Nghiên ứu phương pháp điều khiển bộ biến đổi điện áp xoay chiều ba pha bốn dây

Trong cỏc hệ thống, tải/ngu n khụng cõn bằng và tải phi tuyến là ồnhững trường hợ đ ểp i n hỡnh và phổ biến.. Lưu H ng Vi t, tỏc giả đó chọn đề tài: "Nghiờn cứu phương ồệphỏp đ ềi u khiể

-

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp này là do em tự thiết kế dưới

sự hướng dẫn của thầy giáo Tiến sĩ ư L u Hồng Việt Các số ệ li u và k t ếquả trong đồ án là hoàn toàn trung thực

Để hoàn thành cuốn đồ án này, em ch sử dụỉ ng nh ng tài li u ữ ệtham khả đo ã được ghi trong bảng các tài liệu tham khảo, không sử dụng tài liệu nào khác mà không được liệt kê ở phần tài liệu tham khảo

Học viên

Hồ Mạnh Tiến

Mục lục

Trang 1

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục các bảng

Danh mục các hình vẽ

Lời nói đầu

CHƯƠNG 1 TẢI/NGUỒN KHÔNG CÂN BẰNG VÀ TẢI PHI TUYẾN

1.1 Đặt vấn đề

1.2 Khái niệm về ả t i/ngu n không cân bằngồ

1.2.1 Định nghĩ ảa t i/ngu n không cân b ng d a vào ồ ằ ự sự chênh l ch công su tệ ấ

1.2.2 Định nghĩa tải/ngu n không cân b ng d a vào ồ ằ ự các thành phần đối x ngứ

1.3 Ảnh hưởng của tải/nguồn không cân bằng

1.4 Tải phi tuyến

1.4.1 Khái niệm tải phi tuyến

1.4.2 Ảnh hưởng c a t i phi tuy nủ ả ế

1.4.3 Biểu diễn tải phi tuyến dưới dạng mạch i nđ ệ

1.5 Kết luận

CHƯƠNG 2 BỘ BIẾN ĐỔI Đ ỆI N ÁP XOAY CHIỀU BA PHA

2.1 Đặt vấn đề

2.2 Bộ biến đổi i n áp xoay chiều ba pha ba dâyđ ệ

2.2.1 Sơ đồ nguyên lý

2.2.2 Nguyên lý hoạt động

2.2.3 Kết luận

2.3 Bộ biến đổi i n áp xoay chiều ba pha bốn dâyđ ệ

2.3.1 Sơ đồ nguyên lý

2.3.2 Nguyên lý hoạt động

2.4 Mô hình bộ biến đổi bốn dây trong hệ ọ t a độ abc

1

4

4

4

4

6

9

12

12

13

20

22

23

23

23

23

24

27

27

27

29

32 Trang

2.4.1 Mô hình bộ biến tần bốn dây trong hệ ọ t a độ abc

2.4.2 Mô hình của chỉnh lưu bốn dây trong hệ tọa độ abc

2.5 Mô hình bộ biến đổi bốn dây trong hệ ọ t a độ dq0

2.5.1 Mô hình bộ biến tần bốn dây trong hệ ọ t a độ quay dq0

2.5.2 Phân tích trạng thái cân bằng của biế ần t n bốn dây trong hệ ọ t a độ quay dq0

2.5.3 Mô hình của chỉnh lưu bốn dây trong hệ tọa độ quay dq0

2.5.4 Phân tích trạng thái cân bằng của chỉnh lưu bốn dây trong hệ ọ t a độ quay dq0

2.6 Mô hình của tải không cân bằng và tải phi tuyến trong hệ ọ t a độ dq0

2.6.1 Tải cân bằng trong hệ ọ t a độ quay dq0

2.6.2 Tải không cân bằng trong hệ ọ t a độ dq0

2.6.3 Tải phi tuyến trong hệ ọ t a độ dq0

2.6.4 Tải không cân bằng và tải phi tuyến trong hệ ọ t a độ dq0

2.7 Kết luận

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP Đ ỀI U CHẾ VECTƠ KHÔNG GIAN

3.1 Đ ềi u chế vectơ không gian hai chiều

3.1.1 Vectơ không gian hai chiều

3.1.2 Tổng hợp vectơ chuẩn

3.2 Đ ềi u chế vectơ không gian ba chiều

3.2.1 Vectơ không gian ba chiều

3.2.2 Tổng hợp vectơ chuẩn trong hệ ọ t a độ αβγ

3.3 Thuật toán đ ềi u chế vectơ không gian cho bộ biến đổi bốn dây

3.3.1 Đặt vấn đề

3.3.2 Tổng quan về phương pháp đ ềi u chế vectơ đ ệ i n áp cho bộ biến đổi bốn dây

3.3.3 Thuật toán đ ềi u chế vectơ không gian cho bộ biến đổi bốn dây

3.4 Kết luận

CHƯƠNG 4 Đ ỀI U KHIỂN BỘ CHỈNH LƯU BỐN DÂY

4.1 Các cấu trúc đ ềi u khiển chỉnh lưu PWM ba pha

4.2 Đ ềi u khiển trực tiếp công suất tựa theo đ ệi n áp và từ thông ảo

4.2.1 Đ ềi u khi n tr c ti p công su t t a theo i n áp (DPC)ể ự ế ấ ự đ ệ

32

34

35

35

38

40

41

42

42

42

44

45

47

49

49

49

52

53

53

57

64

64

65

68

76

77

77

79

79

4.2.2 Đ ềi u khi n tr c ti p công su t t a theo ể ự ế ấ ự

từ thông ảo (VF–DPC)

4.3 Đ ềi u khiển tựa theo đ ệi n áp và từ thông ảo

4.3.1 Đ ềi u khi n t a theo i n áp (VOC)ể ự đ ệ

4.3.2 Đ ềi u khi n t a theo t thông o (VFOC)ể ự ừ ả

4.4 Kết luận

CHƯƠNG 5 MÔ PHỎNG HỆ THỐNG

5.1 Mô hình chỉnh lưu bốn dây trong Matlab\Simulink\PLECS

5.1.1 Mô hình mạch lực

5.1.2 Mô hình khâu đ ềi u chế vectơ không gian ba chiều

5.1.3 Các bộ đ ề i u chỉnh i n áp và dòng đ ệđ ệ i n

5.1.4 Mô hình khâu đ ềi u chế vectơ không gian ba chiều

5.1.5 Mô hình khâu tính góc phi củ đ ệa i n áp lưới

5.2 Kết quả mô ph ngỏ

5.2.1 Trường h p nguợ ồn đ ệi n lưới cân

5.2.2 Trường hợp nguồn điện lưới không cân bằng

5.3 Kết luận

KẾT LUẬN

PHỤ LỤC

TÀI LIỆU THAM KHẢO.

82

85

85

89

90

91

91

91

92

93

94

95

95

95

106

116

117

120

125

Danh mục các bảng

1.1 Tải không cân bằng và dòng trung tính 5 1.2 Tải không cân bằng và các hệ số không cân bằng 8 1.3 So sánh của tỷ ệ l giữa độ lớn thành phần cơ ả b n và

2 Tải không cân bằng và tải phi tuyến trong hệ ọ t a độ dq0 46 3.1 Bảng vectơ chuyển mạch và đ ện áp tương ứng i 56 3.2 Bảng vectơ chuyển mạch và đ ện áp tương ứng trong hệi

3.3 Vectơ chuyển mạch khác không tương ứng là V1, V2 và

V3

61 3.4 Các ma trận dùng cho việc tính toán những tỉ ố đ ềbiến s i u 62 3.5 Bảng vectơ chuẩn và đ ện áp tương ứng trong hệ ọi t a độ

3.6 Sự bố trí của các tứ diện trong lăng trụ 67 3.7 Đặc đ ểi m phân lo i các sector trong l ng tr ạ ă ụ 71 3.8 Bảng liệt kê ma trận A(3x3) phục vụ việc tính toán các tỷ

Danh mục các hình vẽ

Hình

1.1 phần riêng biệt: Thứ tự thuận, thứ ựPhân tích tải/ngu n không cân bằng thành ba thành ồ t ngược và th t ứ ự

không

9

1.2 Bốn khả năng có thể nối giữa nguồn và tải 11

1.3 có bộ ọS ơ đồ và dòng pha A của chỉnh lưu điôt ba pha không l c một chiều 14

1.4 lọc một chiều S ơ đồ và dòng pha A của chỉnh lưu điôt ba pha có tụ 15 1.5 lọc L/C một chiều S ơ đồ và dòng pha A của chỉnh lưu điôt ba pha với bộ 16

1.7 Dạng dòng đ ệi n của ba chỉnh lưu điôt một pha có tụ lọc 18

1.8 Dòng trong trường hợp tải phi tuyến

có mô hình giống nguồn dòng đ ềi u hòa 21 1.9 Đ ệi n áp trong trường h p t i phi tuy n ợ ả ế

có mô hình giống nguồn áp đ ềi u hòa 22

2.3 Đặc tính chuyển m ch c a van lý tưởng ạ ủ 25 2.4 S ơ đồ khối tổng quát của bộ biến đổi ba dây 26

2.8 S ơ đồ chuyển mạch của bộ biến đổi bốn dây 30 2.9 Đặc tính chuyển m ch c a van lý tưởng ạ ủ 30

2.11 dây Mô hình tín hiệu trungbình lớn của ngh ch l u áp b n ị ư ố 33 2.12 bốn dây Mô hình tín hiệu trung bình lớn của ch nh l u ba pha ỉ ư 34 2.13 bốn dây trong hệ tọa độ quay dq0 Mô hình mạch tín hi u trung bình lớn của nghịch lưu ệ 39 2.14 bốn dây trong hệ tọa độ quay dq0 Mô hình mạch tín hi u trung bình nhỏ ủệ c a nghịch lưu 39

2.15 lưu bốn dây trong hệ tọa độ dq0 Mô hình mạch tín hi u trung bình lớn của một chỉnh ệ 40 2.16 lưu bốn dây trong hệ tọa độ quay dq0 Mô hình mạch tín hi u trung bình nhỏ ủệ c a một chỉnh 41 3.1 dây Các khả ă n ng chuyển mạch trong bộ biến đổi ba pha ba 50 3.2 Đ ệi n áp phía xoay chiều cho bộ biến đổi ba dây 51

3.4 Tổng hợp vectơ chuẩn trong sector thứ nhất 53

3.6 định lăng kính Chọn lọc vectơ chuyển mạch kế tiếp, bước một: xác 59

3.7

Chọn lọc của vectơ chuyển mạch kế tiếp, bước hai: xác

định tứ ệ di n – ví d cho trường hợụ p vect chu n trong ơ ẩ

lăng kính I

60

3.10 Vị trí 16 vectơ chuẩn trong không gian 66 3.11 Lưu đồ thu t toán xác định lăng trụ chứa vectơ V ậ 70 3.12 Vectơ V nằm trong tứ diện có 3 vectơ chuẩn V1, V2 và

5.12 Đ ệi n áp đặt Vdc_ref và đầu ra Vdc 98

5.14 Các dòng đ ệi n IS_a, IS_b và IS_c 100 5.15 Các dòng đ ệi n IS_d, IS_q và IS_0 100 5.16 Đ ệi n áp i u khi n Vđ ề ể S_a, VS_b và VS_c 101 5.17 SWXung đ ềi u khiển của bốn van SWap, SWbp, SWcp và

5.18 Đ ệi n áp đặt Vdc_ref và đầu ra Vdc 102

5.20 Các dòng đ ệi n IS_a, IS_b, IS_c 103 5.21 Các dòng đ ệi n IS_d, IS_q và IS_0 104 5.22 Các đ ệi n áp đ ềi u khiển VS_a, VS_b và VS_c 104 5.23 SWXung đ ềi u khiển của bốn van SWap, SWbp, SWcp và

5.24 Đ ệi n áp đặt Vdc_ref và đầu ra Vdc 107 5.25 Đ ệi n áp lưới VAG, VBG và VCG khi nguồn mất pha C 107 5.26 Các dòng đ ệi n IS_a, IS_b và IS_c 108 5.27 Các đ ệi n áp i u khi n Vđ ề ể S_a, VS_b và VS_c 108 5.28 Xung đ ềi u khiển của bốn van SWap, SWbp, SWcp và

5.29 Đ ệi n áp đặt Vdc_ref và đầu ra Vdc 109

5.31 Các dòng đ ệi n IS_a, IS_b, IS_c 111 5.32 Đ ệi n áp i u khi n Vđ ề ể S_a, VS_b và VS_c 111 5.33 Xung đ ềi u khiển của bốn van SWap, SWbp, SWcp và

5.34 Đ ệi n áp đặt Vdc_ref và đầu ra Vdc 112

5.36 Các dòng đ ệi n IS_a, IS_b, IS_c 114 5.37 Đ ệi n áp đ ềi u khiển VS_a, VS_b và VS_c 114 5.38 Xung đ ềi u khiển của bốn van SWap, SWbp, SWcp và

5.39 Đ ệi n áp đặt Vdc_ref và đầu ra Vdc 115

L ời mở đầu

Truyền ng độ đ ệi n có nhiệm vụ thực hiện các công đ ạo n cuối của một công nghệ sản xu t T trước đến nay, các h truy n động luôn luôn được ấ ừ ệ ềquan tâm nghiên cứu, nâng cao chất lượng, đáp ng yêu cầu ngày mộứ t cao c a ủcông nghệ mới S ra đời c a các thi t b i n t công su t m i hoàn thi n ự ủ ế ị đ ệ ử ấ ớ ệhơn, ưu việt hơn đã góp ph n c i thi n ch t lượng các b bi n đổi i n t ầ ả ệ ấ ộ ế đ ệ ửcông suất trong hệ truyền động i n rất nhiều, không những đ ệ đáp ứng được độ tác động nhanh, độ chính xác cao mà còn giảm kích thước và giá thành hệ thống

Hiện nay, bộ biến đổi xoay chiều ba pha đã và đang được sử dụng trong các hệ thống công suất từ nhỏ đến lớn, từ vài trăm W đến vài MW v i u ớ ư

đ ểi m là i u ch nh động c dễ dàng, tiếđ ề ỉ ơ t ki m n ng lượng Tuy nhiên v i ệ ă ớtruyền động nghịch lưu và chỉnh lưu dùng chỉnh lư điôt, thyristor còn tồn tại u nhiều nhược đ ểi m như: sóng đ ềi u hoà bậc cao gây méo i n áp lưới, hệ số đ ệcông suất thấp, không có sự trao đổi năng lượng giữa lưới và tải

Trong các hệ thống, tải/ngu n không cân bằng và tải phi tuyến là ồ

những trường hợ đ ểp i n hình và phổ biến Chúng có những ảnh hưởng không tốt đến hoạt động bình thường của hệ thống, thậm chí có thể gây sự cố hệ thống Vì vậy, việc đ ềi u khiển hệ thống làm việc tốt trong đ ềi u kiện tải/nguồn không cân hoặc tải phi tuy n tr thành m t v n đề có ý ngh a th c t lớế ở ộ ấ ĩ ự ế n c n ầđược nghiên cứu

Ngày nay, đã có rất nhiều công trình nghiên cứ đ ều i u khiển bộ ến đổi bixoay chiều ba pha ba dây, chúng có đặc đ ểi m chung là đều giả sử dòng i n đ ệtrung tính bằng không Nguyên lý của chúng là đ ềi u chế độ rộng xung d a ựtrên việc tổng hợp vectơ chuẩn trong hệ tọa độ không gian hai chi u Các ềphương pháp đ ềi u khiển ngày càng hoàn thiện, mang lại hiệu quả cao đặc biệt

là trong đ ềi u ki n tệ ải/ngu n không cân Do đó, cùng với nhữồ ng bước tiến nhảy vọt của công nghệ sản xu t van bán d n i n t công su t, b bi n đổi ấ ẫ đ ệ ử ấ ộ ế

ba pha ba dây ngày nay đã được áp dụng phổ biến và rộng rãi trong công nghiệp và các nghành sản xu t khác Tuy nhiên trong trường h p t i/ngu n ấ ợ ả ồ

không cân hoặc tải phi tuyến, do giả ử s ban đầu sai với thực tế nên chấ ượng t l

đ ềi u khi n c a các phương pháp này không t t Vì v y yêu c u th c t đặt ra ể ủ ố ậ ầ ự ế

là ta cần nghiên cứu phương pháp đ ềi u khi n mể ới khắc phục những hạn chế như trên để ứng dụng và phổ biến trong thực tế sản xuất

Xuất phát từ vấn đề th c tiễự n đặt ra nh trên, được sựư đồng ý c a ủtrường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Bộ môn Đ ềi u khiển Tự động và giáo viên

hướng dẫn TS Lưu H ng Vi t, tác giả đã chọn đề tài: "Nghiên cứu phương ồ ệ

pháp đ ề i u khiển bộ biế đổi đ ệ n i n áp xoay chiều ba pha bốn dây"

Mục đích của đề tài: Luận văn sẽ áp dụng lý thuyết đ ềi u khiển hiện đại vào hệ thống ba pha không cân bằng hoặc hệ ống có t i phi tuy th ả ến để nâng cao chất lượng đ ềi u khiển của bộ biến đổi đ ệi n áp ba pha Nguyên lý của chúng là đ ềi u chế độ rộng xung d a trên vi c t ng h p vect chu n trong ự ệ ổ ợ ơ ẩkhông gian ba chiều Ngoài đ ềi u khi n dòng ể đ ệi n ba pha như trong bộ biến đổi ba pha ba dây, nó còn có thêm khả năng i u khi n dòng trung tính Đây đ ề ể

là một đề tài có ý nghĩa thực tế, nhằm nâng cao chất lượng, hiệu quả của các

bộ chuyển đổi đ ện áp ba pha i

Phương pháp nghiên cứu:

– Nghiên cứu lý thuyết để mô hình hóa và xây dựng thuật toán đ ềi u khiển

– Sử dụng ph n m m Matlab/Simulink/Plecs để mô ph ng và ki m ầ ề ỏ ểnghiệm các kết quả nghiên cứu lý thuyết

Luận văn gồm năm chương vớ ội dung tóm tắt như sau: i n

Chương thứ nhất trình bày khái niệm về tải/ngu n không cân b ng và ồ ằtải phi tuyến và phân tích những tác động của chúng đối với những hệ thống

có chứa chúng

Chương thứ hai trình bày nguyên lý và mô hình của bộ biến đổi ba pha

ba dây và ba pha bốn dây, làm cơ sở cho vi c i u khi n được trình bày các ệ đ ề ể ởchương sau

Chương thứ ba phân tích các vấn đề liên quan đế đ ền i u chế vectơ không gian hai chiều và ba chiều Đồng thời trình bày thuật toán đ ềi u chế vectơ không gian ba chiều, từ đ ó ta có thể thiết kế được khâu này trong mô phỏng c ng như trong thực nghiệm ũ

Chương thứ tư trình bày phương pháp đ ềi u khiển bộ biến đổi chỉnh lưu

ba pha bốn dây Nguyên lý chung của các phương pháp này là đều tựa theo

điện áp lưới hoặc tựa theo từ thông ảo để đ ều khiển dòng đ ện hoặc đ ều i i ikhiển công su t tức thời Trong chương này, các sơ đồ cấấ u trúc i u khi n đ ề ểchỉnh lưu ba pha bốn dây được trình bày, làm cơ sở cho vi c thi t k h th ng ệ ế ế ệ ốtrong mô phỏng và thực nghiệm

Chương thứ năm mô ph ng c u trúc i u khi n VOC cho bộỏ ấ đ ề ể bi n đổi ếchỉnh lưu ba pha bốn dây trong đ ềi u kiện nguồn cân bằng và không cân bằng trong trường hợp dòng tải dạng không đổi, dạng bậc thang và dạng tăng dần

đều Kết qu mô ph ng thu ả ỏ được cho ta thấy tính úng n củđ đắ a lý thuy t trình ếbày ở trên

Phần kết luận sẽ khái quát lại những kết quả đ ã đạt được trong quá trình nghiên cứu, những tồn tại và hướng phát triển c a đề tài ủ

Để đạt được kết qu này, tác giả đả ã nhận được s giúp đỡ nhiệt tình của ựcác thầy cô và đồng nghiệp Tác giả vô cùng biế ơt n sự hướng dẫn, ch bảo ỉ

tận tình và quý báu của Tiế n s L u H ng Vi t để tác giả ĩ ư ồ ệ hoàn thành lu n v n ậ ănày Tác giả xin chân thành cả ơm n các thầy cô trong bộ môn Đ ềi u khi n Tể ự

động và Trung tâm Sau i học trường Đại họđạ c Bách Khoa Hà N i ã giúp ộ đ đỡ

và tạ đ ềo i u kiện cho tác giả trong suốt quá trình học tậ ạp t i trường

Do trình độ bản thân có hạn nên luận văn không thể tránh khỏi thiếu sót Tác giả cũng bi t n và trân tr ng m i ý ki n ánh giá và góp ý quý báu ế ơ ọ ọ ế đcủa thầy cô và các đồng nghiệp để bản luận văn này được hoàn thiện hơn!

Hà Nội, ngày 20 tháng 11 năm 2007 Học viên: Hồ Mạnh Tiến

Chương 1 Tải/nguồn không cân bằng

và tải phi tuyến

1.1 Đặt vấn đề

Trong các phương pháp đ ềi u khiển bộ biến đổi đ ệi n áp ba pha ba dây, nguyên lý hoạt động c a chúng thường được xây dựng dựa trên giả thiết ban ủđầu là tải/nguồn cân bằng, khi đó dòng đ ệi n trung tính bằng không Mặc dù tải/nguồn không cân bằng hoặc tải phi tuyến tưởng như là trường hợp đặc biệt, nhưng trên thực tế chúng lại là những trường hợ đ ểp i n hình và ch yếu, ủnghĩa là dòng trung tính khác không Chính vì vậy ta cần phải nghiên cứu những tính chất và ảnh hưởng của chúng đối với hệ thống để có thể đ ề i u khiển hệ thống một cách chính xác hơn, nâng cao chất lượng đ ệi n áp hoặc dòng đ ệi n đầu ra Những nội dung trên được trình bày trong chương 1, tải/nguồn không cân bằng được phân tích dựa trên các thành phần đối xứng Những phân tích này sẽ được sử dụng làm c sởơ cho nh ng thi t k i u ữ ế ế đ ềkhi n ể ở các chương tiếp theo

Phương pháp phân tích dải tần số được dùng để mô tả tải phi tuy n, ếtrong đó mô hình tải phi tuyến được biểu diễn dưới dạng nh ng nguồn dòng ữhoặc nguồn áp đ ềi u hòa Những dòng tải đ ềi u hòa còn được khảo sát thêm trong hệ ọ t a độ cố định αβγ và hệ ọa độ quay dq0 trong hai chương sau t

suất

Trong hệ thống ba pha, tải ba pha không cân b ng có th do s phân ằ ể ựphối không đều về tải gi a ba pha (t c là do t i không cân b ng) ho c do t i ữ ứ ả ằ ặ ả

load

load load

Trong đó:

%UnBal – Tỉ ệ l không cân bằng của tả i/ngu n ồ

load max , load min – Tải lớn nhất và tải nhỏ nhất trong ba pha

Σ load – T ng c a ba t i trên ba pha ổ ủ ả

Nhược đ ểi m của cách tính %UnBal này có thể thấy trong bảng 1.1 Giả thiết rằng hệ số công su t củ ảấ a t i thay đổi trong kho ng [–0,8;+0,8], cột trái ảcủa bảng liệt kê bốn trường hợp khác nhau của tải Kết qu o dòng trung tính ả đđược ghi trong cột ph i c a b ng [TL15] ả ủ ả

Bảng 1.1 Tải không cân bằng và dòng trung tính

4) |ILA|=|ILB|= Im; IC = 0

cosφA = – 0,8; cosφB = 0,8 |In|= 1,84 Im

Trong đó:

I m là biên độ dòng và I n là dòng chạy trong dây trung tính

I LA , I LB , I LC là dòng pha A, dòng pha B và dòng pha C

cosφ A , cosφ B và cosφ C lần lượt là hệ số công suất của tải pha A, tải pha

B và tải pha C

Từ bảng 1.1 ta th y: Tảấ i trong trường h p 4 có t lệợ ỷ không cân b ng ằthấp hơn trong tải trường hợp 1 Tuy nhiên, xét về mặt dòng trung tính thì trường hợp 4 là trường hợp tải không cân bằng nhất, trong đó dòng trung tính trường hợp này có giá trị lớn nh t: Iấ n = 1,84.Im Như vậy, cách tính t i/ngu n ả ồkhông cân bằng dựa vào s chênh l ch công su t theo công th c (1.1) còn có ự ệ ấ ứ

đ ểi m ch a h p lý: S khác nhau gây ra b i biên độ ho c s thay đổi góc pha ư ợ ự ở ặ ựban đầu của dòng tải không thể được phân biệt theo cách định nghĩa này Có một cách tốt hơn, đó là định nghĩa không cân bằng dựa vào các thành phần đối xứng được trình bày ở ụ m c dưới

xứng

Biểu diễn sự mất cân b ng c a t i/ngu n không cân b ng dựa trên các ằ ủ ả ồ ằthành phần đối x ng được đề xướng đầu tiên bởứ i C.L.Fortescue n m 1918 và ăngày nay nó trở thành là một phương pháp ph bi n để phân tích s mất cân ổ ế ựtrong những hệ thống đ ệi n Phương pháp định nghĩa này còn ý nghĩa đặc biệt khác, đó là nó cung cấp nguyên tắc để có thể thiết kế ộ b biến đổi

Một dòng i n (ho c i n áp) ba pha không cân b ng tùy ý có th được đ ệ ặ đ ệ ằ ểbiểu diễn như sau [TL14]:

( ) ( ) ( )⎥⎥

LB LB

LA LA

LC

LB

LA

t I

t I

t I

I

I

I

ϕω

ϕω

ϕω

sin sin

sin

hoặc nó có thể được biểu diễn bởi sáu biến |ILA|∠φLA, |ILB|∠φLB, |ILC|∠φLC

Nếu bi u di n theo các thành ph n đối x ng, sáu bi n trên l i có th ể ễ ầ ứ ế ạ ểđược phân tích thành ba dòng ba pha cân bằng:

n

p

I I

I a a

a a

I

I

I

1 1 1 1

B

A

I I I

a a

a a I

I

I

1 1

1 1 1

+ +

+ +

o LB n LB p LB

o LA n LA p LA LC

LB

LA

I I

I

I I

I

I I

_

_ _

_

_ _

_

Dựa vào định ngh a trên, m t t i/ngu n ba pha không cân b ng có th ĩ ộ ả ồ ằ ểđược mô tả bởi hai thông số là Unbal_N% (t lệỷ không cân b ng th tự ng-ằ ứược) và Unbal_0% (tỷ ệ l không cân bằng thứ ự t không) Chúng được xác định theo hai biểu thức (1.6) và (1.7) [TL14]:

Bảng 1.2 cho th y nh ng k t quảấ ữ ế áp d ng hai t lệụ ỉ không cân b ng này ằ

để mô tả ố b n trường hợp không cân b ng củ ảằ a t i li t kê trong bảệ ng 1.1 Các t ỉ

lệ không cân bằng Unbal_N% và Unbal_0% của ba pha có thể thay đổi ứng với những hệ số công suất khác nhau [TL14]

1) |ILA|= Im; ILB = ILC = 0 100% 100% 2) |ILA|=|ILB|=|ILC|= Im

cosφA = 1; cosφB = 0,8; cosφC

Tóm lại, một tải/ngu n không cân bằng có thể được phân tích thành ba ồ

thành phần: thứ tự thu n, th tựậ ứ ngược và th tựứ không K t lu n này được ế ậ

minh họa bằng hình vẽ trên [TL14]

1.3 Ảnh hưởng của tải/nguồn không cân bằng

Cả tải/ngu n ba pha đều có hai cách n i dây: n i dây hình (ba dây) ồ ố ố Δ

và nối dây hình Y (bốn dây) Như vậy, ta có 22 = 4 khả năng để nối gi a ữ

nguồn và tải theo một trong bốn sơ đồ: – , –Y, Y– và Y–Y ∆ ∆ ∆ ∆

bc Z

B B

G

G

VbG

cG V

VaG

a Z

Z

BC Z

Δ

Ảnh hưởng c a t i không cân b ng trong trường h p này được bi u di n b ng ủ ả ằ ợ ể ễ ằmột dòng thứ tự ngược từ nguồn đến tải Như vậy, tồn tại một dòng rò sẽ chạy quẩn giữa nguồn và tải với tần số bằng hai l n t n s ngu n [TL6] Khi i m ầ ầ ố ồ đ ểtrung tính được nối đất, i n áp của đ ểđ ệ i m trung tính sẽ thay đổi theo sự mất cân bằng của tải Đặc i m này có thể gây ra hiện t ng lđ ể ượ ệch i n áp trung đ ệtính giữa nguồn – tải và đ ềi u này gây ra rất nhiều vấn đề ph c t p trong hệ ứ ạthống

Trong sơ đồ nố Δi –Y, ch độ làm vi c tương t nh sơ đồ nố Δ Δế ệ ự ư i – , ngoại trừ việc có một đ ểi m trung tính tải rõ ràng, hoạ động tải có thể b st ị ự cố

do sự thay đổi củ đ ệa i n áp đ ểi m trung tính Trường hợp này không có dòng thứ tự không trong tải, tuy nhiên dòng thứ tự không có th t n t i trong ngu n ể ồ ạ ồ

và gây ra một số ả nh hưởng xấu đến hoạt động của hệ thống [TL6]

Trong sơ đồ nối Y–Δ tương tự nh sơ đồ nố Δ Δư i – , tr vi c không có ừ ệdòng thứ tự không trong ngu n, tuy nhiên dòng th tựồ ứ không có th tồể n t i ạtrong tải [TL6]

Trong sơ đồ nối Y–Y, i m trung tính c a ngu n và i m trung tính đ ể ủ ồ đ ểcủa tải là bị ràng buộc với nhau Như vậy, không phải là duy nhất dòng thứ tự ngược chạy quẩn giữa nguồn và tải với tần số gấp hai l n t n s ngu n ch y ầ ầ ố ồ ạqua các đ ểi m nối A, B và C, mà còn có thêm dòng thứ tự không ch y qu n ạ ẩgiữa nguồn và tải chạy qua đ ểi m nối trung tính G [TL6]

1.4 Tải phi tuyến

Trong hệ thống đ ệi n tử công suất, những tải tuyến tính ví dụ như đ ệ i n trở, cuộn cảm, tụ đ iện và nh ng t i phi tuy n ví d nh iôt ch nh l u, ữ ả ế ụ ư đ ỉ ưthyristor, lò hồ quang, Một tải tuyến tính có thể được định nghĩa theo một biểu thức tuyến tính giữa đ ệi n áp trên tải và dòng qua tải hoặ đạo hàm củc a chúng Mặc dù không có một biểu thức toán học rõ ràng mô tả tải phi tuy n, ếtuy nhiên chúng có thể được mô tả như "một tải mà đặc tính dòng không sin khi nó được cung cấp m t ngu n đ ệộ ồ i n áp hình sin" Do ó, cho m t ngu n đ ộ ồ

πωω

3

2 sin

3

2 sin

sin

ln_

t t

t V

V

V

V

pk CG

2 1

1

2

_ 2 1

2 1

1

2

_ 2 1

2 1

1

1 2 sin 3

2 sin

.

1 2 sin 3

2 sin

.

1 2 sin sin

.

k

C k k

k

B k k

k

A k k

LC

LB

LA

t k I

t I

t k I

t I

t k I

t I

I

I

I

ϕωπ

ϕω

ϕωπ

ϕω

ϕωϕ

ω

(1.9)

Trong trường hợp lý tưởng, biểu thức (1.9) sẽ không chứa thành phần sóng đ ềi u hòa bậc chẵn, như thế tải phi tuy n có th được bi u di n theo ế ể ể ễnhững biên độ của sóng đ ềi u hòa b c lẻ và tổậ ng độ méo i u hòa [TL16]: đ ề

TDH =

1 2

2 1 2

I

I

k k

∑∞

=

±

Một cách khác để mô tả đặc tính của tải phi tuyến là sử ụ d ng h s đỉnh ệ ố

Kc Trong đó: Kc là tỉ lệ ề v độ l n gi a giá tr c c đại và giá tr hi u d ng Rõ ớ ữ ị ự ị ệ ụràng tải tuyến tính có Kc = 2 Nếu Kc ≠ 2 thì tải là phi tuyến Ví dụ chỉnh lưu điôt có hệ số Kc nằm trong kho ng (1,5÷3), ph thu c vào b lọả ụ ộ ộ c m t ộchiều

1.4.2 Ả nh hưởng c a t i phi tuy n ủ ả ế

i

Để xét ảnh hưởng của những tải phi tuyến phổ biến và đ ển hình, ta sẽphân tích một số sơ đồ ch nh l u iôt nh sau: s đồ ch nh l u iôt ba pha ỉ ư đ ư ơ ỉ ư đkhông có lọc một chiều, chỉnh lưu điôt ba pha có tụ lọc m t chiều, chỉnh lưu ộ

ba pha có bộ lọc L/C m t chi u và s đồ ba chỉnh lưu điôt một pha Đây là ộ ề ơnhững sơ đồ đơn giản, r ti n và là những ví dụ đ ểẻ ề i n hình cho bộ biến đổi xoay chiều/một chiều truy n th ng và ph bi n hi n nay ề ố ổ ế ệ

Những tải phi tuyến khác, ví dụ như bộ chỉnh lưu thyristor có thể gây ra những dòng cao tần lớn, như thế tải phi tuy n gây ra nh hưởng th m chí còn ế ả ậ

xấu hơn Tuy nhiên, chỉnh lưu thyristor là bán đ ều khiển, dạng sóng của nó i

sẽ phụ thuộc vào những yêu cầu đ ều chỉnh, do đó việc phân tích đòi hỏi sẽiphức tạp hơn Vì vậy, luận văn này không đề cập nhi u đến ch nh l u ề ỉ ưthyristor

Một lý do quan tr ng n a để ta không phân tích b ch nh l u thyristor ọ ữ ộ ỉ ư(tải phi tuyến phức tạp) là vì những phân tích các sơ đồ chỉnh lư đu iôt (tải phi tuyến đơn giản) liệt kê ở trên cũng đủ để chỉ ra những ảnh hưởng đ ểi n hình và

phổ biến của tải phi tuyến tác động lên hệ thống

Xét tải phi tuyến là sơ đồ chỉnh lưu điôt cầu ba pha không có bộ lọc một chiều (hình 1.3) Ta có:

Từ hình 1.3, ta th y dòng i n pha A b méo v i hai đường lõm ở đỉnh ấ đ ệ ị ớTrong trường hợp này, hệ số đỉnh Kc xấp x bằỉ ng 1,28 (nh hơn trong trường ỏhợp tải tuyến tính) và THD bằng 30%

Xét tải phi tuyến là bộ chỉnh lư đu iôt cầu ba pha có tụ lọc m t chi u C ộ ề(hình 1.4) Trong trường hợp này, THD dòng bằng 69% và h số đỉnh Kệ c = 1,86 (lớn hơn trong trường hợp tải tuyến tính)

Xét tải phi tuyến là sơ đồ chỉnh lư đu iôt cầu ba pha có bộ ọ l c L/C một chiều (hình 1.5)

Vì cuộn cảm là tương đối lớn nên dòng có dạng sóng vuông Dòng đ ệi n

có thể được san cho phẳng bằng tụ ọ l c

Kết qu là khi THD < 29% và h s đỉnh Kả ệ ố c <1,22 thì dạng sóng trường hợp 3 tương tự như trong trường hợp 1

Xét tải phi tuyến là sơ đồ ba chỉnh lưu điôt một pha (hình 1.6) Dạng dòng đ ệi n của nó như trong hình 1.7a

Dả ầi t n s được th hi n trong hình 1.7b, có thểố ể ệ th y h số đỉnh Kấ ệ cbằng 2,23, lớn hơn nhiều so với trường hợp mộ ảt t i tuy n tính (Kế c = 2) THD dòng pha bằng 65% Mặc dù ba pha có tải như nhau và dòng qua mỗi pha có dạng sóng như nhau, nhưng thực tế có rất nhiều sóng hài bậc cao của

ba dòng qua dây trung tính Trong trường hợp này, giá trị hiệu dụng của dòng trung tính bằng 1,7 lần giá trị hiệu d ng cụ ủa dòng pha

Giả ử ằ s r ng tải phi tuyến trên ba pha giống hệt nhau [TL16] thì:

– Sóng hài bậc 3k là thành phần sóng thứ tự không, trong ó: k = đ{1,3,5,…}, ví dụ ậ b c 3, bậc 9, bậc 15,…

– Sóng hài bậc 3k+1 là thành phần sóng thứ tự thuận, trong đó: k = {2,4,6,…}, ví dụ ậ b c 7, bậc 13, 19,…

– Sóng hài bậc 3k+2 là thành phần sóng thứ tự ngược, trong ó: k = đ{1,3,5,…}, ví dụ ậ b c 5, bậc 11, 17,…

Sự so sánh c a nh hưởng c a nh ng sóng hài chính đối v i thành ph n ủ ả ủ ữ ớ ầsóng cơ ả b n trong bốn trường hợp như ả b ng 1.3 [TL16]

Bảng 1.3 So sánh của tỷ lệ giữa độ lớn thành phần cơ bản

Bậc 7 (%)

Bậc 9 (%)

Bậc 11 (%)

Bậc 13 (%) THD(%) Kc

Trong những hệ thống có tải phi tuyến, tải phi tuyến sinh ra những sóng hài bậc cao Những sóng hài bậc cao này gây ra những nh hưởng không tốt ảcho nguồn và những tải khác được nối cùng nguồn với nó, bao gồm:

– Méo đ ệi n áp ngu n: Sóng hài dòng c a t i qua tr kháng đầu ra c a ồ ủ ả ở ủnguồn sinh ra sóng hài đ ệi n áp Hiệ ứng này có thể được thấy như làm lõm u

đ ệi n áp ho c làm méo d ng hình sin c a i n áp ngu n Méo đ ệặ ạ ủ đ ệ ồ i n áp ngu n s ồ ẽgây ra méo dòng đ ệi n tải

– Làm nóng quá mức cho phép ở máy biến thế: Do hiệ ứu ng bề mặt, những tổn hao gây ra do dòng hài có thể lớn quá m c cho phép Máy bi n th ứ ế ếtrước đó được thiết kế cho tải tuyến tính có th bể ị nóng quá quá mức cho phép

và bị cháy Để hệ thống hoạt động an toàn, các máy biến áp làm việc hệ ống thnày phải có hệ ố ự s d trữ ớ l n

– Dao động hệ ố th ng Nh ng dòng hài xu t hi n trong h th ng v i m t ữ ấ ệ ệ ố ớ ộdải tần số rộng, chúng có thể kích thích hệ thống dao động ở tần số ự t nhiên – Làm động cơ và máy phát b rung m nh và gây ra ti ng n lớn ị ạ ế ồNhững dòng hài sinh từ thông hài trong những máy đ ệi n Mômen hài sinh bởi dòng hài gây ra những rung động và tiếng n lớn ồ

– Nhiễu EMI l n Dòng hài sinh ra nhi u nhi u EMI Qua đường ớ ề ễtruyền, chúng cũng là nguồn phát EMI Nhiễu EMI lớn gây ra bởi những dòng hài làm giảm chất lượng hoạt động hoặc gây ra sự cố trong nh ng h ữ ệthống truyền thông và thiết bị đ ệ i n tử

Tóm lại, tải phi tuyến (ví dụ ba chỉnh lưu điôt một pha) có thể gây ra một dòng trung tính lớn mà có th gây nh hưởng đến h th ng x u h n nhi u ể ả ệ ố ấ ơ ề

so với trường hợp tải không cân b ng Dây dằ ẫn trung tính bị nóng quá mức ường được thấy trong các h th ng có t i lo i này Thực tế trong các hệ thống ệ ố ả ạ

Phương pháp 2: Sử dụng b lọộ c tích c c Chúng là nh ng b bi n đổi ự ữ ộ ếdòng/áp So với phương pháp 1, phương pháp này òi h i vi c thi t k ph c đ ỏ ệ ế ế ứ

tạp hơn nhưng nó hạn chế ảnh hưởng của tải phi tuyến tốt hơn Người ta đã chứng minh rằng sử dụng bộ ọ l c tích c c là m t cách hi u qu để hạự ộ ệ ả n ch nh ế ả

hưởng xấu của tải phi tuyến lên hệ thống đ ện [TL6] i

1.4.3 Biểu diễn t ải phi tuy n d ế ướ ạng mạ i d ch i n đ ệ

Tải phi tuy n có th được bi u di n dưới d ng m t ngu n dòng ho c ế ể ể ễ ạ ộ ồ ặnguồn áp đ ềi u hòa, phụ thuộc vào trở kháng đầu vào của tải phi tuyến

Nếu có trở kháng đầu vào lớn, t i phi tuy n có thểả ế được bi u di n nh ể ễ ư

một nguồn dòng đ ều hòa Tải phi tuyến mô tả trong trường hợp 3 là một ví i

dụ như vậy Cu n c m l c đầu vào << tr kháng đầu vào Chế độ khóa dẫn ộ ả ọ ở

của các điôt được xác định bởi đ ện áp nguồn và dòng qua cuộn cảm Sơ đồi mạch một pha như hình 1.8a, trong đó ZS là trở kháng đầu ra của nguồn, và ZL

là trở kháng đầu vào của tải Bình thường tải phi tuyến có trở kháng ZL >> trở

A k

Hình 1.8 Dòng trong trường hợp tải phi tuyến

Nếu có trở kháng đầu vào nhỏ, tải phi tuyến có thể được biểu diễn như

một nguồn áp đ ều hòa (hình 1.9) Tải phi tuyến được mô tả trong trường hợp i

2 và 4 là những ví dụ như vậy T lọụ c đầu vào << tr kháng được đầu vào ởChế độ khóa dẫn của các điôt được xác định bởi đ ệi n áp nguồn (xoay chiều)

và đ ệi n áp đầu ra (một chiều) [TL17]

A k

1.5 Kết luận

Chương 1 trình bày những phân tích về tải không cân b ng và t i phi ằ ảtuyến, trong đó phương pháp các thành phần đối xứng được sử dụng để định nghĩa một tải/nguồn không cân bằng Một tải/ngu n ba pha không cân b ng ồ ằ

có thể được mô tả bở ỷi t lệ không cân b ng th tựằ ứ ngược và t lệ không cân ỷbằng thứ tự không Nh ng nh hưởng i n hình và phổ bi n cữ ả đ ể ế ủa chúng tác động lên hệ ố th ng cũng được phân tích Mộ ảt t i/ngu n không cân b ng có th ồ ằ ểsinh ra dòng thứ ự t ngược và dòng thứ tự không trong h th ng ph thu c vào ệ ố ụ ộ

s ơ đồ nối nguồn và tải

Biên độ sóng đ ềi u hòa b c l , t ng độ méo đ ềậ ẻ ổ i u hòa THD và h s đỉnh ệ ố

Kc là các tham số được sử ụ d ng để mô t t i phi tuyến Tùy vào trở kháng, tải ả ảphi tuyến có thể được mô t nh mộả ư t ngu n dòng i u hòa ho c ngu n áp ồ đ ề ặ ồ

đ ềi u hòa T i phi tuy n có m t s nh hưởng x u đối v i h th ng Để hệ ả ế ộ ố ả ấ ớ ệ ố

thống hoạ động tốt, ta cần sử dụt ng nh ng b lọữ ộ c th động ho c bộ lọc tích ụ ặcực để loại trừ sóng hài gây ra những tác động xấu lên hệ thống

Ch ương 2 Bộ biế đổi đ ệ n i n áp xoay chiều ba pha

2.1 Đặt vấn đề

Từ những năm 90 của thế kỷ XX, khi công ngh ch tạo tranzitor phát ệ ếtriển, các sơ đồ chỉnh lưu đã được nghiên cứu, áp dụng vào thực tế nhằm đạt được những yêu c u sau: ầ

– Trao đổ đượi c năng l ng giượ ữa động cơ và lưới Khi năng lượng của động cơ ớ l n, n ng lượng dư ừă th a có th ch y ngược về nguồn ể ả

– T ng hă ệ ố s công suất

– Giảm sóng đ ềi u hoà b c cao dội vào lưới để cải thiện chất lượng đ ệậ i n

năng (làm sin dòng đ ện đầu vào) i

Ngày nay, cùng với sự phát triển như vũ bão c a ngành công nghi p ủ ệ

đ ệi n t công su t, các b bi n đổi xoay chi u ã được áp d ng r ng rãi vào ử ấ ộ ế ề đ ụ ộcác ngành sản xuấ đt, em lại hiệu quả cao

Chương 2 trình bày những vấn đề tổng quan v bộề bi n đổi i n áp ế đ ệxoay chiều ba pha và nguyên lý hoạt động c a chúng, trong ó t p trung trình ủ đ ậbày chủ ế y u là bộ biến đổi xoay chiều ba pha ba dây (truyền thống) và ba pha bốn dây

2.2.1 Sơ đồ nguyên lý

Bộ ế bi n đổi i n áp ba pha ba dây g m s đồ ngh ch l u áp (VSI) và sơ đ ệ ồ ơ ị ư

đồ chỉnh lưu ba pha ba dây như hình 2.1 Trong nhiều năm trở ạ đ l i ây, những

bộ biến đổi này đã được áp dụng phổ biến và rộng rãi vào sản xuất và mang lại nhiều kết quả tích cực

~

~

b) Chỉnh lưu boost ba dây

Hình 2.2 Sơ đồ chuyển mạch ba dây

Xét đặc tính chuyển m ch c a van Trong trường hợp lý tưởng, ta có: ạ ủ

0 0

0

i khi

i khi V

Từ sơ đồ chuy n m ch ba dây t ng quát, ta có th xây d ng s đồ ể ạ ổ ể ự ơnghịch lưu áp và sơ đồ chỉnh lưu PWM Để tạo sơ đồ nghịch lưu áp ba pha, ta

nối một nguồn đ ện áp một chiều lý tưởng với các đầu dây p, n phía một chiều i

và nối một bộ lọc ba pha cân b ng L/C được n i v i các đầu Vằ ố ớ a, Vb, Vc phía xoay chiều Tương tự, để tạo s đồ ch nh l u PWM ba pha, ta n i t i v i các ơ ỉ ư ố ả ớ

đầu p,n phía một chi u và nốề i ba cu n c m L v i các đầu Vộ ả ớ a, Vb, Vc phía xoay chiều

Để đ ều khiển bộ biến đổi đ ện áp ba pha ba dây, người ta thường giả

sử rằng t i/ngu n là cân b ng C th là trong trường h p ngh ch l u áp ba ả ồ ằ ụ ể ợ ị ưdây, ta giả thiết là tải ba pha cân bằng, khi đ đ ệó i n thế VG = Vn và dòng trung tính bằng không Tương tự, trong trường hợp chỉnh lưu PWM ba dây, ta cũng giả thiết nguồn xoay chi u ba pha là cân bằng ề

Hình 2.4 trình bày sơ đồ tổng quát c a b bi n đổi ba pha ba dây bao ủ ộ ế

gồm sơ đồ nghịch lưu và chỉnh lưu Từ sơ đồ ta th y b bi n đổi ba pha ba ấ ộ ếdây được cấu thành từ các khâu đ ềi u biến độ rộng xung, các bộ đ ề i u khiển, sơ

đồ chuyển mạch ba dây, lọc, nguồn và tải Đối với nghịch lưu ba pha, nguồn

là một chiều và tải là tải ba pha Đối với chỉnh lưu ba pha, nguồn là nguồn ba pha và tải là tải một chiều

Các vòng đ ềi u khi n ây có th là vòng i u khi n dòng i n, vòng ể ở đ ể đ ề ể đ ệ

đ ềi u khi n i n áp, vòng i u khi n t c độ, vòng i u khi n v trí, Khâu ể đ ệ đ ề ể ố đ ề ể ị

đ ềi u bi n độ rộế ng xung làm nhi m v i u khi n ho t động c a các chuy n ệ ụ đ ề ể ạ ủ ể

mạch bằng cách gửi các tín hiệu ON/OFF để đóng mở ba cặp van (các tín hiệu Sap, Sbp, Scp, San, Sbn và Scn ) Ví dụ ngh ch l u được s dụị ư ử ng nh một ưnguồn UPS, môđun đ ềi u biến gửi tín hiệ đ ều i u khiển tới các van sao cho đ ệi n

áp đầu ra luôn là đ ệi n áp ba pha hình sin bám theo đ ệi n áp lưới

2.2.3 Nhận xét

Ngày nay đã có r t nhi u công trình nghiên c u hoàn thi n lý thuy t ấ ề ứ ệ ế

đ ềi u khi n b bi n đổi ba pha ba dây Hi n nay, bộ biến đổi ba pha ba dây đã ể ộ ế ệđược áp dụng ph biếổ n trong công nghi p và s n xu t, mang l i hi u qu khá ệ ả ấ ạ ệ ảcao Với nguồn/tải ba pha cân bằng, bộ biến đổi ba dây hoạt động rất tốt, nhiều phương pháp đ ềi u khiển có chất lượng đầu ra (đ ệi n áp, dòng đ ệi n, )

đáp ng được nh ng yêu c u cao Tuy nhiên, th c t có r t nhi u trường h p ứ ữ ầ ự ế ấ ề ợ

tải/nguồn là không cân bằng hoặc tải phi tuyến, khi đó dòng trung tính sẽkhác không (khác với giả sử ban đầu c a lý thuy t i u khi n b bi n đổi ba ủ ế đ ề ể ộ ếdây) Do không đ ềi u khiển được dòng trung tính nên bộ biến đổi ba dây cho chất lượng đầu ra không tốt trong đ ềi u kiện làm việc với tải/nguồn không cân hoặc tải phi tuyến, thậm chí chúng còn có thể gây ra sự cố ệ thống h

Ở mục 2.3, ta sẽ nghiên cứu về bộ ế bi n đổi b n dây vớố i ba c p van để ặ

đ ềi u khi n dòng pha a, pha b, pha c và m t c p van n a để iể ộ ặ ữ đ ều khiển dòng trung tính Do có ư đ ểu i m nổi bật là khai thác triệt để nh ng u iữ ư đ ểm của phương pháp đ ềi u chế vectơ không gian nên ngày nay, chúng đang được nghiên cứu để áp dụng vào thực tế

chỉnh lưu PWM bốn dây áp dụng cho hệ thống ba pha có nguồn không cân

bằng và sơ đồ lọc tích cực bốn dây áp dụng trong trường hợp hệ thống ba pha

có tải phi tuyến

Z

B T¶i phi tuyÕn

Hình 2.8 Sơ đồ chuyển mạch của bộ biến đổi bốn dây

Đặc tính chuyển m ch van lý tưởng c ng gi ng nh trong trường h p ạ ũ ố ư ợ

bộ biến đổi ba pha ba dây:

0 0

0

i khi

i khi V

Để mô tả hoạt động của bộ biến đổi bốn dây, hàm chuyển mạch có thểđược định nghĩa nh sau: ư