc độ đặt và từ thông không đổi, mômen t i thay đổi 81

4.5.2.Tốc độ và mômen t i không đổi, từ thông thay đổi 90

4.5.3.Từ thông và mômen t i không đổi, tốc độ đặt thay đổi 97

4.5.4 Kết luận chung 104

K T LU N 105

107

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 5 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

L I NịI Đ U

Ngày nay, khoa học kỹ thuật tiến bộ và không ngừng phát triển Những thiết bị

đ ợc chế t o ra để phục vụ con ng i, đặc biệt là trong công nghiệp đang có xu

h ớng tự động hóa Tự động hóa giúp cho con ng i thực hiện đ ợc nhiều việc hơn

trong cùng một th i gian, với độ chính xác cao và an toàn cho con ng i

Truyền động điện là một khâu rất quan trọng trong hầu hết các nhà máy công

nghiệp Phần lớn các khâu truyền động điện là do động cơ thực hiện, do đó việc

điều khiển tốc độ động cơ cho phù hợp với dây chuyền s n xuất là rất quan trọng

Hiện nay động cơ không đồng bộ đang đ ợc sử dụng khá phổ biến do nó có nhiều

u điểm : Có cấu t o đơn gi n, không có hệ thống tiếp xúc điện, làm việc tin cậy, ít

b o d ỡng, cộng với việc h ng lợi từ sự phát triển nh vũ bưo c a các kỹ thuật

tiên tiến hiện nay nh kỹ thuật vĩ xử lý – vi điều khiển, vi điện tử, và kỹ thuật điện

tử công suất lớn Còn quá sớm để nói rằng hệ truyền động một chiều sẽ bị thay thế

hoàn toàn b i hệ truyền động động cơ không đồng bộ (KĐB), nh ng có một thực tế

là trên thị tr ng hiện nay đư có tới 75% các hệ truyền động sử dụng đông cơ KĐB

Có rất nhiều ph ơng pháp để điều chỉnh tốc độ

tơ không gian là một trong những ph ơng pháp điều khiển tốc độ động cơ KĐB

khá hiệu qu

không gian đi n áp trong đi u ch nh tốc đ đ ng c không đồng b ” Qua một

th i gian tìm hiểu nghiên c u và đ ợc sự h ớng dẫn tận tình c a thầy giáo TS

bè đ ng nghiệp và ng i thân, đến nay luận văn c a em đư hoàn thành

Mục đích của đề tài:

Nghiên c u, phân tích các tr ng thái và quá trình chuyển m ch c a các khóa

gian điện áp cho nghịch l u áp 2 m c và 3 m c.Trên cơ s đó, xây dựng thuật toán

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 6 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

trong ng dụng điều khiển động cơ điện KĐB

Đối t ng vƠ phạm vi nghiên c u:

áp cho nghịch l u áp 2 m c và 3 m c, ng dụng trong điều khiển tốc độc a

ĐCKĐB 3 pha rotor lồng sóc

Ph ơng pháp nghiên cứu:

Trên cơ s phân tích và xây dựng thuật toán, tác gi tiến hành mô phỏng trên

phần mềm Matlab Simulink để qua đó phân tích, đánh giá đặc tính về điều chỉnh,

d ng sóng ngõ ra, độ méo sóng hài…

Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:

m c, 3 m c, có thể đánh giá đ ợc một số chỉ tiêu cơ b n về chất l ợng dòng điện,

D ới sự h ớng dẫn tận tình c a thầy giáo TS.Phạm Hùng Phi và các thầy cô

trong bộ môn TBĐ- ĐT, em đư hoàn thành luận văn đúng tiến độ Một lần nữa

bộ môn TBĐ – ĐT, Tr ng Đ i học Bách Khoa Hà Nội

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 7 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

DANH M C CÁC Kụ HI U

- Dz1, Dz2, Dz3, Dz3: Các diode kẹp

- Tpulse: Chu kỳ điều chế

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 8 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

Trang

sector

32

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 9 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

Trang

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 10 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

Trang

i R-L)

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 11 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 12 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 13 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 14 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

Trang

3L-NPC

45

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 15 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

lĩnh vực khác nhau, chúng đ ợc dùng để cung cấp động lực cho phần lớn các cơ cấu

s n xuất Trong thế kỷ XIX đư lần l ợt xuất hiện truyền động điện động cơ một

chiều và động cơ xoay chiều Trong nhiều năm c a thế kỷ XX, kho ng 80% các hệ

thống truyền động điện không yêu cầu điều chỉnh tốc độ đều dùng động cơ xoay

chiều, còn kho ng 20% truyền động điện có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ dùng

động cơ một chiều Điều này hầu nh đư đ ợc thế giới coi nh là một quy luật phân

bổ hiển nhiên Ph ơng án điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều mặc dù đ ợc phát

minh và đ a vào ng dụng khá sớm, nh ng chất l ợng c a nó l i khó bề sánh kịp

với hệ thống truyền động điện một chiều Mưi tới thập kỷ 70 c a thế kỷ XX, khi thế

giới bị cuốn hút vào nguy cơ khan hiếm dầu mỏ, các n ớc công nghiệp tiên tiến mới

tập trung vào việc nghiên c u hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều hiệu

suất cao, hy vọng coi đó là con đ ng tiết kiệm nguồn năng l ợng Qua hơn 10 năm

cố gắng, đến thập kỷ 80 h ớng nghiên c u ấy đư đ t đ ợc thành tựu lớn, và đư đ ợc

coi là b ớc đột phá thần kỳ trong truyền động xoay chiều, và từ đó tỷ lệ ng dụng

hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ điện xoay chiều ngày một tăng lên Trong các

ngành công nghiệp đư có trào l u thay thế hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ một

chiều bằng hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều

Động cơ điện xoay chiều có thể phân làm hai nhóm: động cơ xoay chiều

đồng bộ có động cơ rotor lồng sóc và động cơ rotor dây quấn Trong động cơ xoay

chiều đồng bộ có động cơ kích từ bằng nam châm vĩnh cửu (th ng là lo i cực ẩn)

và động cơ kích từ bằng nam châm điện (cực lồi) Mỗi lo i động cơ đều có những

u - nh ợc điểm nhất định và các ph ơng pháp điều chỉnh tốc độ cũng không hoàn

toàn giống nhau

Động cơ không đồng bộ có nhiều u điểm hơn so với động cơ DC nh không

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 16 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

đòi hỏi ph i b o trì th ng xuyên, độ tin cậy cao, khối l ợng và quán tính nhỏ hơn,

giá thành rẻ hơn và đặc biệt có thể làm việc trong môi tr ng độc h i hay nơi có

kh năng cháy nổ cao v v Do đó, động cơ không đồng bộ đ ợc sử dụng rộng rưi

trong công nghiệp và trong cuộc sống hơn so với các động cơ khác Tuy nhiên,

tr ớc đây động cơ không đồng bộ sử dụng trong các ng dụng ch yếu có tốc độ

không đổi, do các bộ điều khiển tốc độ th ng đắt tiền hoặc hiệu suất thấp

Với sự phát triển m nh mẽ c a kỹ thuật bán dẫn công suất cao và kỹ thuật vi

xử lý Ngày nay, những bộ điều khiển động cơ không đồng bộ đư đ ợc chế t o với

đáp ng cao hơn và giá thành rẻ hơn các bộ điều khiển động cơ DC Do đó động cơ

không đồng bộ có thể thay thế động cơ DC trong rất nhiều ng dụng

Động cơ không đồng bộ th ng đ ợc chia làm 2 lo i:

rưnh roto và đ ợc làm ngắn m ch hai đầu

trong các rưnh t ơng tự stator Các cực dây c a rotor đ ợc đ a ra ngoài thông qua

vành góp

Đặc tính cơ c a động cơ không đồng bộ

ảình 1.1: Đặc tính cơ của động cơ KĐB

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 17 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

 ph ơng trình đặc tính cơ c a động cơ:

2 2

2 1

1

2 1 2

.

/ 3

nm

X s

R R

s

s R f U M

(1.1)

Từ công th c trên ta thấy có các thông số nh h ng đến đặc tính cơ c a ĐCKĐB:

Hiện nay trong công nghiệp th ng sử dụng 4 ph ơng pháp điều chỉnh tốc độ động

cơ không đồng bộ sau:

1.2.1 Điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng cách thay đổi điện áp stator

Do mômen động cơ không đồng bộ tỉ lệ với bình ph ơng điện áp stator, do đó có thể

điều chỉnh đ ợc mômen và tốc độ ĐCKĐB bằng cách điều chỉnh điện áp stator trong khi

giữ nguyên tần số Đây là ph ơng pháp đơn gi n nhất, chỉ sử dụng một bộ biến đổi nh

biến áp, điều áp xoay chiều dùng Triac, Thiristor … để điều chỉnh điện áp đặt vào các cuộn

stator Ph ơng pháp này kinh tế nh ng họ đặc tính cơ thu đ ợc không tốt, thích hợp với

phụ t i máy bơm, qu t gió

1.2.2 Điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng cách thay đổi điện trở m ch rotor:

Ph ơng án này có u điểm là rất dễ thực hiện, t o đ ợc đặc tính cơ với mômen m

máy lớn, thích hợp với hệ thống nâng h

c điểm là chỉ thực hiện đ ợc với động cơ rotor dây quấn, tổn thất lớn trên m ch

rotor

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 18 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

1.2.3 Điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng cách thay đổi công suất tr ợt

Trong các tr ng hợp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách

đ ợc tiêu tán trên điện tr m ch rotor các hệ thống truyền động điện công suất

lớn, tổn hao này là đáng kể, vì thể để vừa điều chỉnh đ ợc tốc độ truyền động, vừa

tận dụng đ ợc công suất tr ợt, ng i ta sử dụng các sơ đồ công suất tr ợt (sơ đồ nối

tầng/nối cấp)

truyền động động cơ hai nguồn cung cấp

chiều), nếu không thì không nên điều chỉnh sâu Trong thực tế, không sử dụng

ph ơng pháp này

1.2.4 Điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng cách thay đổi tần số

Nguyên lý chung c a điều khiển tần số xuất phát từ công th c:

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 19 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

Với một động cơ khi đư chế t o thì số đôi cực (p) cố định, do đó khi thay đổi

tần số f thì sẽ dẫn đến tốc độ động cơ thay đổi Tuy nhiên do tổng tr xoay chiều

c a động cơ tỉ lệ thuận với tần số nên khi thay đổi tần số ta cũng ph i thay đổi điện

áp theo một quy luật t ơng ng Ph ơng án này đ ợc ng dụng rộng rưi trong các

bộ biến tần công nghiệp ngày nay

Biến tần là một họ các bộ biến đổi bán dẫn công suất có nhiệm vụ biến đổi

nguồn điện từ l ới điện, với tần số và điện áp không đổi, thành nguồn điện có tần số

và điện áp thay đổi đ ợc, cung cấp cho các phụ t i xoay chiều Yêu cầu cơ b n đặt

ra với các bộ biến tần là hiệu suất biến đổi cao, tần số thay đổi trong d i rộng, điện

áp thay đổi đ ợc từ 0 đến giá trị định m c Với các tính năng u việt nh d i điều

chỉnh rộng, độ chính xác và độ tác động nhanh cao, d i công suất bao gồm từ vài

trăm W đến MW, các bộ biến tần đ ợc sử dụng trong hầu khắp các dây truyền công

nghệ tự động, đặc biệt là trong các hệ truyền động điện đồng bộ hoặc không đồng

bộ Biến tần có tỷ trọng ngày càng lớn về số l ợng cũng nh về công suất sử dụng

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 20 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

Cấu trúc c a thiết bị biến tần trực tiếp nh trên hình 1.3 Bộ biến đổi này chỉ

dùng một khâu biến đổi là có thể biến đổi nguồn điện xoay chiều có điện áp và tần

tiếp (Cycloconverter)

a b

Vì vậy biến tần này có hiệu suất biến đổi năng l ợng cao nh ng số l ơng van

lớn, sơ đồ m ch van ph c t p Việc thay đổi tần số ra là ph c t p và phụ thuộc vào

l ới đầu vào

Cấu trúc biến tần gián tiếp gồm có khâu trung gian một chiều đầu vào rồi

mới đến khâu nghịch l u.Bằng cấu trúc nh trên ta có thể khiến tần số ra một cách

lo i biến tần với nhiều cấu hình khác nhau Các hình 1.5, 1.6, 1.7, mô t cấu trúc

c a 3 lo i biến tần 2 m c phổ biến nhất hiện nay

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 21 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

hình 1.5, cấu trúc c a bộ biến tần gồm một cầu chỉnh l u diode đầu vào,

một m ch nghịch l u sử dụng van IGBT đầu ra Giữa hai khối này là tụ điện trung

tầnkiểu AC-DC-AC kinh điển và phổ biến nhất trên thị tr ng hiện nay nh tính

đơn gi n, tin cậy và dễ điều khiển Tuy nhiên, nh ợc điểm c a cấu trúc này là động

cơ không có kh năng tr năng l ợng về l ới.Năng l ợng d thừa đ ợc dập b i điện

tr hưm.Đồng th i, hệ số cosφ thấp và không điều khiển đ ợc

Để khắc phục nh ợc điểm trên, một cấu trúc khác đ ợc đ a ra, đó là thay vì

sử dụng cầu chỉnh l u diode, đầu vào ng i ta sử dụng hai cầu chỉnh l u

Thyristor mắc song song ng ợc (hình 1.6).Với cấu trúc này, năng l ợng có thể đ ợc

tr về l ới.Tuy nhiên hệ số cosφ vẫn thấp và không điều khiển đ ợc, dòng điện đầu

vào không có d ng sine.Hệ thống cũng tr nên cồng kềnh và đắt tiền hơn

M

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 22 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

Cấu trúc th 3 với cấu hình gồm 3 cuộn kháng và 6 van IGBT đầu vào (hình

theo c hai chiều, điều chỉnh đ ợc hệ số cosφ, dòng điện vào hình sine Cấu trúc

này còn gọi là biến tần 4 góc phần t hay biến tần chỉnh l u tích cực Nh ợc điểm

duy nhất c a cấu trúc này là việc điều khiển rất ph c t p, vì cần ph i điều khiển c

hai phía: chỉnh l u tích cực và nghịch l u Do đó đây cũng là lo i biến tần đắt tiền

nhất hiện nay

Đối với các hệ truyền động xoay chiều công suất rất lớn, hoặc đòi hỏi chất

l ợng điện áp, dòng điện tốt hơn, các bộ biến tần sử dụng cấu trúc m ch lực 2 m c

không đáp ng đ ợc yêu cầu Do đó các sơ đồ nhiều m c đ ợc sử dụng Có rất

nhiều sơ đồ đ ợc nghiên c u đ a vào thực thế nh sơ đồ đa m c dùng diode kẹp

nhiều cầu H (Hình 1.10) Tuy nhiên, d i công suất lớn (MW), sử dụng điện áp

trung bình (th ng là 6kV) thì phổ biến nhất vẫn là sơ đồ nghịch l u 3 m c dùng

diode kẹp (3 levels Neutral Point Clamped: 3L-NPC) Do đó tác gi chỉ tập trung

trình bày kỹ về bộ nghịch l u lo i này trong phần nghịch l u đa m c

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 23 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

ảình 1.8 Bộ nghịch lưu 3 mức điốt kẹp (3L-NPC)

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 24 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

Trong thực tế s n xuất hiện nay, các bộ biến tần 2 m c phổ biến nhất d i công

suất nhỏ và trung bình (kho ng 200kW tr l i), điện áp h áp (400Vac).Trong khi

đối với hệ truyền động công suất lớn (MW), các bộ nghịch l u 3 m c diode kẹp

th ng đ ợc sử dụng với cấp điện áp trung áp.Với tính đa d ng và ph c t p về cấu

trúc cũng nh thuật điều khiển c a các lo i biến tần, nội dụng b n luận văn này

không thể nghiên c u đ ợc hết mà chỉ tập trung vào nghiên c u hai cấu trúc phổ

biến trên Các nội dung nghiên c u bao gồm:

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 25 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

NGH CH L U 2 M C

không gian cho ngh ch l u 2 m c

ảình 2.1.Cấu trúc m ch lực của nghịch lưu 2 mức

Gọi a, b, c và a', b', c' là tr ng thái đóng cắt lần l ợt c a các van nhánh trên

(gi sử xét trên pha A):

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 26 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

Theo cấu trúc m ch lực nh mô t hình 2.1, mỗi nhánh có 2 van mắc nối tiếp

với tr ng thái luôn đối nghịch nhau để tránh ngắn m ch, do vậy trên 3 pha sẽ có

ảình 2.2.Các tr ng thái đóng ngắt cho phép của nghịch lưu 2 mức

B ng 2.1 Mối quan hệ giữa điện áp các pha theo hàm tr ng thái

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 27 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

Để đơn gi n hoá trong việc biểu diễn các đ i l ợng 3 pha

điện áp đ i diện theo công th c:

) (

3

2 ) ( t ua ub ej(2/3) uc e j(2/3)

c a đ i l ợng pha, và tần số góc bằng tần số c a các đ i l ợng pha Do đó thay vì

trên mặt phẳng to độ nh hình 2.3

không gian điện áp pha trên mặt phẳng to độ abc

Nh đư mô t mục (2.1.1), hệ thống điện áp 3 pha qua ph ơng trình

(2-duy nhất đ i diện Do đó, để t o ra một hệ thống điện áp

đổi ng ợc tr l i hệ 3 pha

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 28 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

Cũng theo phân tích mục (2.1.1), cấu trúc phần c ng c a nghịch l u 2

'0', do đó ta khôđiện áp không gian quay liên tục trong mặt phẳng Mặc dù

đóng với kho ng th i gian t ơng đối:

vậy thuật toán SVM có thể đ ợc tóm tắt theo 3 b ớc:

Để thuận tiện cho việc tính toán, các đ i l ợng trong hệ thống 3 pha abc đ ợc

có nghĩa là hệ to độ tĩnh (Stationary), ký hiệu „e‟ có nghĩa là hệ to độ quay]

cn bn an

q d

uuuu

u

2

32

30

2

12

11

32

(2-5)

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 29 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 30 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

tham chiếu là không đổi (thực tế tần số điều chế th ng từ 3†8 kHz luôn đáp ng

đ ợc yêu cầu này), ta có ph ơng trình cân bằng áp dụng cho sector 1:

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 31 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 32 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

Căn c vào đồ thị xung điều khiển trên hình 2-8, đư đ ợc xắp xếp sao cho số

lần chuyển m ch giữa các van trong một chu kỳ điều chế là nhỏ nhất, ta thiết lập

đ ợc b ng tính toán th i gian chyển m ch cho từng khoá (B ng 2.2)

B ng 2.2.Tính toán thời gian chuyển m ch cho khoá bán dẫn

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 33 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

A

B C

A

B C Three-Phase Series RLC Branch

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 34 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 35 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 36 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 37 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

ảình 2.13.a Dòng điện 3 pha

ảình 2.13.b Điện áp dây trên t i

ảình 2.13.c Dòng điện t i (trong kho ng 1 chu kỳ)

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 38 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

H c viên: Tr n Kim ThƠnh 39 Chuyên ngành KTĐ-TBĐ 10-12

Thông số mô phỏng:

ảình 2.16.Đáp ứng Dòng điện-Tốc độ - Mômen động cơ

Discre te ,

Ts = 1e -006 s.

powe rgui

v + -

2 Load