(TIỂU LUẬN) báo cáo CHUYÊN đề tự động hóa và điều khiển thiết bị công nghiệp

TỔNG QUAN VỀ BIẾN TẦN

Khái niệm về biến tần

Biến tần là thiết bị biến đổi dòng xoay chiều với tần số của lưới điện thành dòng xoay chiều có tần số khác với tần số của lưới.

Hình 1.1: Biến tần trong công nghiệp

Biến tần là thiết bị làm thay đổi tần số dòng điện đặt lên cuộn dây bên trong động cơ và thông qua đó có thể điều khiển tốc độ động cơ một cách vô cấp, không cần dùng đến các hộp số cơ khí Biến tần sử dụng các linh kiện bán dẫn để đóng ngắt tuần tự dòng điện đặt vào các cuộn dây của động cơ để làm sinh ra từ trường xoay làm quay động cơ.

Các loại biến tần hiện nay

Biến tần trực tiếp là bộ biến đổi tần số trực tiếp từ lưới điện xoay chiều, không thông qua khâu trung gian một chiều.

Hình 1.2: Sơ đồ cấu trúc của bộ biến tần trực tiếp

Bộ biến tần gồm hai bộ chỉnh lưu nối song song ngược (hình 4.25) Các bộ chỉnh lưu này có thể là sơ đồ ba pha có điểm trung tính (hình 4.25a), sơ đồ cầu (hình 4.25b) hoặc các bộ chỉnh lưu nhiều pha Số pha của bộ chỉnh lưu (m) càng lớn thì thành phần sóng điều hoàn bậc cao càng giảm.

Bộ biến tần gián tiếp có sơ đồ cấu trúc như trên hình Bộ biến tần gồm các khâu:chỉnh lưu (CL), lọc (L) và nghịch lưu (NL) Như vậy để biến đổi tần số cần thông qua khâu trung gian một chiều, do đó có tên gọi là biến tần gián tiếp.

Hình 1.3: Sơ đồ cấu trúc của bộ biến tần gián tiếp

Chỉnh lưu dùng để biến đổi điện áp xoay chiều thành một chiều, chỉnh lưu có thể là không điều khiển hoặc có điều khiển Ngày nay đa số chỉnh lưu thường là chỉnh lưu không điều khiển, vì nếu điều chỉnh điện áp một chiều trong phạm vi rộng sẽ làm tăng kích thước của bộ lọc và làm giảm hiệu suất của bộ biến đổi Nói chung chức năng biến đổi tần số và điện áp một chiều được thực hiện bởi nghịch lưu thông qua bộ điều khiển.Trong các bộ biến tần công suất lớn, người ta dùng chỉnh lưu bán điều khiển với chức năng làm nhiệm vụ bảo vệ cho toàn hệ thống khi bị quá tải.

Ngày nay biến tần gián tiếp được sử dụng khá phổ biến vì có thể điều chỉnh tần số và điện áp ra trong phạm vi khá rộng Dễ dàng tạo ra các bộ nguồn (dòng, áp) theo mong muốn Nghịch lưu được dùng trong biến tần thường là các mạch cơ bản đã nêu ở phạm vi trên.

1.2.3 Các loại biến tần gián tiếp thông dụng

Trong đó loại biến tần trực tiếp chuyên dùng cho các loại động cơ có công suất rất cao nên ta ít gặp hơn Còn đối với loại biến tần gián tiếp thì thường dùng cho các loại động cơ có công suất từ 0,25 kW đến 700kW Đây là mức công suất được dùng khá nhiều trong nhà máy Chính vì thế, gần 100% biến tần sử dụng trong nhà máy chính là loại này Dưới đấy là các loại biến tần gián tiếp – loại biến tần được sử dụng nhiều nhất hiện nay.

Loại biến tần 1 pha và biến tần 3 pha sử đụng điện áp AC được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy Có thể nói hơn 90% các loại biến tần là thuộc loại này.

Loại biến tần này kiểm soát sự rẽ nhánh của động cơ điện một chiều Thiết kế này của động cơ điện một chiều phân chia phần cảm ứng điện và mạch rẽ nhánh.Với loại này, các thiết bị chuyển mạch đầu ra tạo ra một sóng sin mới cho điện áp của động cơ điện bằng cách nhập một loạt các sóng vuông ở các điện áp khác nhau Các biến tần loại này thường làm việc với sự hỗ trợ của một tụ điện lớn.

Hay còn gọi là biến tần 1 pha ra 3 pha.Để thuận tiện hơn trong việc mua bán, người ta thường gọi tắt các loại biến tần Ví dụ như biến tần 1 pha Đây là để chỉ loại biến tần có điện áp đầu vào chỉ là 1 pha (220V) và tín hiệu đầu ra là 3 pha 220V Cách gọi này để phân biệt với loại biến tần có đầu vào là 3 pha 380V và đầu ra là 3 pha 380V.

Khi nói đến loại biến tần này; người ta sẽ mặc định hiểu là nó có điện áp đầu vào là 380V và đầu ra là 380V Và đa phần các loại biến tần ngày nay đều là loại này.

Là loại biến tần có đầu vào là 110V, 220V hoặc 380V Có thể nói đây chính là tên gọi chung của các loại biến tần trên thị trường hiện nay.

Loại biến tần này có điện áp đầu vào rất lớn như 3-3.3 kV, 4kV, 6-6.6kV, 10 kV, 11 kV.

Và ở Việt Nam, các hệ thống sử dụng loại biến tần này rất ít.Biến tần trung thế được ứng dụng trong các ngành công nghiệp như : giấy; luyện kim, xi măng, dầu khí, khai khoáng,nhựa, cao su.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của biến tần

1.3.1 Cấu tạo chung và chức năng của từng bộ phận

1.3.1.1 Bộ chỉnh lưu (Diode):

Phần đầu tiên trong quá trình biến điện áp đầu vào thành đầu ra mong muốn cho động cơ là quá trình chỉnh lưu Điều này đạt được bằng cách sử dụng bộ chỉnh lưu cầu đi-ốt

Bộ chỉnh lưu cầu đi-ốt tương tự với các bộ chỉnh lưu thường thấy trong bộ nguồn, trong đó dòng điện xoay chiều 1 pha (AC) được chuyển đổi thành 1 chiều (DC) Tuy nhiên, cầu đi-ốt được sử dụng trong biến tần cũng có thể cấu hình đi-ốt bổ sung để cho phép chuyển đổi từ điện xoay chiều ba pha thành điện một chiều

Các đi-ốt chỉ cho phép dòng điện đi theo một hướng, vì vậy cầu đi-ốt hướng dòng electron của điện năng từ dòng xoay chiều (AC) thành dòng 1 chiều (DC).

Hình 1.5 Tuyến dẫn một chiều

Tuyến dẫn 1 chiều là một giàn tụ điện lưu trữ điện áp 1 chiều đã chỉnh lưu Một tụ điện có thể trữ một điện tích lớn, nhưng sắp xếp chúng theo cấu hình tuyến dẫn 1 chiều sẽ làm tăng điện dung. Điện áp đã lưu trữ sẽ được sử dụng trong giai đoạn tiếp theo khi IGBT tạo ra điện năng cho động cơ.

IGBT là linh kiện công suất bán dẫn, là loại transistor lưỡng cực có cổng cách điện hoạt động giống như một công tắc bật và tắt cực nhanh để tạo dạng sóng đầu ra cho biến tần.

Thiết bị IGBT được công nhận cho hiệu suất cao và chuyển mạch nhanh Trong biến tần,IGBT được bật và tắt theo trình tự để tạo xung với các độ rộng khác nhau từ điện áp

Tuyến dẫn một chiều được trữ trong tụ điện.

Bằng cách sử dụng điều biến độ rộng xung hoặc PWM, IGBT có thể được bật và tắt theo trình tự giống với sóng dạng sin được áp dụng trên sóng mang.

Nếu IGBT được bật và tắt tại mỗi điểm giao giữa sóng dạng sin và sóng mang, độ rộng xung có thể thay đổi.

PWM có thể được sử dụng để tạo đầu ra cho động cơ giống hệt với sóng dạng sin Tín hiệu này được sử dụng để điều khiển tốc độ và mô-men xoắn của động cơ.

Phần điều khiển sẽ kết nối với mạch ngoại vi nhận tín hiệu đưa vào IC chính để điều khiển biến tần theo cấu hình và cài đặt của người sử dụng Phần điều khiển bao gồm:

IC chính để xử lý thông tin và điều khiển hoạt động của biến tần.

• Ngõ vào analog: nhận tín hiệu điện áp 4 – 20 mA hay điện áp 0 – 10 V

• Ngõ vào số: để kích cho biến tần chạy

• Ngõ ra analog: kết nối với thiết bị ngoại vi khác để giám sát hoạt động của biến tần.

• Ngõ ra số: xuất tín hiệu chạy, cảnh báo

1.3.1.5 Các phụ kiện của biến tần

❖ Bộ điện kháng xoay chiều

Bộ điện kháng dòng Xoay chiều là cuộn cảm hoặc cuộn dây Cuộn cảm lưu trữ năng lượng trong từ trường được tạo ra trong cuộn dây và chống thay đổi dòng điện.

Hình 1.7 : Bộ điện kháng xoay chiều

Bộ điện kháng dòng giúp giảm méo sóng hài, tức là nhiễu trên dòng xoay chiều Ngoài ra, bộ điện kháng dòng Xoay chiều sẽ giảm mức đỉnh của dòng điện lưới hay nói cách khách là giảm dòng chồng trên Tuyến dẫn Một chiều Giảm dòng chồng trên Tuyến dẫn Một chiều sẽ cho phép tụ điện chạy mát hơn và do đó sử dụng được lâu hơn.

Bộ điện kháng dòng Xoay chiều có thể hoạt động như một bộ hoãn xung để bảo vệ mạch chỉnh lưu đầu vào khỏi nhiễu và xung gây ra do bật và tắt các tải điện cảm khác bằng bộ ngắt mạch hoặc khởi động từ.

Có vài nhược điểm khi sử dụng bộ điện kháng, như chi phí tăng thêm, cần nhiều không gian pa-nen hơn và đôi khi là giảm hiệu suất.

Trong các trường hợp hiếm gặp, bộ điện kháng dòng có thể được sử dụng ở phía đầu ra của Biến tần để bù cho động cơ có điện cảm thấp, nhưng điều này thường không cần thiết do hiệu suất hoạt động tốt của công nghệ IGBT

❖ Bộ điện kháng một chiều

Bộ điện kháng Một chiều giới hạn tốc độ thay đổi dòng tức thời trên tuyến dẫn Một chiều Việc giảm tốc độ thay đổi này sẽ cho phép bộ truyền động phát hiện các sự cố tiềm ẩn trước khi xảy ra hỏng hóc và ngắt bộ truyền động ra.

Hình 1.8 Bộ điện kháng một chiều

Bộ điện kháng Một chiều thường được lắp đặt giữa bộ chỉnh lưu và tụ điện trên các bộ Biến tần 7,5 kW trở lên Bộ điện kháng Một chiều có thể nhỏ và rẻ hơn Bộ điện kháng Xoay chiều.

Ứng dụng của biến tần trong công nghiệp

• Điều khiển động cơ máy bơm

Khi sử dụng biến tần để điều khiển động cơ máy bơm thì cần sử dụng phương pháp đóng cắt đơn giản Thường thì công suất làm việc của máy bơm rất lớn so với hệ thống khi cho vào hoạt động nhưng khi đưa biến tần vào máy bơm thì điều khiển động cơ tốt, điều khiển được tốc độ bơm mà còn cho phép điều khiển cả áp lực, lưu lượng mà thiết bị còn khởi động mềm hơn Tối ưu hóa được hoạt động cơ đồng thời tiết kiệm điện năng lượng.

• Điều khiển quạt hút, quạt đẩy trong công nghiệp

Các loại quạt hút hoặc quạt gió sử dụng chủ yếu trong công nghiệp dùng với mục đích đẩy gió và hút gió giúp môi trường làm việc được thoải mái hơn, đem tới làn gió thoáng máy cho người cùng với mọi người xung quanh Quạt hút hoặc quạt đẩy trong công nghiệp là những loại dễ bắt gặp bởi nó có cấu tạo chắc chắn cùng kiểu dáng thân thuộc như máy hút bụi, quạt lò, thông gió,… Để có thể điều chỉnh được lượng gió thì người dùng cần phải sử dụng hệ thống để điều khiển động cơ và cũng chính điều này nên cần phải có thiết bị biến tần Do động cơ biến tần có thể điều khiển động cơ vô cùng nhanh chóng và cho phép điều khiển áp lực cùng với tối ưu hóa động cơ, tiết kiệm điện năng hoàn hảo.

• Biến tần sử dụng trong băng truyền, băng tải

Băng truyền hoặc băng tải được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp, nhất là các khâu vận chuyển hàng hóa Ngoài ra thì quá trình khai thác mỏ cũng cần băng tải rất nhiều Hai thiết bị này thường sử dụng trong môi trường đòi hỏi sự khắt khe của nhiệt độ làm việc cao nên khi gặp sự cố băng tải hay băng truyền có thể bị hư hỏng Bị hao mòn do sử dụng quá lâu làm ảnh hưởng tới nhu cầu sử dụng của người dùng.

• Biến tần sử dụng trong máy cán, máy kéo

Trong rất nhiều ngành sản xuất rất cần có máy cán, máy kéo và nhất là sản xuất thép luôn có sự suất hiện của máy cán này Đa số các loại máy cán sử dụng động cơ xoay chiều, một vài loại thuận nghịch sử dụng động cơ 1 chiều nên việc điều chỉnh động cơ cho chính xác và đúng tốc độ là điều cần thiết Đối với máy kéo truyền thống sẽ không điều chỉnh theo tốc độ của lực căng dẫn tới tình trạng sản phẩm làm ra không đạt tiêu chuẩn do lực kéo thay đổi.

• Biến tần sử dụng trong máy nén khí

Chức năng của máy nén khí là điều khiển và cung cấp khí theo phương thức đóng/ cắt. Bình thường thì máy nén khí sẽ có chế độ kiểm soát không khí đầu vào qua van, nên khi áp suất đạt tới 1 giới hạn nhất đinh, van cửa vào đóng lại và máy nén khí sẽ hoạt động không tải Đa phần thì máy nén khí hoạt động dựa vào công suất motor và được thiết kế dư tải nên làm tiêu tốn lượng lớn điện Chính điều này mà chế độ điều khiển tốc độ quay motor, cần phải có biến tần để lượng cung cấp khí đáp ứng đủ lượng khí cho người dùng và hệ thống cung cấp khí đạt hiệu quả cao nhất, tiết kiệm được phần lớn điện năng.

• Biến tần sử dụng trong hệ thống HVAC

Hệ thống HVAC chính là hệ thống điều nhiệt và thông gió, hệ thống này sẽ gồm động cơ bơm tuần hoàn, máy nén quạt và chính động cơ này luôn cần tới sự điều khiển lưu lượng nên chúng ta cần có giải pháp điều khiển thích hợp nhất để người dùng hệ thống này cảm thấy an toàn khi lắp đặt sử dụng Vì thế, nên sử dụng biến tần cho hệ thống này là một điều đúng đắn giúp cho việc điều khiển động cơ được dễ dàng hơn.

NGHỊCH LƯU ĐỘNG LẬP NGUỒN ẤP

Giới thiệu chung

Nghịch lưu áp là thiết bị biến đổi nguồn áp một chiều thành nguồn áp xoay chiều với tần số tuỳ ý.

Nguồn áp vẫn là nguồn được sử dụng phổ biến trong thực tế Hơn nữa điện áp ra của nghịch lưu áp có thể điều chế theo phương pháp khác nhau để có thể giảm được sóng điều hoà bậc cao Trước kia nghịch lưu áp bị hạn chế trong ứng dụng vì công suất của các van động lực điều khiển hoàn toàn còn nhỏ Hơn nữa việc sử dụng nghịch lưu áp bằng thyristor khiến cho hiệu suất của bộ biến đổi giảm, sơ đồ điều khiển phức tạp Ngày nay công suất các van động lực như: IGBT, GTO càng trở lên lớn và có kích thước gọn nhẹ, do đó nghịch lưu áp trở thành bộ biến đổi thông dụng và được chuẩn hoá trong các bộ biến tần công nghiệp Do đó sơ đồ nghịch lưu áp được trình bày sau đây sử dụng van điều khiển hoàn toàn.

Trong quá trình nghiên cứu ta giả thiết các van động lực là các khoá điện tử lý tưởng, tức là thời gian đóng và mở bằng không, nên điện trở nguồn bằng không.

Các loại nghịch lưu nguồn áp

2.2.1 Nghịch lưu độc lập nguồn áp một pha

Sơ đồ nghịch lưu áp một pha được mô tả trên hình 2.1a Sơ đồ gồm 4 van động lực là: T1, T2, T3, T4 và các điôt D1, D2, D3, D4 dùng để trả công suất phản kháng của tải về lưới và như vậy tránh được hiện tượng quá áp ở đầu nguồn Tụ C vừa có vai trò là tụ lọc san bằng điện áp, vừa có vai trò là kho chứa công suất phản kháng trao đổi với tải qua các điôt ngược. a, b,

Hình 2.1 Nghịch lưu áp cầu một pha và sơ đồ Ở nửa chu kỳ đầu tiên (Ѳ - Ѳ 2 ), cặp van T1, T2 dẫn điện, phụ tải được đấu vào nguồn Do nguồn là nguồn áp nên điện áp trên tải Ut = E (hướng dòng điện là đường nét đậm) Tại thời điểm Ѳ = Ѳ 2 , T1 và T2 bị khoá, đồng thời T3 và T4 mở ra Tải sẽ được đấu vào nguồn theo chiều ngược lại, tức là dấu điện áp ra trên tải sẽ đảo chiều và Ut = -E Do tải mang tính trở cảm nên dòng vẫn giữ nguyên theo hướng cũ, T1, T2 đã bị khoá, nên dòng phải khép mạch qua D3, D4 Sức điện động cảm ứng trên tải sẽ trở thành nguồn trả năng lượng thông qua D3, D4 về tụ C (đường nét đứt).

Tương tự như vậy khi khoá cặp T3, T4 dòng tải khép mạch qua D1 và D2 Đồ thị điện áp trên tải Ut, dòng tải it, dòng qua điôt i D và dòng qua các T được biểu diễn trên hình 2.1b. Để tính chọn van cần tìm biểu thức dòng điện tải i t , sử dụng phương pháp sóng điều hoà cơ bản:

Phân tích dạng điện áp trên tải Ut ra chuỗi, ta có:

Nếu chỉ lấy sóng điều hoà cơ bản thì:

Dòng trung bình qua van động lực là:

Dòng trung bình qua điôt là:

Trong thực tế người ta thường dùng nghịch lưu áp với phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM) để giảm bớt kích thước của bộ lọc.

Sử dụng phương pháp sóng điều hoà cơ bản sẽ cho sai số khoảng 15% Tuy nhiên khi chọn van thường người ta chọn hệ số dự trữ, nên kết quả tính toán là hợp lý và gọn nhẹ. Giá trị của tụ C được tính như sau:

Sử dụng phương pháp sóng điều hoà cơ bản sẽ cho sai số khoảng 15% Tuy nhiên khi chọn van thường người ta chọn hệ số dự trữ, nên kết quả tính toán là hợp lý và gọn nhẹ.

2.2.2 Nghịch lưu độc lập nguồn áp ba pha:

Sơ đồ nghịch lưu (hình 2.2) được ghép từ ba sơ đồ một pha có điểm trung tính Để đơn giản hoá việc nghiên cứu ta giả thiết:

Hình 2.2 Sơ đồ nghịch lưu áp ba pha

• Van lý tưởng, đóng mở tức thì.

• Nguồn có nội trở nhỏ vô cùng và dẫn điện theo hai chiều.

• Van động lực cơ bản (T1, T2, T3, T4, T5, T6) làm việc với độ dẫn điện = 180 0

Các điôt: D1, D2, D3, D4, D5, D6 làm chức năng trả năng lượng về nguồn Tụ C đảm bảo nguồn là nguồn áp và để tiếp nhận năng lượng phản kháng từ tải. Để đảm bảo cho điện áp ra ba pha đối xứng luật dẫn điện của các van phải tuân theo đồ thị như hình 2.3 Như vậy:

T1 và T4 dẫn điện lệch nhau 180 0 và tạo ra pha A;

T3 và T6 dẫn điện lệch nhau 180 0 và tạo ra pha B;

T2 và T5 dẫn điện lệch nhau 180 0 và tạo ra pha C Các pha lệch nhau 120 0

Dạng điện áp trên tải được xây dựng như sau:

Hình 2.3 Luật điều khiển và điện áp trên tải

Suy ra dạng điện áp rên các pha: U ZA , U ZB , U ZC sẽ có dạng như trên hình trên Giá trị hiệu dụng của điện áp pha là:

Từ các biểu thức trên dễ dàng tìm ra dòng trên tải và xác định dòng trung bình qua van cũng giống như nghịch lưu áp một pha.

Điều chỉnh điện áp ra trong nghịch lưu độc lập nguồn áp

Để điều chỉnh điện áp ra của nghịch lưu có thể dùng những biện pháp dưới đây:

• Điều chỉnh điện áp một chiều ở đầu vào của nghịch lưu, có thể dùng chỉnh lưu điều khiển hoặc bộ biến đổi xung áp một chiều Tuy nhiên khi điều chỉnh điện áp chỉnh lưu trong một dải khá rộng sẽ làm cho hệ số công suất của bộ biến đổi giảm; chất lượng điện áp một chiều cũng kém đi và đòi hỏi dùng bộ lọc có kích thước lớn.

• Điều chỉnh điện áp phía xoay chiều: dùng biến áp hoặc bộ biến đổi xung áp xoay chiều Dùng biến áp sẽ làm tăng kích thước của bộ biến đổi, khó điều chỉnh được vô cấp và không nhanh Dùng bộ biến đổi xung áp xoay chiều sẽ làm xấu chất lượng ra của điện áp nghịch lưu, do đó sẽ làm giảm hiệu suất và phải có bộ lọc với kích thước lớn.

• Điều chỉnh bằng cách cộng điện áp của nhiều nghịch lưu: các đầu ra của nghịch lưu được mắc nối tiếp thông qua thứ cấp của máy biến áp Điện áp ra của các nghịch lưu có thứ tự pha khác nhau.

• Điều chỉnh xung điện áp: Giá trị tức thời điện áp ra của nghịch lưu là các xung áp.

Do đó nếu thay đổi độ rộng của các xung này thì giá trị hiệu dụng của điện áp ra sẽ thay đổi Người ta gọi đây là phương pháp điều chế độ rộng xung Phương pháp này cho phép không những thay đổi được giá trị của điện áp mà còn khử được các sóng điều hòa bậc cao và làm cho điện áp ra là gần sin.

MÔ PHỎNG MẠCH

Mạch lực của biến tần

Hình 3.1: Sơ đồ mạch lực của biến tần

- Linh kiện sử dụng trong mạch

Tên thiết bị Hình ảnh minh họa Tên thiết bị Hình ảnh minh họa

Van IGBT ( điện áp 3 pha )

Inductor (cuộn On-off controller( bộ điều khiển bật cảm) tắt)

Bảng 3.1 Linh kiện sử dụng trong mạch lực của biến tần

- Cách ghép nối các linh kiện:

6 Diode được đấu nối tiếp với nhau thành 3 cặp, và được nối song song với nhau tạo thành bộ chỉnh lưu không điều khiển cầu 3 pha.

Cuộn cảm được đấu nối tiếp, còn tụ điện được đấu song song với bộ chỉnh lưu tạo thành bộ lọc.

6 Van IGBT được đấu nối tiếp với nhau thành 3 cặp, và đấu nối tiếp với nhau tạo thành bộ nghịch lưu.

Tải RL được nỗi vào mỗi pha tạo thành tải, thay thế cho động cơ tải.

• Điện áp trung bình sau chỉnh lưu:

• Dòng trung bình van: I tbv =

• Điện áp ngược lớn nhất: U ngmax = √ U 2

• Hiệu quả của khâu lọc được đánh giá bằng hệ số san bằng:

• Tụ C được tính: Δt: khoảng thời gian mà dòng đi từ nghịch lưu trở về nguồn;t: khoảng thời gian mà dòng đi từ nghịch lưu trở về nguồn; Δt: khoảng thời gian mà dòng đi từ nghịch lưu trở về nguồn;U C : giá trị dao động điện áp cho phép ở đầu nguồn (nguồn càng gần với nguồn áp thì Δt: khoảng thời gian mà dòng đi từ nghịch lưu trở về nguồn;U C càng nhỏ).

I NL : dòng đi vào nghịch lưu.

• Chu kỳ tần số chuyển mạch nhỏ hơn rất nhiều so với chu kỳ điện áp nghịch lưu:

• Dòng tiêu thụ của nghịch lưu từ nguồn bằng một nửa tổng dòng của các pha:

Với idf là dòng tiêu thụ trung bình của nghịch lưu tính theo tần số chuyển mạch. iAf, iBf, iCf: dòng tiêu thụ của các pha. iAdf, iBdf, iCdf: dòng tiêu thụ trung bình của các pha tính theo tần số chuyển mạch.

Suy ra ta có dòng tiêu thụ của nghịch lưu:

Im: giá trị biên độ của dòng pha; φ: góc lệch pha giữa điện áp bậc 1 của nghịch lưu với dòng điện tải; Ω: tần số góc của nghịch lưu.

• Giá trị hiệu dụng của điện áp pha:

Mạch điều khiển

3.2.1 Sơ đồ mạch điều khiển:

Hình 3.2: Sơ đồ mạch điều khiển của biến tần

- Linh kiện sử dụng trong mạch.

Hình minh họa Tên thiết bị Hình minh họa bị Voltage 3- ph sine ( điện Label áp 3 pha)

Bảng 3.2: Linh kiện sử dụng trong mạch điều khiển của biến tần

- Cách ghép nối các linh kiện:

Ba pha của nguồn 3 pha sin được kết nối với cực dương của 3 cổng so sánh, còn cực âm của 3 cổng so sánh dược kết nối với nguồn áp Đầu ra của cổng so sánh được được liên kết với các Label truyền xung để thực hiện đống mở can Đối với xung điểu khiển của Van 2,4,6 được mắc thêm cổng NOT để đảo tín hiệu

3.2.2 Tính toán mạch điều khiển

Mạch phất sóng sin cần tạo ra sóng sin chuẩn có tần số thay đổi từ 20-10Hz và có biện độ 3 V ( sử dụng 3 pha sin), Chọn C=1μFF

Với tần số 20Hz, ta có:

Với tần số max 100Hz, ta có:

Khâu tạo sóng mang tam giác: điều chỉnh từ 480-2400Hz nên ta có min 480Hz:

Với tần số max 2400Hz:

Ta sử dụng 3 mạch so sánh, sóng sin ba pha được so sánh với sóng mang tam giác:

Tím hiêu PWM sẽ được tạo ts như sau:

- Khi Usin>Uo thì Upwm= +U(Uss)

- Khi Usin

Tiêu đề	Tự động hóa và điều khiển thiết bị công nghiệp
Tác giả	Nguyễn Đức Minh, Phạm Văn Lưu, Nguyễn Đức Ngọc
Người hướng dẫn	TS. Nguyễn Duy Trung
Trường học	Trường Đại học Điện lực
Chuyên ngành	Công nghệ kĩ thuật điều khiển và tự động hóa
Thể loại	Báo cáo chuyên đề ngành
Năm xuất bản	2021
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	44
Dung lượng	1,93 MB