Giải một số bài điện tử công suất

Xác định giá trị và vẽ dạng điện áp common mode VNO với N là trung tính tải và O là trung tính nguồn DC trên hình 7d.. Xác định modul và góc pha của vector áp reference vector thu được 1

Hình 7

12 Xác định giá trị và vẽ dạng điện áp common mode VNO với N là trung tính tải và O là

trung tính nguồn DC trên hình 7d.

13 Xác định modul và góc pha của vector áp (reference vector) thu được

14 vẽ vị trí vector điện áp trong hệ tọa độ vuông góc α − β trên hình 7e.

Điện tử công suất

Hình 8

Bài làm

• Tính modul và góc pha của vector áp (reference vector) thu được

2 2

+ Điện áp common mode (trung bình)

3

1 3

1

30 20 10

+ Tính các điện áp tải Ut1, Ut2, Ut3 (trung bình)

Công thức tính điện áp tải là:

0

0 N i

U = − với i = 1, 2, 3 Suy ra:

[ ]V U

U U

U t1 = 10− N0 = 10 =50

[ ]V U

U U

U t2 = 20− N0 = 20 =150

[ ]V U

U U

U t3 = 30 − N0 = 30 =−200 + Tính vector tải

[ 1 2 2 3]

3

2

t t

t

V = + + với a=exp j( 120)

Do đó:

[50 150 0.5 0.866 200 0.5 0.866 ]

3

2

j j



09 76 exp 1 208 202

Điện tử công suất

C Giả thiết sau đây áp dụng cho các câu 15-20: Kỹ thuật điều chế độ rộng xung (PWM) áp dụng cho bộ nghịch lưu áp 3 pha 2 bậc (hình 8) Nguồn DC có giá trị 500V Sóng mang áp dạng tam giác thay đổi giữa các giá trị (-1,1) có tần số 1kHz Cho vector điện áp tải V ( )j  [ ]V

45 exp 100

=

Hình 8

15 Từ vị trí vector trong giản đồ vector lục giác, hãy cho biết trật tự các trạng thái (switching state sequence) xuất hiện trong chế độ điều chế liên tục (continuous PWM)

16 Tương tự, hãy xác định các trật tự các trạng thái (switching state sequence) xuất hiện trong chế độ điều chế gián đọan (discontinuous PWM)

17 Xác định giá trị sóng điều khiển 3 pha a,b,c nếu sử dụng kỹ thuật PWM dạng sin

18 Xác định giá trị hàm offset và sóng điều khiển 3 pha a,b,c nếu sử dụng kỹ thuật carrier based SVPWM

19 Xác định giá trị hàm offset và sóng điều khiển 3 pha a,b,c nếu sử dụng kỹ thuật discontinuous PWM với hàm offset lớn nhất

20 Nếu sử dụng kỹ thuật SVPWM, hãy xác định giá trị thời gian tác động của các vector đỉnh liên quan

theo là vector V1 trong

2 , vector V2 trong 2 , vector V7 trong 2 , )

Ta có:

sin 250

100 3 3

sin 2

3









 −

d U

V K

( ) sin( )45 0.4899

250

100 3 sin

2

3

d U

V K

Sóng mang tam giác có tần số 1 kHz tương ứng chu kỳ TS = 1ms Suy ra:

[ ]ms ms

T K

T1 = 1 S =0.1793⋅1 =0.1793

[ ]ms ms

T K

T2 = 2 S =0.4899⋅1 =0.4899

[ ]ms T

T T T

T0 + 7 = S − 1 − 2 =1−0.1793−0.4899=0.3308 Tùy theo giá trị của điện áp common mode mà giá trị T0 và T7 sẽ thay đổi theo nhưng phải đảm bảo T0 + T7 = 0.3308[ms]

(T0 + T7 = 0.3308[ms])

Câu 16

Điện tử công suất

Chế độ điều chế gián đoạn (discontinuous PWM), chọn điện áp common mode V0 = V0max hoặc V0 = V0min tương ứng với chọn T0 = 0 hoặc T7 = 0

• Trường hợp chọn điện áp common mode V0 = V0min tương ứng với T7 = 0

Dựa vào kết quả tính toán ở câu 15, ta có:

Kết luận:

• Trường hợp chọn điện áp common mode V0 = V0max tương ứng với T0 = 0

(hoàn toàn tương tự, chỉ khác là V7 thay cho V0 và T7 thay cho T0)

Dựa vào các tính toán bên trên, ta có:

Câu 17

Câu 18

• Tính các điện áp tải

( )j [ ]V

45 exp 100

= Suy ra:

V t1 =100cos45 =70.71

V t2 =100cos45 −120 =25.88

d tj

U

−

≤

≤

−

−

2

Do đó:

[ ]V Min

U V

U

tj

2 2

max min









− −

=

[ ]V Max

U V

U

tj

2 2

min max









= Đối với điều chế SVPWM thì:

[ ]V V

V

2

41 153 29 179 2

min 0 max 0

• Tính điện áp offset v0

0 0

2 v

U

(giống công thức tính U i0)

[ ]V U

V v

d

55176 0 500

94 137 2

2 0

⇒

• Tính các điện áp U10, U20, và U30 (trung bình)

0

0 V V

U i = ti + Suy ra:

65 83 94 12 71 70 0 1

10 =V +V = + =

82 38 94 12 88 25 0 2

20 =V +V = + =

65 83 94 12 59 96 0 3

30 =V +V =− + =−

• Tính các điện áp điều khiển

Do sóng mang tam giác (-1,1) nên

dki

d

U

2

0 = Suy ra

Điện tử công suất

d

i dki U

U

= với i = 1, 2, 3 Như vậy, các điện áp điều khiển cho pha a, b, c lần lượt là:

[ ]V U

U u

d

500

65 83 2

2 10

1 = ⋅ = ⋅ =

[ ]V U

U u

d

500

82 38 2

2 20

2 = ⋅ = ⋅ =

U

U u

d

500

65 83 2

2 30

3 = ⋅ = ⋅ − =−

Câu 19

• Chọn điện áp offset

Sử dụng dữ liệu từ câu 18, ta chọn điện áp common mode V0 = V0max

[ ]V V

V0 = 0max =179.29 Tương ứng với điện áp offset là:

[ ]V U

V v

d

71716 0 500

29 179 2

2 0

⇒

• Tính các điện áp U10, U20, và U30 (trung bình)

0

0 V V

U i = ti + Suy ra:

250 29 179 71 70 0 1

10 =V +V = + =

17 205 29 179 88 25 0 2

20 =V +V = + =

7 82 29 179 59 96 0 3

30 =V +V =− + =

• Tính các điện áp điều khiển

Do sóng mang tam giác (-1,1) nên

dki

d

U

2

0 = Suy ra

d

i dki U

U

= với i = 1, 2, 3 Như vậy, các điện áp điều khiển cho pha a, b, c lần lượt là:

[ ]V U

U u

d

500

250 2

2 10

1 = ⋅ = ⋅ =

[ ]V U

U u

d

500

17 205 2

2 20

2 = ⋅ = ⋅ =

[ ]

S

1 1

[ ]ms ms

T K

T2 = 2 S =0.4899⋅1 =0.4899

[ ]ms T

T T T

T0 + 7 = S − 1 − 2 =1−0.1793−0.4899=0.3308

[ ]ms T

2

3308 0 7

Kết luận: