PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ MỞ RỘNG (OVERMODULATION)

Điện tử công suất 5.3.8 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ MỞ RỘNG (OVERMODULATION) Các phương pháp điều chế vector không gian dạng cải biến sử dụng để điều khiển điện áp ngõ có số điều chế đến giới hạn 0,907 Trong điều khiển công suất lớn, chẳng hạn điều khiển truyền động động điện xoay chiều, việc tận dụng khả công suất nghòch lưu có ý nghóa kinh tế sử dụng hiệu thiết bò linh kiện, đặc biệt trình độ Do đó, phát sinh nhu cầu điều khiển mở rộng điện áp đến giá trò cực đại mà phương pháp bước tạo tương ứng với số điều chế m=1 Phương pháp điều chế độ rộng xung sin dạng cải biến đạt đến giới hạn m=1 Tuy nhiên, đặc tính điều khiển trở nên phi tuyến tính chất sóng hài đạt lợi cho sử dụng Do đó, điều chế độ rộng xung mở rộng không thực thuận lợi sử dụng phương pháp điểu khiển nêu Phương pháp điều chế vector mở rộng dựa vào đặc tính quỹ đạo vector không gian (xem hình H5.22) Quỹ đạo vector giới hạn đường tròn nội tiếp bên hình lục giác, tương ứng m=0,907 Bên đường tròn giới hạn này, ta điều khiển r vector điện áp ngõ V (và điện áp ba pha tải) pha tỉ lệ tuyến tính r với modul vector yêu cầu v ref Để tạo biên độ hài có r số điều chế m>0,907 tương ứng với vùng điều chế mở rộng, vector v ref có phần quỹ đạo vượt hình lục giác kỹ thuật điều chế vector không gian r nghòch lưu áp không cho phép thực điều vector V tạo thành nằm bên diện tích giới hạn hình lục giác Do đó, để đạt giá trò m cho trước r thỏa điều kiện m>0,907, tương quan quỹ đạo vector yêu cầu v ref vector trung bình r V thực tế xảy trường hợp sau: r r - Hai vector v ref , V di chuyển pha tỉ số modul thay đổi r r V = m( γ ).v ref r r - Hai vector v ref , V di chuyển khác pha tỉ số modul thay đổi r r V = m( γ ).v ref e jδ( γ ) Hệ dòch chuyển không pha tỉ số modul thay đổi dẫn đến r tương quan không tuyến tính vector yêu cầu với thành phần hài V(1) áp xuất thành phần sóng hài bậc cao điện áp pha tải Các phương pháp điều chế vector mở rộng cố gắng tạo điều kiện điều khiển liên tục m thay đổi phạm vi trên, vấn đề đặc tính điều khiển tuyến tính lượng sóng hài bậc cao yếu tố đònh phương án điều chế vector mở rộng 5-30 Điện tử công suất Yêu cầu điều chế vector mở rộng nhằm tạo quan hệ tuyến tính thành phần hài vector điện áp vector điều khiển, biểu diễn dạng quan hệ toán học, ta có: r r V(1 ) = m.v ref Một phương pháp điều chế vector mở rộng chia phạm vi điều chế làm mode Mode 1, áp dụng cho phạm vi thay đổi m từø 0,907 đến ln = 0.9514 , quỹ đạo tương ứng đường tròn nội tiếp bên hình lục giác (m=0,907) đường chu vi hình lục giác (m=0,9514) Mode 2, áp dụng cho phạm vi thay đổi m từ 0,9514 đến Cận có quỹ đạo vector tương ứng đường chu vi hình lục giác (m=0,9514) và cận có quỹ đạo gồm sáu vector đỉnh hình lục giác (m=1) Một phương pháp điều chế vector mở rộng biết Holtz đề xuất [47] Theo đó, chế độ mode r r (0,9070,9514), (xem hình H5.24a,b,c,d,e) số điều chế, tồn giá trò góc cố đònh, gọi góc chốt α h (holding angle) Trong trình r dòch chuyển vector điều khiển v ref , góc pha α nhỏ góc chốt α h , r vector trung bình bò chốt giữ vector đỉnh V1 ( α p = ) -hình H5.24a Khi vector điều r khiển v ref di chuyển với góc pha α lớn góc chốt α h nhỏ góc ( π − α h ) 5-31 Điện tử công suất vector trung bình di chuyển cạnh nối hai vector đỉnh hình lục giác (cạnh hình lục giác) –hình H5.24b,c với góc pha αP cho hệ thức sau: αp = α − αh π π − αh r Nếu vector điều khiển v ref tiếp tục di chuyển góc pha α vượt giá trò r ( π − α h ) vector trung bình bò chốt đỉnh thứ hai V hình lục giác- hình r H5.24e ( αP = π ) Như vậy, quan hệ góc pha αP vector trung bình V góc pha α αP r vector điều khiển v ref góc phần sáu thứ liên hệ theo hệ thức: ⎧ ⎪⎪ α − α π h =⎨ ⎪ π − αh ⎪⎩ π3 nếu ≤ α < αh αh ≤ α < (π − αh ) (π − αh ) ≤ αh (5.83) ≤π3 r Quá trình tiếp tục vector điều khiển v ref vượt qua phần diện tích góc phần sáu khác hexagon đó, ta đạt quỹ đạo vector trung bình trình tự điều khiển tương tự Giá trò góc chốt α h xác đònh phương pháp tính toán thành phần sóng hài điện áp dựa theo quỹ đạo vector trung bình Từ quan hệ đó, đồ thò thiết lập quan hệ số điều chế m góc chốt α h vẽ hình H5.24f Tồn số giải pháp khác cho việc thực điều chế vector mở rộng [29],[38],[40],[43] 5-32 Điện tử công suất r Một số tác giả dùng giải thuật điều khiển vector V cách liên tục từ quỹ đạo đường tròn (m=0,907) đến quỹ đạo tới hạn gồm sáu vector đỉnh hình lục giác (m=1) mà không qua hai mode vừa nêu [39] Nhược điểm chung phương pháp sử dụng phương pháp tra bảng để xác đònh góc làm việc vector trung bình, tính chất điều khiển phi tuyến chưa đưa khả tối ưu sóng hài 5.3.9 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN PWM DÒNG ĐIỆN Nguyên lý bản: Giản đồ kích đóng công tắc xác đònh sở so sánh dòng điện yêu cầu tải dòng điện thực tế đo (xem hình H5.25) Trong thực tế, điều khiển dòng điện thực theo kỹ thuật dùng mạch kích trễ (hysteresis current control) dùng khâu hiệu chỉnh dòng điện (ramp comparision current control) Các cấu trúc điều khiển đòi hỏi thông tin dòng điện thực tế Điều xác đònh cảm biến dòng xác đònh hai dòng điện pha qua hai cảm biến dòng dòng điện thứ ba xác đònh theo điều kiện dòng cân Phương pháp dùng mạch tạo trễ (hysteresis current control): Trên hình H5.26a trình bày cấu trúc mạch điều khiển nghòch lưu áp theo dòng điện, sử dụng mạch kích trễ, trình dòng điện giản đồ kích đóng linh kiện tương ứng vẽ hình H.26c Dòng điện pha tải điều khiển theo dòng điện yêu cầu với độ sai biệt cho phép thiết lập mạch trễ Ưu điểm mạch điều chỉnh dòng điện dùng mạch trễ 5-33 Điện tử công suất đáp ứng độ nhanh thực dễ dàng Tuy nhiên, nhược điểm sai số độ đạt giá trò lớn tần số đóng ngắt thay đổi nhiều (xem giản đồ xung kích S1- hình H5.26c) Sai số dòng điện cực đại đạt lần giá trò sai số cho mạch trễ Các nhược điểm vừa nêu làm cho khả ứng dụng phương pháp bò hạn chế tải công suất lớn Phương pháp điều khiển dòng điện sử dụng hiệu chỉnh PI (ramp comparison current control): thực đóng ngắt công tắc với tần số cố đònh Trên hình vẽ H5.26b, mô tả nguyên lý điều khiển dòng hệ tọa độ đứng yên (stationary frame) độ sai biệt tín hiệu dòng đặt iyc tín hiệu dòng điện đo tác động lên khâu hiệu chỉnh dòng điện Tín hiệu áp điều khiển ngõ so sánh với tín hiệu sóng mang tần số cao, từ tác động lên xung kích cho công tắc Do sử dụng mạch điều chế với sóng mang có tần số không đổi nên phương pháp loại bỏ số khuyết điểm phương pháp điều khiển dùng mạch trễ Tuy nhiên xác lập, tồn sai biệt dòng điện chậm pha đáp ứng so với tín hiệu đặt khâu hiệu chỉnh PI theo kòp cách xác đại lượng xoay chiều biến thiên theo hình sin, đặc biệt tần số cao (xem hình H5.26d) -Nhược điểm trình vector không hai dạng mạch điều khiển dòng điện phối hợp điều khiển dòng điện pha Do đó, khả điều khiển r v tổn hao đóng ngắt lớn số điều chế thấp Điều dẫn đến việc phát triển phương pháp điều khiển vector dòng điện trình bày phần Bộ nghòch lưu áp điều khiển theo dòng điện, gọi nghòch lưu dòng điện nguồn điện áp, ứng dụng điều khiển truyền động điện xoay chiều, điều khiển hệ bù công suất phản kháng làm nguồn cung cấp cho tải với hệ số công suất cao 5.3.10 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN VECTOR DÒNG ĐIỆN (Space vector Current Control) 5-34 Điện tử công suất Trong hệ tọa độ quay: Phương pháp điều khiển dòng điện thực với khâu hiệu chỉnh PI thiết kế trong hệ tọa độ quay (rotating synchronnous coordinates d-q) với vận tốc quay vận tốc sóng hài Vector đại lượng ba pha hài hệ tọa độ quay tần số đồng trở thành đứng yên thành phần vector id,iq hệ tọa độ trở thành đại lượng chiều Các đại lượng hệ ba pha abc qui đổi sang hệ tọa độ quay đồng d-q theo hệ thức: r ⎡i α ⎤ ⎡1 i =⎢ ⎥= ⎢ ⎣i β ⎦ ⎣0 ⎡i d ⎤ ⎡ cos γ S ⎢ ⎥=⎢ ⎣i q ⎦ ⎣− sin γ S t γS = ∫ω ⎡i a ⎤ −1 / ⎤ ⎢ ⎥ ⎥ i b − / 2⎦ ⎢ ⎥ ⎢⎣i c ⎥⎦ sin γ S ⎤ ⎡i α ⎤ ⎥.⎢ ⎥ cos γ S ⎦ ⎣i β ⎦ −1 / 3/2 S dt ωS … vận tốc đồng điện áp nghòch lưu, quan hệ đến tần số áp fs (tần số đồng bộ) theo hệ thức ωS = π.fS Các khâu hiệu chỉnh PI thực điều chỉnh sai số thành phần chiều (hài bản) đến triệt tiêu Các tín hiệu ngõ hiệu chỉnh PI thành phần điện áp yêu cầu hệ tọa độ d-q Trên sở thành phần vector điện áp này, việc tạo giản đồ kích cho nghòch lưu thực kỹ thuật điều chế độ rộng sin (SPWM) (trong hệ tọa độ abc) kỹ thuật điều chế vector không gian (SVM-trong hệ tọa độ α − β ) Phép qui đổi đại lượng từ hệ tọa độ dq sang hệ tọa độ lại mô tả hệ thức sau: ⎡u *α ⎤ ⎡cos γ S ⎢ *⎥=⎢ ⎣⎢u β ⎦⎥ ⎣ sin γ S − sin γ S ⎤ ⎡u *d ⎤ ⎥.⎢ ⎥ cos γ S ⎦ ⎣⎢u *q ⎦⎥ ⎡u ⎤ ⎡ ⎤ * ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎡u α ⎤ / ⎥.⎢ * ⎥ ⎢u rb ⎥ = ⎢− / u ⎢⎣u rc ⎥⎦ ⎢⎣− / − / ⎥⎦ ⎢⎣ β ⎥⎦ 5-35 Điện tử công suất Trong hệ tọa độ đứng yên: Về nguyên lý, điều khiển vector dòng điện thực hệ tọa độ Trong hệ tọa độ đồng đứng yên α − β (synchronous stationary coordinate), giá trò dòng điện đặt dòng điện đo hệ tọa độ abc qui đổi sang dạng thành phần vector hệ tọa độ α − β Hai khối hiệu chỉnh PI thiết lập để điều chỉnh sai số thành phần vector dòng điện tạo nên thành phần vector điện áp u *α ; u *β Tuy nhiên, chế độ xác lập, ngõ khối hiệu chỉnh phải điều khiển thay đổi vector điện áp điều kiện sai số thành phần dòng điện ngõ vào không Để làm điều này, hệ thống trang bò thêm khối tính toán (1) để thực bù đại lượng vector điện áp từ tín hiệu trạng thái tải dòng điện, tần số đồng 5.3.11 ĐIỀU KHIỂN DÒNG ĐIỆN BẰNG DỰ BÁO (Predictive Current Control) Nguyên lý: r r Gọi i syc vector dòng điện yêu cầu i s vector dòng điện thực tế có từ r phép đo dòng điện Giả sử vector dòng điện i syc điều khiển với vector sai lệch cho phép biễu diễn đường bao hình tròn chung quanh đỉnh vector dòng yêu cầu Khi vector dòng đạt đến đường bao giới hạn, mạch điều khiển thực truy xuất giản đồ kích r tạo vector điện áp tác động để đưa vector dòng điện i s trở diện tích giới hạn cho phép Vector điện áp chọn tám vector hình lục giác Ta có: r r r di + E0 V = L dt (5.84) r Giả sử vector điện áp E nằm vò trí xác đònh hình vẽ, từ hình vẽ H5.28 r r r vector hình lục giác, ta dẫn giải vector (VK − E ) Vector VK chọn cho tác động hướng vector dòng điện vector dòng yêu cầu Trong trường hợp hình 5-36 Điện tử công suất r H5.28, vector V chọn Với tải động không đồng bộ, khối (1) có chức r tính toán xác đònh sức điện động E từ giá trò đo vận tốc dòng stator Đồng r thời, khối (1) thực việc xác đònh vector điện áp VK mà nghòch lưu phải cấp cho tải theo điều kiện giới hạn đường bao sai số dòng điện - Phương pháp điều khiển dòng điện dựa theo kết tính toán mang tính tức thời (online) Vấn đề phức tạp phát sinh khâu thời gian tính tóan để xác đònh (dự báo) quỹ đạo tối ưu vector dòng điện từ khả vector điện áp thời gian tính toán sức điện động nguồn (hoặc tải) Phương pháp dự báo thực hiệu nhờ phương pháp sử dụng bảng Điều khiển dòng điện theo phương pháp dự báo tra bảng (Look-up Table Method) Trong cấu trúc điều khiển vector không gian vòng kín, ví dụ vector dòng điện stator vector từ thông stator, đại lượng sai số vector Khi giới hạn modul vector sai số độ lớn thành phần vector bò vượt qua, trạng thái đóng ngắt thời điểm có ts kết thúc hệ thống thực truy xuất vector từ giá trò cho bảng Cơ sở tra bảng dựa vào thông tin vector sai số dòng điện, sức điện động cảm ứng, trạng thái đóng ngắt vector thời Kỹ thuật điều khiển dòng điện phân chia hệ tọa độ α − β mặt phẳng dòng điện thành vùng hoạt động Các trục phân chia mặt phẳng vector điện áp dòng điện lệch pha góc 300 (xem hình H5.29a, H5.29b) Khi vector dòng điện sai biệt vượt r giới hạn cho trước, dựa vào sức điện động E có trạng thái vector dòng điện v r sai lệch ∆ i , mạch điều khiển chọn vector V từ tám vector nghòch lưu để thực hiện, cho tác dụng làm giảm vector dòng điện sai biệt đến giá trò nằm giới hạn cho phép (xem đường bao hình H5.28c) r p dụng đònh luật Kirchoff cho vector điện áp ngõ nghòch lưu áp V , ta có: r r r di + E0 V = L dt (5.85) r v Vector E sức điện động nguồn (tải) ba pha Vector dòng điện sai lệch ∆ i : r r r ∆i = i ref − i (5.86) Biểu thức viết lại dạng: 5-37 Điện tử công suất r r r d r V = L ( i ref − ∆i ) + E dt (5.87) r r r r di ref d∆ i hay: L = L + E0 −V dt dt r r r di Đặt E = L ref + E dt (5.88) (5.89) ta viết lại biểu thức dạng đơn giản sau : r r r d∆i L = E −V dt (5.90) r Biểu thức cuối cho biết độ biến thiên vector dòng điện sai lệch d∆i dt hiệu r r vector sức điện động E vector điện áp ngõ nghòch lưu Để d∆i dt đạt r r r giá trò gần không, vector V phải chọn gần E Nếu vector V chọn có thành phần ngược chiều lớn với vector dòng điện sai lệch đáp ứng mạch vòng điều chỉnh dòng điện xảy nhanh Phụ thuộc vào độ lớn vector dòng điện sai lệch, việc chọn lựa vector điện áp thực sau (hình H5.30a): A/- Nếu ∆i ≤ δ , vector dòng điện sai lệch nằm phạm vi cho phép, vector điện áp trì trạng thái có B/- Nếu δ ≤ ∆i ≤ h , vector dòng điện sai lệch có giá trò ngòai phạm vi cho phép lớn r r không đáng kể, vector điện áp V chọn cho d∆i dt đạt giá trò nhỏ để hạn chế thành phần sóng hài bậc cao dòng điện xuất chế độ xác lập 5-38 Điện tử công suất C/- Nếu h ≤ ∆i , vector dòng điện sai lệch đạt giá trò lớn, chủ yếu trình r độ, vector V cần chọn cho có thành phần tác động ngược chiều với vector dòng điện r sai lệch ∆i lớn để tạo điều kiện đáp ứng giảm vector dòng điện sai lệch thực nhanh Các ví dụ sau minh họa việc chọn vector điện áp cho trường hợp b/- c/- r Xét trường hợp b/-: Giả sử vector điện áp E nằm vò trí xác đònh phần diện tích I r hình H5.30b vector dòng điện sai lệch ∆i nằm vò trí phần diện tích hình r r r H5.30c Các vector điện áp nằm gần với vector E V1 , V vector không r r r r r r r r V0 Các vector hiệu ( E − V1 ) , ( E − V ) , E = ( E − V0 ) dẫn giải, chúng chiếm vò r trí phần diện tích I,III V Để ý đến vò trí vector ∆i để thực giảm vector r r dòng điện sai lệch ∆i , vector L d∆i dt phải nằm phần diện tích III Do đó, vector r điện áp chọn trường hợp vector V1 Khi đó, vector dòng điện sai lệch bò tác động thay đổi theo hướng ngược lại, làm giảm độ lớn nhanh so với trường r hợp sử dụng vector V Bằng lý luận tương tự cho trường hợp khác, ta dẫn giải bảng B5.3 cho phép chọn vector điện áp tác động theo vò trí vector dòng điện sai r biệt vector sức điện động E Bảng B5.3 Vùng chứa r E r I II III IV V VI r V1 r V2 r r V0 ,V7 r r V0 ,V7 r V6 r V1 Vùng chứa ∆i r V2 r V2 r V3 r r V0 ,V7 r r V0 ,V7 r V1 r V2 r V3 r V3 r V4 r r V0 ,V7 r r V0 ,V7 r r V0 ,V7 r V3 r V4 r V4 r V5 r r V0 ,V7 r r V0 ,V7 r r V0 ,V7 r V4 r V5 r V5 r V6 r V1 r r V0 ,V7 r r V0 ,V7 r V5 r V6 r V6 r Xét trường hợp c/-: vector ∆i >h trình độ, vector điện áp cần chọn r r cho vector L d∆i dt có thành phần hướng ngược chiều với ∆i lớn Dễ dàng suy v rằng, trường hợp vector điện áp Vinv nằm phần diện tích vector r ∆i Bảng B5.4 xác đònh vector điện áp cần chọn theo vector dòng điện sai biệt: Bảng B5.4 r Vector Vùng chứa vector ∆i điện áp chọn v VK r V1 r V2 r V3 r V4 r V5 r V6 Xác đònh vò trí vector dòng điện sai lệch: 5-39 Điện tử công suất Trong trường hợp sử dụng phép đo dòng điện tức thời ba pha, vò trí vector dòng điện sai lệch mặt phằng α − β xác đònh từ dấu dòng điện sai lệch pha theo hệ thức bảng B5.5 theo sau ∆i a = i aref − i a , ∆i b = i bref − i b , (5.91) ∆i c = i cref − i c Bảng B5.5 Dấu ∆i a Dấu ∆i b Dấu ∆i c + + + + + + - + + + Vùng r vector ∆i chứa r r Xác đònh vò trí vector sức điện động E : vò trí vector sức điện động E xác đònh từ r vector dòng điện yêu cầu sức điện động đo (hoặc tính tóan) tải (hoặc nguồn) E theo hệ thức (5.89) r r Trong trường hợp không sử dụng phép đo (hoặc tính tóan) E , vò trí vector E xác đònh từ trạng thái thành phần dòng điện sai lệch hệ tọa độ xyz (xem hình H5.30c) trạng thái vector điện áp tác dụng thời điểm xét theo bảng B5.6 Các thành phần vector dòng điện sai lệch hệ tọa độ xyz (có thể suy từ thành phần dòng điện sai lệch hệ tọa độ abc sau: 0 ⎤ ⎡ ∆i a ⎤ ⎡ ∆i x ⎤ ⎡1 ⎢∆i ⎥ = ⎢− 1 ⎥.⎢∆i ⎥ (5.92) ⎢ y⎥ ⎥⎢ b⎥ ⎢⎢ ⎢⎣ ∆i z ⎥⎦ ⎥ ⎢ ⎥ ⎣ − 1 ⎦ ⎣ ∆i c ⎦ Bảng B5.6 Vector điện áp tác dụng r r V0 ,V7 r V1 Dấu ∆i x + + + r V2 r V3 Dấu ∆i y + + + - + + Dấu ∆i z + + + + - Vùng chứa r vector E I II III IV V VI VI I I II II 5-40 Điện tử công suất r V4 + r V5 r V6 + + III III IV IV V V VI Điều khiển dòng điện theo phương pháp dự báo triệt tiêu sai số Giả sử ta thực điều khiển dòng điện máy điện AC Giả thiết điện trở stator bỏ qua, quỹ đạo vector dòng điện xác đònh gần sau: r di s (t ) r r = ' [v s (t ) − e s (t )] dt Ls (5.93) Với chu kỳ lấy mẫu đủ bé, biểu diễn hệ thức sau: r r i s (k + 1) − i s (k ) r r = ' [v s (k ) − e s (k )] Ts Ls (5.94) r Để ý rằng, đầu chu kỳ lấy mẫu (t=tk), ta xác đònh giá trò dòng yêu cầu i s* (k + 1) mục đích điều khiển đạt sai số dòng điện zero khỏang thời gian (tk,tk+1) nên cuối chu kỳ lấy mẫu, ta có: r r i s* (k + 1) = i s (k + 1) (5.95) r Từ hệ thức trên, ta suy ra, vector dự báo v s* (k ) cho việc đạt sai số dòng không cần thực là: r r r L' r * v *s ( k ) = s [ i s ( k + 1) − i s ( k )] + e s ( k ) (5.96) Ts r Vector v s* (k ) thực kỹ thuật điều chế vector không gian (SVM) Ví dụ, r trường hợp vector v s* (k ) nằm góc phần sáu thứ hexagon: r T r T r T r (5.97) v *s ( k ) = v1 + v + v7 Ts Ts Ts r vector v hai vector không Phương pháp điều khiển dự báo với yêu cầu triệt tiêu sai số dòng điện cuối chu kỳ lấy mẫu gọi phương pháp điều khiển triệu tiêu (dead beat control) Rõ ràng từ nguyên lý điều khiển, đáp ứng có thời gian trễ đònh 5.3.12 ĐIỀU KHIỂN MOMENT Hiện nay, phương pháp đại điều khiển nghòch lưu áp gọi phương pháp điều khiển moment, áp dụng cho tải máy điện không đồng [21],[25] Nguyên lý phương pháp điều khiển dựa vào sơ đồ vẽ hình H5.31 Moment động tỉ lệ với từ thông stator thành phần dòng điện stator id vuông góc với vector từ thông Từ thông stator điều khiển cho quỹ đạo vector di chuyển hai quỹ đạo tròn biên Trạng thái kích dẫn linh kiện thay đổi vector từ thông vượt qua đường tròn quỹ đạo giới hạn 5-41 Điện tử công suất r Giả sử thời điểm t=0, vector V1 (S1S2S6) tác dụng vector từ thông di chuyển tạo nên quỹ đạo- đường Để góc phần sáu khảo sát hình vẽ H5.31, vector từ thông không vượt khỏi phần quỹ đạo giới hạn hai đường tròn đồng tâm, vector r r r điện áp thay đổi trạng thái V1 (đường 1), V (đường 2) V0 (điểm 0) Tiếp tục vậy, góc phần sáu tiếp theo, di chuyển vector từ thông ba vector điện áp r r r V ,V V0 gây nên Số lần chuyển đổi trạng thái vector điện áp phụ thuộc vào độ sai biệt cho phép hai quỹ đạo từ thông giới hạn Moment động điều chỉnh khối (1) Nếu sai biệt moment vượt giá trò cho trước, ∆ M/2, khối (1) thực điều khiển vector không, cách đó, dòng điện qua pha bò giảm xuống kéo theo giảm moment Sau sai biệt moment trở lại giá trò cho phép, khối (1) điều khiển theo vector điện áp ban đầu Tương tự phương pháp điều khiển vector dòng điện, phương pháp điều khiển moment động dạng cải biến phương pháp điều khiển dự báo thực kỹ thuật tra bảng (Look-up table) Khối (1) có chức xử lý thông tin nhận (các trạng thái sai số từ thông, sai số moment vector từ thông) để truy xuất vector điện áp tối ưu số tám vector điện áp nghòch lưu 5-42 [...]... và bảng B5 .5 theo sau ∆i a = i aref − i a , ∆i b = i bref − i b , (5. 91) ∆i c = i cref − i c Bảng B5 .5 Dấu của ∆i a Dấu của ∆i b Dấu của ∆i c + + + + + + - + + + Vùng r vector ∆i 1 2 3 4 5 6 chứa r r Xác đònh vò trí vector sức điện động E : vò trí vector sức điện động E có thể xác đònh từ r vector dòng điện yêu cầu và sức điện động đo (hoặc tính tóan) trên tải (hoặc nguồn) E 0 theo hệ thức (5. 89) r... I II III IV V VI VI I I II II 5- 40 Điện tử công suất 1 r V4 + r V5 r V6 + + III III IV IV V V VI Điều khiển dòng điện theo phương pháp dự báo triệt tiêu sai số Giả sử ta thực hiện điều khiển dòng điện trong máy điện AC Giả thiết rằng điện trở stator được bỏ qua, quỹ đạo vector dòng điện có thể xác đònh gần đúng như sau: r di s (t ) r 1 r = ' [v s (t ) − e s (t )] dt Ls (5. 93) Với chu kỳ lấy mẫu đủ bé,... trong hệ tọa độ xyz (xem hình H5.30c) và trạng thái vector điện áp tác dụng tại thời điểm đang xét theo bảng B5.6 Các thành phần vector dòng điện sai lệch trong hệ tọa độ xyz (có thể suy ra từ các thành phần dòng điện sai lệch trong hệ tọa độ abc như sau: 0 0 ⎤ ⎡ ∆i a ⎤ ⎡ ∆i x ⎤ ⎡1 ⎢∆i ⎥ = 1 ⎢− 1 1 0 ⎥.⎢∆i ⎥ (5. 92) ⎢ y⎥ ⎥⎢ b⎥ 3 ⎢⎢ ⎢⎣ ∆i z ⎥⎦ ⎥ ⎢ ⎥ ⎣ 0 − 1 1 ⎦ ⎣ ∆i c ⎦ Bảng B5.6 Vector điện áp đang tác... sau: r r i s (k + 1) − i s (k ) r 1 r = ' [v s (k ) − e s (k )] Ts Ls (5. 94) r Để ý rằng, ở đầu chu kỳ lấy mẫu (t=tk), ta đã xác đònh giá trò dòng yêu cầu i s* (k + 1) và mục đích điều khiển là đạt được sai số dòng điện bằng zero trong khỏang thời gian (tk,tk+1) nên ở cuối chu kỳ lấy mẫu, ta có: r r i s* (k + 1) = i s (k + 1) (5. 95) r Từ các hệ thức trên, ta suy ra, vector dự báo v s* (k ) cho việc... control) Rõ ràng từ nguyên lý điều khiển, đáp ứng có thời gian trễ nhất đònh 5. 3.12 ĐIỀU KHIỂN MOMENT Hiện nay, một trong các phương pháp hiện đại điều khiển bộ nghòch lưu áp gọi là phương pháp điều khiển moment, áp dụng cho tải là máy điện không đồng bộ [21],[ 25] Nguyên lý của phương pháp điều khiển dựa vào sơ đồ vẽ trên hình H5.31 Moment động cơ tỉ lệ với từ thông stator và thành phần dòng điện stator... Trạng thái kích dẫn của các linh kiện sẽ thay đổi khi vector từ thông vượt qua đường tròn quỹ đạo giới hạn 5- 41 Điện tử công suất 1 r Giả sử tại thời điểm t=0, vector V1 (S1S2S6) đang tác dụng và vector từ thông di chuyển tạo nên quỹ đạo- đường 1 Để trong góc phần sáu được khảo sát trên hình vẽ H5.31, vector từ thông không vượt ra khỏi phần quỹ đạo giới hạn bởi hai đường tròn đồng tâm, vector r r r điện... số dòng bằng không cần thực hiện là: r r r L' r * v *s ( k ) = s [ i s ( k + 1) − i s ( k )] + e s ( k ) (5. 96) Ts r Vector v s* (k ) có thể thực hiện trên kỹ thuật điều chế vector không gian (SVM) Ví dụ, r trong trường hợp vector v s* (k ) nằm ở góc phần sáu thứ nhất của hexagon: r T r T r T r (5. 97) v *s ( k ) = 1 v1 + 2 v 2 + 0 v7 Ts Ts Ts r vector v 7 là một trong hai vector không Phương pháp điều... (1) có chức năng xử lý các thông tin nhận được (các trạng thái sai số từ thông, sai số moment và vector từ thông) để truy xuất vector điện áp tối ưu trong số tám vector điện áp cơ bản của bộ nghòch lưu 5- 42