NGHIÊN CỨU HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN BIẾN TẦN 4 GÓC PHẦN TƢ – ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ

2 I HC THI NGUYấN TRNG I HC K THUT CễNG NGHIP LUN VN THC S K THUT I HC THI NGUYấN TRNG I HC K THUT CễNG NGHIP LUN VN THC S K THUT NGNH: T NG HO NGHIấN CU H TRUYN NG IN BIN TN GểC PHN T NG C NG B NGHIấN CU H TRUYN NG IN BIN TN GểC PHN T NG C NG B NGUYN TH THU NGA Ngnh : T NG HO Mó s:23.04.3898 Hc viờn: NGUYN TH THU NGA Ngi HD Khoa hc : TS TRN XUN MINH THI NGUYấN - 2010 THI NGUYấN - 2010 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn I HC THI NGUYấN CNG HếA X HI CH NGHA VIT NAM TRNG I HC c lp T Hnh phỳc K THUT CễNG NGHIP LUN VN THC S LI CAM OAN H v tờn hc viờn: Nguyn Th Thu Nga Ngy thỏng nm sinh: Ngy 11 thỏng 11nm 1981 Ni sinh: Lng Sn - Thỏi Nguyờn Ni cụng tỏc: Trng Cao ng C Khớ Luyn Kim C s o to: Trng i hc K thut Cụng nghip - Thỏi Nguyờn Chuyờn ngnh: T ng húa Khúa hc: K11- TH Tụi xin cam oan õy l cụng trỡnh nghiờn cu ca cỏ nhõn tụi di s hng dn ca Thy giỏo TS.Trn Xuõn Minh v ch tham kho cỏc ti liu ó c lit kờ Tụi khụng chộp cụng trỡnh ca cỏ nhõn khỏc di bt k hỡnh thc no Tỏc gi lun TấN TI: NGHIấN CU H TRUYN NG IN BIN TN GểC PHN T NG C NG B Ngi hng dn khoa hc: TS Trn Xuõn Minh Trng i hc K Thut Cụng Nghip - Thỏi Nguyờn GIO VIấN HNG DN TS Trn Xuõn Minh DUYT BAN GIM HIU S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn HC VIấN Nguyn Th Thu Nga KHOA SAU I HC http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn MC LC Trang 2.3 Mụ t toỏn hc chnh lu PWM . 26 Trang bỡa ph . 2.3.1 Mụ t in ỏp u vo chnh lu PWM 27 Li cam oan 2.3.2 Mụ t toỏn hc chnh lu PWM h ta pha 28 Mc lc . 2.3.3 Mụ t toỏn hc chnh lu PWM h ta c nh - 29 2.3.4 Mụ t toỏn hc chnh lu PWM trờn h ta quay d q . 30 2.3.5 Tớnh toỏn cụng sut chnh lu PWM . 31 2.4 Phm vi v gii hn tham s ca chnh lu PWM 32 2.4.1 Gii hn cc tiu ca in ỏp mt chiu 32 2.4.2 Gii hn giỏ tr in ỏp trờn in cm 32 2.5 c lng cỏc i lng vector c bn 34 2.5.1 c lng vector in ỏp u vo 35 2.5.2 c lng vector t thụng o 35 2.6 Phng phỏp iu khin chnh lu PWM 39 2.7 Cu trỳc iu khin chnh lu PWM nh hng theo vector in ỏp 40 Danh mc cỏc ký hiu v ch vit tt . Danh mc cỏc bng Danh mc cỏc hỡnh v, th M u . Chng 1- TNG QUAN V H TRUYN NG IN BIN TN NG C XOAY CHIU 1.1 Cỏc h thng truyn ng in dựng ng c xoay chiu 1.1.1 Gii thiu chung 1.1.2 Cỏc phng phỏp iu chnh tc ng c khụng ng b 1.1.3 Cỏc phng phỏp iu chnh tc ng c ng b 1.1.4 H thng iu tc bin tn - ng c xoay chiu 1.2 S lc v cỏc b bin tn dựng dng c bỏn dn cụng sut 2.7.1 Cu trỳc iu khin chnh lu PWM nh hng theo vector in ỏp da vo dũng in (VOC) 40 1.2.1 Bin tn trc tip (xoay chiu - xoay chiu) 2.7.2 Cu trỳc iu khin chnh lu PWM theo VFOC 42 1.2.2 B bin tn giỏn tip . 10 1.3 Bin tn bn gúc phn t 16 2.8 Cu trỳc iu khin chnh lu PWM theo phng phỏp trc tip cụng sut DPC . 43 1.3.1 Cỏc tn ti ca cỏc b bin tn thụng thng . 16 2.8.1 c lng cụng sut theo vector in ỏp . 45 1.3.2 Bin tn bn gúc phn t (bin tn 4Q) 19 2.8.2 c lng cụng sut theo vector t thụng o . 46 21 2.8.3 c im c bn ca iu khin trc tip cụng sut DPC cho chnh lu PWM . 47 2.1.Khỏi quỏt v chnh lu PWM 21 2.8.4 B iu khin cụng sut 48 2.2 Cu to v nguyờn lý lm vic ca bin tn ngun ỏp bn gúc phn t dựng chnh lu PWM . 23 2.8.5 La chn phõn vựng vector v bng úng ct 50 Chng - NGHIấN CU CHNH LU PWM S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.8.6 T hp vector in ỏp . Chng - XY DNG CU TRệC IU KHIN NGHCH LU V CU TRệC H TRUYN NG IN BIN TN 4Q - 4.2.2 Kt qu mụ phng 78 4.3 Kt lun 82 Kt lun v kin ngh 83 Ti liu tham kho 84 51 53 NG C NG B 3.1 Gii thiu chung ng c ng b 53 3.1.1 Khỏi quỏt chung 53 3.1.2 ng c ng b kớch t nam chõm vnh cu 54 Gúc pha ca vector chun 3.2 Mụ hỡnh toỏn hc ca ng c ng b 55 Gúc pha iu khin phn chnh lu PWM 3.2.1 Mụ hỡnh toỏn hc ca ng c ng b kớch t dõy qun 55 Gúc pha ca vector ỏp ngun phn chnh lu PWM 3.2.2 Mụ t toỏn hc ng c ng b kớch t NCVC 59 Gúc pha gia dũng in v ỏp 3.3 Cu trỳc iu khin h truyn ng bin tn ng c ng b 60 Vn tc gúc 3.3.1 La chn phng phỏp iu khin nghch lu 60 A T thụng stator pha A 3.3.1.1 Gii thiu cỏc loi cu trỳc 60 B T thụng stator pha B 3.3.1.2 La chn phng phỏp iu khin nghch lu 63 C T thụng stator pha C 3.3.2 Xõy dng cu trỳc iu khin h truyn ng 64 x* Giỏ tr t 3.3.2.1 S h iu khin 64 3.3.2.2 Cu trỳc iu khin chnh lu L Vector t thụng o 65 3.3.3 Cu trỳc iu khin nghch lu 67 L Thnh phn trc ca vector t thụng o trờn h trc to - L Thnh phn trc ca vector t thụng o trờn h trc to - Ld Thnh phn trc d ca vector t thụng o trờn h trc to d-q Lq Thnh phn trc q ca vector t thụng o trờn h trc to d-q cos H s cụng sut c bn C T in B ng c ng b ba pha Chng - Mễ PHNG H THNG 70 4.1 Mụ phng c tớnh lm vic ca chnh lu PWM 70 4.1.1 Xõy dng chng trỡnh mụ phng chnh lu PWM 70 4.1.2 Cỏc kt qu mụ phng chnh lu PWM 72 4.2 Mụ phng h truyn ng bin tn 4Q - ng c ng b 73 4.2.1 Xõy dng s mụ phng h truyn ng phn mm Matlab 73 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MC CC Kí HIU V CH VIT TT S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 10 DPC iu khin trc tip cụng sut (vit tt ca Direct Power Control) np S ụi cc t ca ng c f Tn s P Cụng sut tỏc dng FOC iu khin ta t trng (vit tt ca Field Oriented Control) p(t), p Cụng sut tỏc dng tc thi i(t), i Giỏ tr dũng in tc thi PWM iu ch rng xung (vit tt ca Pulse Width Modulation) q(t), q Cụng sut phn khỏng tc thi iA, iB, iC Dũng ba pha A, B, C cun dõy stator ia, ib, ic Dũng ba pha a, b, c cun dõy rotor Q Cụng sut phn khỏng idc Giỏ tr dũng in mt chiu R in tr IL Vector dũng in li s Toỏn t Laplace iLa,b,c Dũng ba pha A, B, C ca li in xoay chiu phn chnh lu PWM S Cụng sut biu kin iL Thnh phn trc ca vector dũng in li trờn h trc to - Sa,Sb,Sc Trng thỏi úng ct ca b bin i iL Thnh phn trc ca vector dũng in li trờn h trc to - t Giỏ tr thi gian tc thi iLd Thnh phn trc d ca vector dũng in li trờn h trc to d-q T Chu k iLq Thnh phn trc d ca vector dũng in li trờn h trc to d-q UL Vector in ỏp li id Thnh phn trc d ca vector dũng stator ng c uL Thnh phn trc ca vector in ỏp li trờn h trc to - iq Thnh phn trc q ca vector dũng stator ng c uL Thnh phn trc ca vector in ỏp li trờn h trc to - I Giỏ tr hiu dng ca dũng in mt pha ng c uLd Thnh phn trc d ca vector in ỏp li trờn h trc to d - q j n v o uLq Thnh phn trc q ca vector in ỏp li trờn h trc to d - q J Mụ men quỏn tớnh Us Vector in ỏp vo b chnh lu PWM L Giỏ tr in cm us Thnh phn trc ca vector in ỏp u vo b chnh lu trờn h trc to - us Thnh phn trc ca vector in ỏp u vo b chnh lu trờn h trc to - M Mụ men, mụ men ng c Mc Mụ men cn tỏc ng lờn trc ng c (mụ men ti) Mt Mụ men in t ng c Mm Mụ men nh mc usd Thnh phn trc d ca vector in ỏp u vo b chnh lu trờn h trc to d - q Mmax Mụ men cc i usq Thnh phn trc q ca vector in ỏp u vo b chnh lu trờn h trc S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 11 12 to d - q lu tr nng lng v li in xoay chiu 18 Udc in ỏp mt chiu Hỡnh 2.1: S bin tn bn gúc phn t dựng chnh lu PWM 23 Va, b, c in ngun ba pha cp cho ng c Hỡnh 2.2a S thay th mt pha b chnh lu tớch cc PWM 24 VFOC iu khin nh hng t thụng o (vit tt ca Virtual Flux Oriented Control) Hỡnh 2.2 b th vector tng quỏt ca b chnh lu 24 Hỡnh 2.2 c th vector b chnh lu PWM vi h s cụng sut bng 24 VOC iu khin ta theo in ỏp li (vit tt ca Voltage Oriented Control) Hỡnh 2.2 d th vector b chnh lu PWM vi h s cụng sut bng - (nghch lu) . 24 Hỡnh 2.3a: th vector in ỏp c bn iu khin s chuyn mch cỏc khoỏ bỏn dn Sa, Sb, Sc 25 Hỡnh 2.3b: Cỏc trng thỏi chuyn mch ca chnh lu PWM . 26 Hỡnh 2.4: th vector in ỏp, dũng in chnh lu PWM h to - v d-q 27 Hỡnh 2.5: Cu trỳc mụ hỡnh toỏn hc chnh lu PWM trờn h to ba pha 28 Hỡnh 2.6: Mụ hỡnh toỏn hc chnh lu PWM trờn h to - . 30 Hỡnh 2.7: Mụ hỡnh toỏn hc chnh lu PWM trờn h to d-q . 31 Hỡnh 2.8: th vector in ỏp chnh lu PWM 32 Hỡnh 2.9a: Gii hn lm vic in ỏp ca chnh lu PWM 33 W, Wt Nng lng, nng lng in t 4Q Bn gúc phn t (vit tt ca Four (4) Quater) Danh mc cỏc bng Bng B.2.1: Bng úng ct cho DPC vi b iu khin hai mc, 12 vựng vector 50 Bng B.2.2: S tng gim p, q theo U. 51 Danh mc cỏc hỡnh v v th Hỡnh 1.1 Thit b bin tn trc tip (xoay chiu - xoay chiu) Hỡnh 1.2: S nguyờn lý b bin tn trc tip Hỡnh 1.3: th in ỏp u ca thit b bin tn xoay chiu-xoay chiu hỡnh sin. Hỡnh 2.9b: Gii hn lm vic in ỏp ca chnh lu PWM 34 Hỡnh 1.4: Súng hi bc nht dũng, ỏp trờn ti v cỏc ch lm vic ca cỏc khõu bin tn trc tip 10 Hỡnh 2.10: Mụ hỡnh ng c o v th vộc t t thụng o vi chnh lu PWM . . 36 Hỡnh 1.5: Thit b bin tn giỏn tip 11 37 Hỡnh 1.6: B bin tn giỏn tip cú khõu trung gian mt chiu Hỡnh 2.11: Quan h gia in ỏp v t thụng o vi dũng cụng sut ca chnh lu PWM . 12 Hỡnh 1.7: B bin tn iu khin vector . Hỡnh 2.12: S cu trỳc nhn dng vộc t t thụng o 38 15 Hỡnh 2.13: Cỏc phng phỏp iu khin chnh lu PWM 39 Hỡnh 1.8: Cỏc b lc gim súng hi bc cao ( l ch s súng hi) 17 Hỡnh 1.9: Dp nng lng bng in tr Rh mch mt chiu 18 Hỡnh 2.14: H truyn ng ng c xoay chiu - bin tn dựng chnh lu PWM vi cỏc phng phỏp iu khin 40 Hỡnh 1.10: S dng thờm b nghch lu mc song song ngc vi b chnh Hỡnh 2.15: Cu trỳc iu khin chnh lu PWM theo VOC 41 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn http://www.lrc-tnu.edu.vn 13 14 Hỡnh 2.16: Cu trỳc cỏc mch vũng iu khin chnh lu PWM theo VOC 42 Hỡnh 4.5: in ỏp v dũng in pha A ca chnh lu PWM iu khin theo VOC 72 Hỡnh 2.17: Cu trỳc cỏc mch vũng iu khin chnh lu PWM theo VFOC 42 Hỡnh 4.6: in ỏp v dũng in pha A ca chnh lu PWM iu khin theo VOC thi gian chu k ngun Hỡnh 2.18: Cu trỳc iu khin chnh lu PWM theo DPC 44 73 Hỡnh 2.19: Khõu c lng cụng sut v in ỏp 45 Hỡnh 4.7: Dũng mt chiu sau chnh lu ca PWM iu khin theo VOC thi gian 1/6 chu k ngun 73 Hỡnh 2.20: Khõu c lng p, q theo vector L 46 Hỡnh 4.8: Cu trỳc iu khin vector vựng tn s f fdm 74 Hỡnh 2.21: S bin thiờn giỏ tr cụng sut tc thi 48 Hỡnh 2.22: B iu khin cụng sut 49 Hỡnh 4.9: S mụ phng h bin tn 4Q - ng c ng b ba pha kớch t vnh cu (PMSM) iu khin theo VOC - DTC 75 Hỡnh 2.23: Phõn vựng vector cho phng phỏp iu khin DPC 50 Hỡnh 4.10: Trin khai chi tit PLECS Circuit 75 Hỡnh 2.24: Bin i vector in ỏp 52 Hỡnh 4.11: Trin khai chi tit INVERTER 76 Hỡnh 3.1: ng c ng b kớch t nam chõm vnh cu loi SPM 54 Hỡnh 4.12: Trin khai chi tit Speed controller INVERTER 76 Hỡnh 3.2: ng c ng b kớch t nam chõm vnh cu loi IPM 55 Hỡnh 4.13: Trin khai chi tit Current controller INVERTER 76 Hỡnh 3.3: í tng cu trỳc h thng iu khin vector 61 Hỡnh 4.14: Trin khai chi tit SubSystem 77 Hỡnh 3.4: S cu trỳc bin i to ng c ng b 62 Hỡnh 4.15: Trin khai chi tit Voltage controller SubSystem 77 Hỡnh 3.5: S h truyn ng in bin tn 4Q - B 64 Hỡnh 4.16: Trin khai chi tit Current controller SubSystem 77 Hỡnh 3.6: S nguyờn lý phn lc h truyn ng bin tn bn gúc phn t dựng chnh lu PWM - ng c ng b ba pha Hỡnh 4.17 Trin khai chi tit PWM SubSystem 78 65 Hỡnh 3.7: Cu trỳc iu khin chnh lu PWM theo VOC 66 Hỡnh 4.18: Tc ng c khi ng cú ti, iu chnh gim tc vi ti phn khỏng bng hng s 78 Hỡnh 3.8: Cu trỳc nghch lu iu khin vector nh hng t thụng rotor 69 Hỡnh 4.19: Mụ men ng c khi ng, lm vic n nh v iu chnh gim tc vi ti phn khỏng (Mc = 5Nm = const) 79 Hỡnh 4.1: S mụ phng chnh lu PWM ti in tr iu khin theo VOC 71 Hỡnh 4.2: S mụ phng chi tit iu khin chnh lu PWM theo phng phỏp VOC(khi Subsytrem) ca mụ hỡnh hỡnh 4.1 Hỡnh 20: Dng in ỏp dõy (uAB) trờn ng c giỏ tr t in ỏp chnh lu PWM l 650V 79 71 Hỡnh 4.3: Chi tit PLECS circuit ca mụ hỡnh hỡnh 4.1 72 Hỡnh 4.21: Dũng in ba pha ca ng c giai on trc v sau kt thỳc quỏ trỡnh ng 80 Hỡnh 4.4: in ỏp mt chiu sau chnh lu PWM iu khin theo VOC 72 Hỡnh 4.22: Tc ng c khi ng v lm vic n nh vi ti th nng (Mc=-5Nm, t=312rad/s), gi thit chiu quay theo chiu tỏc ng ca mụ men ti (gúc phn t th t) 81 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 15 16 Hỡnh 4.23: in ỏp v dũng in u vo chnh lu PWM giai on ng v vo lm n nh vic vi ti th nng Hỡnh 4.24: Mụ men ng c khi ng v lm vic n nh vi ti th nng (Mc=-5Nm, t=312rad/s) M U 81 Trong nhng nm cui ca th k XX, s phỏt trin ca in t cụng sut ó dn ti s phỏt trin mnh m ca cỏc h truyn ng in xoay chiu v nú dn thay th mt 82 phn ln h thng truyn ng in mt chiu Vỡ h truyn ng in iu chnh tc ng c xoay chiu bng phng phỏp thay i tn s ngun cp cho mch stator cú nhiu u im so vi h truyn ng in dựng ng c mt chiu Tuy nhiờn, cỏc b bin tn giỏn tip thụng dng cỏc h truyn ng in xoay chiu thng s dng b chnh lu it v vy khụng cú kh nng tr nng lng v li Vn hóm cỏc h truyn ng nh vy c thc hin bi vic s dng in tr tiờu tỏn nng lng Vỡ vy, cỏc h thng truyn ng in m ng c thng lm vic ch hóm thỡ vic tiờu tỏn nng lng trờn in tr s gõy lóng phớ rt ln tit kim nng lng, tng cht lng iu chnh cn phi thit k b bin tn m bo cho phộp ng c lm vic c cỏc trng thỏi hóm khỏc m c bit l hóm tỏi sinh Bin tn nh vy c gi l bin tn gúc phn t (bin tn 4Q) c s hng dn ca thy giỏo TS.Trn Xuõn Minh - Trng Khoa in Trng H K Thut Cụng Nghip - Thỏi Nguyờn, tụi ó tin hnh nghiờn cu ti lun tt nghip l Nghiờn cu h truyn ng in bin tn gúc phn t - ng c ng b Kt cu ca lun gm: Chng 1: Tng quan v h truyn ng bin tn - ng c xoay chiu Chng 2: Nghiờn cu v chnh lu PWM Chng 3: Xõy dng cu trỳc iu khin nghch lu v cu trỳc h truyn ng bin tn 4Q - ng c ng b Chng 4: Mụ phng h thng Kt lun v kin ngh ti ó c hon thnh, ngoi s n lc ca bn thõn cũn cú s ch bo, giỳp ng viờn ca cỏc thy cụ giỏo, gia ỡnh, bn bố v ng nghip Tụi xin gi li cỏm n sõu sc nht n thy giỏo TS.Trn Xuõn Minh, ngi ó luụn quan tõm ng viờn, khớch l v tn tỡnh hng dn tụi sut quỏ trỡnh thc hin lun Cỏc c cp n quyn lun ny chc chn khụng trỏnh thiu sút, tụi rt mong nhn c nhng ý kin úng gúp t cỏc thy cụ giỏo v cỏc bn ng nghip S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 17 18 Xin trõn trng cm n! Chng TNG QUAN V H TRUYN NG IN BIN TN Thỏi Nguyờn, ngy thỏng nm 2010 NG C XOAY CHIU Tỏc gi 1.1 CC H THNG TRUYN NG IN DNG NG C XOAY CHIU Nguyn Th Thu Nga 1.1.1 Gii thiu chung Trong thc t, truyn ng cho nhng c cu sn xut ngi ta s dng cỏc ng c lm c cu chp hnh Trc õy, cỏc h thng truyn ng in cú yờu cu cao v cht lng iu chnh tc , thng dựng ng c in mt chiu Tuy nhiờn loi ng c ny cú nhiu nhc im so vi ng c in xoay chiu, nờn phng ỏn iu chnh tc ng c xoay chiu ó c nghiờn cu v a vo ng dng nhng cũn hn ch n thp k 70 ca th k XX, th gii b cun hỳt vo nguy c khan him du m, cỏc nc cụng nghip tiờn tin mi trung vo vic nghiờn cu ng tit kim ngun nng lng Qua hn 10 nm c gng n lc, n thp k 80 hng nghiờn cu y ó t c thnh tu ln, v ó c coi l bc t phỏ thn k truyn ng in xoay chiu, v t ú t l ng dng h thng iu chnh tc ng c in xoay chiu ngy mt tng lờn Trong cỏc ngnh cụng nghip ó cú tro lu thay th h thng iu chnh tc ng c mt chiu bng h thng iu chnh tc ng c xoay chiu Hin nay, vi kh nng thit k cỏc b iu khin hin i, nh ci tin, ng dng khụng ngng cỏc b bin i bỏn dn cụng sut ln, ng c dũng xoay chiu ó tr thnh mt i tng iu khin cú u th v vỡ vy, cỏc h thng truyn ng in ó s dng ng c xoay chiu nh mt i tng thõn thin cú nhiu u im vt tri ng c in xoay chiu cú th phõn lm hai nhúm: ng c xoay chiu khụng ng b v ng c xoay chiu ng b Trong ng c xoay chiu khụng ng b cú ng c rotor lũng xúc v ng c rotor dõy qun Trong ng c xoay chiu ng b cú ng c kớch t bng nam chõm vnh cu (thng l loi cc n) v ng c kớch t bng nam chõm in (cc li) Mi loi ng c u cú nhng u im v nhc im nht nh v cỏc phng phỏp iu chnh tc cng khụng hon ton ging 1.1.2 Cỏc phng phỏp iu chnh tc ng c khụng ng b S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 19 20 iu chnh tc (iu tc) ng c khụng ng b cú rt nhiu phng phỏp, chng tc thay i s ụi cc v phng phỏp iu tc bin tn thuc loi ny Phng phỏp iu hn nh : (1) iu chnh tc bng phng phỏp gim in ỏp t vo cun dõy stator ng tc thay i s ụi cc l phng phỏp iu chnh cú cp, phm vi iu chnh hp, ớt dựng c; (2) iu chnh tc bng phng phỏp dựng b ly hp trt in t; (3) iu chnh tc Phng phỏp iu tc bin tn c ng dng rng rói nht vỡ nú cho phộp iu chnh trn bng phng phỏp dựng in tr ph ni tip vi cun dõy rotor i vi ng c khụng ng vi phm vi rng, cú kh nng xõy dng c cỏc h thng iu chnh tc ng c xoay b rotor dõy qun; (4) iu chnh tc bng phng phỏp ni cp ng c khụng ng b chiu cú cht lng cao, cú th thay th h thng iu chnh tc ng c mt chiu v rotor dõy qun; (5) iu chnh tc bng phng phỏp thay i s ụi cc; (6) iu chnh tc ú cú tin phỏt trin hn c H thng iu tc bin tn ng c khụng ng b cú bng phng phỏp thay i tn s nh b bin i tn s (phng phỏp bin tn); v.v phm vi ng dng rng c v lnh vc v cụng sut, t cụng sut cc nh n cụng sut rt Da vo nguyờn lý c bn ca ng c in khụng ng b, cụng sut in t P m t stato truyn cho rụto c chia thnh hai b phn: b phn th nht P 2=(1-s)Pm l cụng sut hu ớch dn ng ph ti, cũn b phn th hai l cụng sut trt P s=sPm t l thun vi h s trt T gúc chuyn i nng lng m xột, cụng sut trt l tng lờn hay gim xung l phn ỏnh nng lng b tiờu hao i hay l thu hi li c, v tr thnh mt ch tiờu ỏnh giỏ mc cao thp v hiu sut ca h thng Xut phỏt t im ny, cú th chia h thng iu tc ng c khụng ng b thnh ba loi ln : 1) H thng iu tc tiờu hao cụng sut trt - ton b cụng sut trt chuyn thnh nhit nng tiờu hao mt Ba phng phỏp iu tc (1), (2), (3) k trờn u thuc v loi ny Hiu sut h thng iu tc ca cỏc loi ny l thp nht v chp nhn tn tht cụng sut i ly vic gim tc quay (lỳc mụmen ph ti khụng i), tc cng xung thp thỡ hiu sut cng gim, nhng cu trỳc ca h thng ny l n gin nht, vỡ th nú c dựng mt s trng hp, vớ d cỏc h thng cu trc ln (hng MW) 1.1.3 Cỏc phng phỏp iu chnh tc ng c ng b H iu chnh tc ng c ng b ba pha ngy c s dng rng rói vi di cụng sut t vi trm W n hng MW( vớ d : ng c kớch t bng nam chõm vnh cu thng cú cụng sut nh, c s dng cỏc h thng chớnh xỏc nh iu khin cỏc chuyn ng ca Rụbt ng c ng b kớch t bng nam chõm in thng c sn xut vi cụng sut ln, c s dng cỏc h thng truyn ng nh : mỏy bm, qut giú, mỏy nộn khớ, truyn ng cho lũ sn xut xi mng ) gii cụng sut cc ln thỡ nú hon ton chim u th Bi vỡ ng c ng b va cú nhng u im ca ng c mt chiu va cú nhng u im ca ng c khụng ng b Nguyờn lý iu chnh tc ng c xut phỏt t biu thc: S 2) H thng iu tc kiu tỏi sinh - mt b phn ca cụng sut trt b tiờu hao i, phn ln cũn li nh cú thit b chnh lu - nghch lu c tr v li in xoay chiu hoc chuyn hoỏ thnh dng c nng dựng vo vic cú ớch khỏc, tc quay cng 2f s p (1-1) Trong ú: thp cụng sut thu hi cng cng nhiu, phng phỏp iu tc th (4) ó k trờn l thuc fs- tn s ngun cung cp xoay chiu cho mch Stato ( mch phn ng) loi ny Hiu sut ca h thng iu tc loi ny rừ rng l cao hn loi h thng iu tc p- S ụi cc tiờu hao cụng sut trt nhng phi thờm thit b chnh lu - nghch lu nờn li phi tiờu hao mt phn cụng sut 3) H thng iu tc cụng sut trt khụng thay i - h thng ny khụng trỏnh tiờu hao cụng sut trờn dõy dn rotor, nhng s tiờu hao cụng sut trt hu nh khụng ph thuc vo tc cao hay thp, vỡ th hiu sut khỏ cao Phng phỏp iu S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn s- tn s ng b, cng l tn s quay ca rụto Vỡ vy phng phỏp iu chnh tc l thay i tn s ngun.i vi ng c http://www.lrc-tnu.edu.vn in ng b ch yu dựng kiu iu tc bin tn Thit b bin tn phi hp iu tc ng c ng b cú th l b bin tn ngun ỏp, b bin tn ngun dũng, b chuyn i chu k súng( b bin tn xoay chiu-xoay chiu) hoc b bin tn SPWM S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 67 68 cú th l b bin tn ngun ỏp, b bin tn ngun dũng, b chuyn i chu k súng - ng c ng b kớch t nam chõm vnh cu cú t thụng dng hỡnh sin, (b bin tn xoay chiu xoay chiu) hoc b bin tn iu chnh rng xung cc t b trớ chỡm bờn (IPM: Sinusoidal Interior Magnet Machine) (xem hỡnh hỡnh sin SPWM (Sinusoidal Pulse Width Modulation) Khi s dng iu khin phi 3.2) hp in ỏp tn s iu chnh tc ng c ng b thỡ tr ngi v ng v mt ng b ó d dng c khc phc ng c ng b cú mt u im ni bt l cú th iu chnh c h s cụng sut cu nú bng cỏc phng phỏp kớch t, cú th lm cho h s cụng sut cao Stato hn ng c ng b cc n cú khe h khụng khớ ng u, cũn ng c cc li thỡ khe h khụng ng u, t tr ca trc cc t nh, t tr ca trc trc giao vi nú ln, h s in cm gia hai trc khụng ging nhau, vỡ th cú th to thnh Rụto phn t tr mụmen (mụmen phn khỏng) 3.1.2 ng c ng b kớch t nam chõm vnh cu ng c ng b kớch t nam chõm vnh cu s dng loi vt liu t cú mt Hỡnh 3.2: ng c ng b kớch t nam chõm vnh cu loi IPM t cao, tn tht t nh, kh nng tỏi np t tt, chu nhit cao, giỏ thnh h Nờn nú cnh tranh tt vi ng c khụng ng b rụto lng súc cụng sut nh ng c ng b kớch t nam chõm vnh cu cú th chia lm hai loi chớnh: - ng c ng b kớch t nam chõm vnh cu cú t thụng dng hỡnh sin, cc t b trớ mt ngoi (SPM: Sinusoidal Surface Magnet Machine) (xem hỡnh 3.1) Stato : Hỡnh 3.1: ng c ng b kớch t nam chõm vnh cu loi SPM IPM cú c tớnh sau: - bn vng v c cao, cho phộp chy tc cao, gia tc ln - Khe h khụng khớ khụng ng u, trc d ln hn trc q gõy nờn Ldm Lqm tng t nh ng c ng b cc li - Tn ti t thụng phn ng i vi loi SPM cú khe h khụng khớ ng u Ldm = Lqm tng t nh ng c ng b cc n t trng phn ng phn ng rt nh thng b qua Tuy vy hnh vi tc cao cn quan tõm bn c õy chỳng ta chn ng Khe h khụng khớ c ng b kớch t nam chõm vnh cu loi SPM Mễ HèNH TON HC CA NG C NG B 3.2.1 Mụ hỡnh toỏn hc ng c ng b kớch t dõy qun Nam chõm S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Phng trỡnh in ỏp ng ca ng c ng b c vit thnh: http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 69 70 Da vo nguyờn lý chuyn i to em h to A,B,C chuyn i sang h to quay ng b d, q, 0, ng thi dựng p biu th toỏn t vi phõn, thỡ d A dt d u B R 1i B B dt d u C R 1i C C dt d f Uf R f If dt d D R Di D dt d Q R Qi Q dt u A R 1i A phng trỡnh in ỏp ca stato s bin i thnh phng trỡnh (3.3) u d R 1i d p d q u q R 1i q p q d u R 1i p (3.3) Ba phng trỡnh in ỏp ca rụto khụng thay i, bi vỡ nú ó l phng trỡnh trờn trc to d, q Cú th dn phng trỡnh cui ca cụng thc (3.2): U f R f I f p f R D i D p D R Q i Q p Q (3.2) Trong ú phng trỡnh u l phng trỡnh in ỏp ca cỏc cun dõy (3.4) A,B,C ca stato, phng trỡnh th t l phng trỡnh in ỏp mt chiu ca cun T cụng thc (3.3) cú th thy, t h to c nh pha sau chuyn i dõy kớch t, hai phng trỡnh cui l phng trỡnh in ỏp ca cun dõy cn Cun sang h to quay hai pha , phng trỡnh in ỏp ca trc d,q v ý ngha vt lý dõy cn ca ng c thc t l cun dõy nhiu rónh dn nh kiu ng c lng ging nh ng c khụng ng b to bi st ỏp in tr, sc in ng mch súc, õy nú c n gin hoỏ thnh hai cun dõy tng ng c lp trờn trc d xung (pd v pq) v sc in ng quay (-d v + q) v trc q ng thi quy nh chiu dng ca in ỏp, dũng in, t thụng phự hp vi thụng l ca ng c in v quy tc bn tay phi.Trong cụng thc (3.2): Phng trỡnh t thụng trờn h to quay ng b hai pha l: d Lds id Ldm I f LdmiD q Lqs iq LqmiQ uA, uB, uC, uf, l giỏ tr tc thi ca in ỏp pha stator, in ỏp cun dõy kớch t iA, iB, iC, iD, iQ, l giỏ tr tc thi ca dũng in pha stator v ca cun dõy cn D Ldmid Ldm I f LDr iD Q Lqmiq LQr iQ Lls i0 f Ldmid L fr I f LdmiD If l dũng in mt chiu ca cun dõy kớch t A, B, C, f, D, Q l t thụng ca cỏc cun dõy cỏc pha;cun dõy kớch t, cun dõy cn R1 ,Rf,RD,RQ l in tr cun dõy mt pha stator ,cun dõy kớch t v cun (3.5) ú: dõy cn Lds = Lls + Ldm - t cm trờn trc d ca cun dõy stato hai pha tng ng; Lqs = Lls + Lqm - t cm trờn trc q ca cun dõy stato hai pha tng ng; S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 71 72 Lls - cm ng rũ ca cun dõy hai pha tng ng; 3.2.2 Mụ t toỏn hc ng c ng b kớch t NCVC Ldm - h cm gia cun dõy stato v rụto trờn trc d; tng vi in cm phn ng phn ng trờn trc d nguyờn lý ng c ng b Lqm - h cm gia cun dõy tato v rụto trờn trc q; tng vi in cm phn ng phn ng trờn trc q; S thay th v mụ t toỏn hc ng c ng b kớch t NCVC gn tng t nh loi ng c ng b kớch t dõy qun Lỳc ú t thụng cc t f =LmIf=const v khụng cú cun ng Ta cú phng trỡnh in ỏp: Lfr = Llf + Ldm - t cm cun dõy kớch t ; u qs R s i qs e 'ds e f LDr = LlD + Ldm - t cm cun dõy cn trờn trc d; LQr = LlQ + Lqm - t cm cun dõy cn trờn trc q Trong phng trỡnh in ỏp v chui t, phng trỡnh ca thnh phn trờn trc u d s R si d s e 'q s e f d qs dt (3.8) d d s dt (3.9) l c lp, khụng cú nh hng i vi trc d, q, cú th khụng cn xem xột, ngoi ra, sau thay cụng thc (3.5) vo cụng thc (3.3), (3.4) v bin i cú th nhn Trong ú: c phng trỡnh ma trn in ỏp ca ng c ng b: f L dm I 'f Lqs Ldm p Ldm p Lqm id u d R1 Lds p u L R L p L L Lqm p iq ds qs dm dm q . I f R f L fr p Ldm p U f Ldm p Ldm p RD LDr p iD Ldm p Lqm p 0 RQ LQr p iQ (3.6) Mụmen trờn trc d, q ca ng c ng b v phng trỡnh chuyn ng ca nú l: 'ds i ds L ds L ds L s L dm ds f 'ds qs L qs i qs L qs L s L qm Phng trỡnh mụ men Te n p ( d iq q id ) J d TL n p dt (3.7) Pp M c ( ds i qs qs i ds ) 2 (3.10) Phõn tớch k hn v cỏc phng trỡnh nờu trờn v s dng cỏc phng trỡnh ú vo b thut toỏn vộc t to mụ hỡnh toỏn hc trng thỏi ng cho ng c ng b kớch t dõy S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 73 74 3.3 CU TRC IU KHIN H TRUYN NG BIN TN NG C ca ng c xoay chiu núi chung tng ng vi mụ hỡnh ca ng c mt NG B chiu, t ú cú th ỏp dng cỏc phng phỏp iu khin ca ng c mt chiu 3.3.1 La chn phng phỏp iu khin nghch lu Nguyờn tc c s dng t trc n cú nhiu cu trỳc iu khin nghch lu tin hnh iu khin tc v mụ men ng c mt cỏch rt thun li c bit l vi phng phỏp iu khin vector nh hng theo t thụng rotor í tng v cu trỳc h thng iu khin vector cú th c mụ t nh sau: khỏc vớ d nh: nghch dũng chuyn mch t nhiờn ( nghch lu t iu khin), nghch lu iu ch rng xung vỡ vy m cú cỏc loi bin tn v phng phỏp khng ch bin tn khỏc nh: bin tn t iu khin, bin tn iu ch rng xumg, bin tn iu khin vector ng c ng b qua bin i ta cú th tr thnh ng c mt chiu tng ng, nh vy phng theo phng phỏp iu khin ng c mt chiu, tỡm lng iu khin ca ng c mt chiu, qua phộp bin i ta ngc, li cú Bộ phận bỏ thiết kế điều khiển 3.3.1.1 Gii thiu cỏc loi cu trỳc a Bin tn t iu khin s dng nghch lu dũng chuyn mch t nhiờn cú u th i vi h thng truyn ng cụng sut cc ln vỡ ú cỏc van ca nghch lu l Thyristor, vi vic s dng s ca cun dõy stato ng c lm chuyn mch ca van m khụng cn thit b ph tr lm gim kớch thc v phc ca h thng iu khin nhng cú nhc im l dũng in u khỏc xa hỡnh sin i*d Bộ điều + khiển - i*q * A i i*1 -1 VR i * i*B i*C iA Bộ biến tần điều khiển dòng điện iB iC i1 id i1 VR iq Mô hình động chiều t-ơng đ-ơng Động đồng b Bin tn vi nghch lu iu ch rng xung hỡnh sin, iu khin u/f = const l loi bin tn cho phộp to ng cong dũng in cp cho ng c cú Hình 3.3: ý t-ởng cấu trúc hệ thống điều khiển vector dng gn hỡnh sin khụng bt buc s dng cỏc khõu phn hi, bin tn loi ny cú th iu khin c ng c ng b Bi vỡ i tng phi tin hnh bin i ta th iu khin tc ng c mt pha, ba pha vi vic m bo gi c t thụng l vector khụng gớn ca dũng in, li cú th iu khin c ng c ng b khe h khụng khớ gn bng hng s nhng bin tn loi ny cú mt s nhc im Bi vỡ i tng phi tin hnh bin i ta l vector khụng gian ca dũng in sau: (c trng cho s.t..), cho nờn thụng qua h thng iu khin thc hin chuyn i ta c gi l h thng iu khin chuyn i vector (Transvector Control + Mụ men cc i s gim thp tn s gim nhiu System), gi tt l h thng iu khin vector (Vector Control System), ý tng ny + Thc t iu chnh khú gi c t thụng khe h khụng khớ bng hng c mụ t bi s trờn hỡnh 3.3 Trong ú tớn hiu cho trc v tớn hiu phn hi s m c bit ch ng khú t c i qua b iu khin tng t nh h thng iu tc mt chiu ó dựng, tớn hiu t Chớnh vỡ vy m cht lng iu khin thp dũng in kớch t i*d v tớn hiu t dũng in mch rotor i*q, i qua b chuyn i c Bin tn iu khin vector: vi vic ỏp dng phộp chuyn i to * * quay VR-1, nhn c i , i1 , tip tc i qua phộp chuyn i pha/3 pha nhn xõy dng mụ hỡnh toỏn hc ca ng c thỡ cú th thc hin chuyn i mụ hỡnh c i*A1, i*B1, i*C1 S dng ba dũng in ny iu khin cựng vi tớn hiu iu S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn http://www.lrc-tnu.edu.vn 75 76 khin tn s nhn c t b iu khin khng ch b bin tn iu khin T quan h tng ng trờn õy cú th mụ t dng s cu trỳc ca ng c nh trờn hỡnh 3.4 V tng th m núi, u vo pha A, B, C, u tc gúc , l dũng in, to dũng in pha m ng c iu tc yờu cu Khi thit k h thng iu khin vector, cú th cho rng b chuyn i quay -1 ngc VR a vo phớa sau b iu khin v khõu chuyn i quay VR bn mt ng c ng b, qua phộp bin i 3/2 v bin i quay ng b tr thnh mt ng c mt chiu u vo id, iq v u thõn ng c trit tiờu nhau, b chuyn i 2/3 v b chuyn i 3/2 phớa 3.3.1.2 La chn phng phỏp iu khin nghch lu ng c trit tiờu nhau, nu tip tc b qua tr b bin tn sinh thỡ phn khung nột t trờn hỡnh 3.3 cú th b i hon ton, phn cũn li rt ging vi h thng iu tc mt chiu Cú th tng tng rng, tớnh nng trng thỏi tnh v ng ca h thng iu tc bin tn iu khin vector hon ton tng ng vi h thng iu tc mt chiu Qua phõn tớch trờn ta cú th ỏp dng nhiu phng phỏp iu khin khỏc nhau, nhng mt s h thng truyn ng bin tn - ng c xoay chiu thỡ cu trỳc iu khin hin i nht l cu trỳc iu khin vector ta theo t thụng rotor iu khin nh hng theo t trng cũn gi l iu khin vect, cú th ỏp ng cỏc yờu iu chnh ch tnh v ng Nguyờn lý iu khin vector da trờn ý tng * Mụ hỡnh ng c mt chiu tng ng ca ng c ng b: iu khin vector ng c ng b tng t nh iu khin ng c mt chiu Quy tc ca phộp chuyn i ta l to sc in ng quay ng b, dũng in xoay chiu mch stator i A, iB, iC qua phộp bin i 3/2, cú th chuyn i Phng phỏp ny ỏp ng c yờu cu iu chnh ca h thng quỏ trỡnh quỏ cng nh cht lng iu khin ti u mụmen Vic iu khin vector tng tng thnh dũng in xoay chiu ta c nh pha i 1, i1; sau ú li da trờn nh hng vector t thụng rotor cú th cho phộp iu khin tỏch ri hai thụng qua phộp bin i quay theo nh hng t trng rotor, cú th chuyn i thnh phn dũng stator, t ú cú th iu khin c lp t thụng v mụmen ng c tng ng thnh dũng in mt chiu id, iq trờn h ta quay ng b Nu Kờnh iu khin mụmen thng gm mt mch vũng iu chnh tc v mt ngi quan sỏt ng trờn lừi st t v cựng quay vi h ta , thỡ ngi quan sỏt s mch vũng iu chnh thnh phn dũng in sinh mụmen Kờnh iu khin t thy ú nh l mt ng c mt chiu, tng t thụng ca rotor ng c xoay thụng thng gm mt mch vũng iu chnh dũng in sinh t thụng Do ú h chiu ban u chớnh l t thụng ng c in mt chiu tng n thng truyn ng in ng c ng b cú th to c cỏc c tớnh tnh v ng cao id iq Mụ hỡnh ng c mt chiu tng ng Hỡnh 3.4: S cu trỳc bin i ta ng c ng b 3/2 (Bin i pha/2 pha; VR) Bin i quay ng b; ) Gúc gia trc d v trc (trc A) S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 77 78 Cỏc h truyn ng in bin tn 4Q dựng chnh lu PWM - ng c xoay 3.3.2 Xõy dng cu trỳc iu khin h truyn ng chiu ng b ch khỏc v phng phỏp iu khin cỏc chnh lu v 3.3.2.1 S h iu khin nghch lu, cũn phn mch lc thỡ c bn ging Hỡnh 3.6 l s nguyờn lý LL NL CLPWM B phn mch lc ca h thng truyn ng S gm b in cm ngun L; hai s pha cu ba pha bng cỏc IGBT lm nhim v chnh lu (CLPWM) v nghch lu C (NL); t in C va l phn t c bn s chnh lu PWM, va l phn t lc; ng c ng b ba pha B Udc Scla,b,c iu khin chnh lu PWM KCL SNla,b,c FT iu khin nghch lu uuLL ĐB KNL Hỡnh 3.5: S h truyn ng in bin tn 4Q - B Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý phần lực hệ truyền động biến tần bốn góc phần S tng quỏt h truyn ng in bin tn 4Q - B c gii thiu t- dùng chỉnh l-u PWM - động đồng ba pha trờn hỡnh 3.5 Phn lc ca chnh lu PWM (CLPWM) v nghch lu (NL) cú kt 3.3.2.2 Cu trỳc iu khin chnh lu cu tng t Khi iu khin chnh lu PWM v iu khin nghch lu gm cỏc b iu chnh v thit b phỏt xung iu khin cỏc IGBT mch lc Theo phõn tớch chng hai, cú nhiu phng phỏp iu khin b chnh Tớn hiu khng ch iu khin chnh lu c ký hiu l KCL, thng l tớn lu tớch cc PWM, mi phng phỏp iu khin cú nhng u nhc im riờng hiu t giỏ tr in ỏp mt chiu u ca chnh lu PWM, ký hiu l U*dc v cú th thờm lng t khỏc; tớn hiu khng ch iu khin nghch lu c ký hiu l KNL, vi phng phỏp iu khin vector thng gm lng t dũng in sinh t thụng v tc quay Cỏc phng phỏp iu khin khỏc cú s khỏc v i lng iu khin cng nh cu trỳc c th ca h thng iu khin nhng u nhm t mc tiờu chung l iu khin s úng m cỏc van gi n nh giỏ tr in ỏp mt chiu u theo giỏ tr t, khng ch h s cụng sut theo yờu cu, m bo dng dũng in li gn vi hỡnh sin v cho phộp thc hin trao i cụng sut hai chiu gia - S nguyờn lý phn mch lc ca h bin tn 4Q - B ti v ngun nghiờn cu s lm vic ca h truyn ng bin tn bn gúc phn t - ng c ng b ta chn phng phỏp iu khin chnh lu l phng phỏp VOC S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 79 80 Cu trỳc chi tit iu khin chnh lu PWM iu khin theo VOC c - Khõu bin i - d-q lm nhim v bin i h ta vector dũng in biu din trờn hỡnh 3.7 Cỏc khõu chc nng c bn ca iu khin chnh lu li, u nhn c cỏc thnh phn ca vector dũng in li trờn h ta quay theo phng phỏp VOC gm: d-q (iLd, iLq) - Khõu o dũng in v c lng in ỏp li: Thc hin o dũng xoay chiu - Khõu bin i d-q - lm nhim v bin i h ta vector in ỏp ti u vo chnh lu (iLa, iLb), bin i dũng in h ba pha sang vector khụng gian qui i, u nhn c cỏc thnh phn ca vector in ỏp ti trờn h ta - trờn h ta c nh - (iL, iL ) v tớnh cỏc thnh phn vector in ỏp li trờn (us, us ) dựng iu khin khõu iu ch rng xung PWM h ta - (uL, uL ) - Khõu iu ch rng xung PWM: Thc hin to cỏc xung iu khin cỏc iLb iLa khoỏ úng ct ca mch lc, khõu hot ng theo nguyờn lý iu ch vector khụng SCLa,b,c gian Udc Khõu o dũng in v c lng in ỏp li iL iL uL k PI usd iLq cú mt tớn hiu iu khin chung cho b chnh lu l tớn hiu t in ỏp mt chiu U*dc 3.3.3 Cu trỳc iu khin nghch lu sinUL d-q iLd Udc dq usq b iu chnh dũng l i*d c ly t u b iu chnh in ỏp v i*q (c ly bng khụng theo iu kin h s cụng sut bng 1) Nh vy, trờn thc t, h ch cosUL U*dc us us uL - sinUL Cỏc b iu chnh dũng v ỏp c la chn l cỏc b PI, tớn hiu t ca cỏc Khõu iu ch rng xung PWM Trong thi im hin cu trỳc c s dng ph bin nht t cht lng cosUL PI PI - iLq i*Lq cao l cu trỳc iu khin vector Khi la chn cu trỳc iu khin nghch lu vector iLd - theo t thụng rotor ngi ta cú th a mt s s khỏc i*Ld T phng trỡnh cõn bng in ỏp trờn h d-q, kt hp vi cỏc quan h cú c ỏp dng nh hng t thụng rotor, thc hin thnh lp cỏc phng trỡnh Hỡnh 3.7: Cu trỳc iu khin chnh lu PWM theo VOC mụ t quan h gia cỏc thnh phn in ỏp v dũng in stator trờn h ta d-q, - Khõu bin i - k-: Thc hin xỏc nh gúc gia vector in ỏp li lm c s cho vic tớnh toỏn giỏ tr cỏc thnh phn in ỏp t, sau chuyn ta v trc ca h ta -, õy cng l gúc gia trc d ca h ta quay d-q vi v h ba pha thu c cỏc giỏ tr t in ỏp stator T cỏc giỏ tr t in ỏp, s trc ca hai h ta c nh -, phc v cho vic chuyn ta cỏc vector dng nguyờn lý iu ch rng xung hỡnh sin (SPWM) hoc nguyờn lý iu ch dũng v ỏp vector khụng gian (CVTKG) thc hin vic iu khin cỏc van nghch lu S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 81 82 Cn c vo ti liu iu khin t ng truyn ng in xoay chiu ba pha Chng ca TS Nguyn Phựng Quang ta la chn cu trỳc phn iu khin nghch lu theo Mễ PHNG H THNG nguyờn lý trờn c mụ t trờn hỡnh 3.8 Cỏc iu khin c bn v nhim v ca trờn hỡnh 3.8: - Phn mch lc gm cú ng c ng b kớch t nam chõm vnh cu v b 4.1 Mễ PHNG C TNH LM VIC CA CHNH LU PWM thc hin quỏ trỡnh mụ phng cỏc c tớnh c bn ca h truyn ng bin tn 4Q - B nhm kim nghim cỏc phõn tớch lý thuyt v chng minh cỏc kh nghch lu ( NL) nng ca h truyn ng, trc tiờn, tin hnh mụ phng kim chng cỏc tớnh - Phn iu khin gm cỏc ch yu sau: nng u vit ca chnh lu PWM, ng thi cng l kim chng cu trỳc iu + Cỏc sensor o dũng pha ng c isa, isb khin chnh lu PWM + M ỏy o tc quay ng c; 4.1.1 Xõy dng chng trỡnh mụ phng chnh lu PWM + CTQ l b iu chnh tc quay; Da vo mụ t toỏn hc ca chnh lu PWM, cỏc phng phỏp iu khin chnh + CTi l khõu chuyn ta dũng in stator t h ta - sang h ta lu PWM v cỏc cu trỳc tng ng, ng dng cỏc phn mm PLECS v MATLAB d-q; ta xõy dng c mụ hỡnh mụ phng cho chnh lu PWM ỏnh giỏ v chnh lu + CTu l chuyn i ta in ỏp t h - sang h ta d-q; PWM, õy ch mụ phng chnh lu PWM theo mt phng phỏp iu khin l phng phỏp iu khin theo VOC + CD l khõu iu chnh a thụng s, cú nhim v tớnh giỏ tr t cỏc thnh phn in ỏp stator trờn h ta d-q ( usd v usq); Trong phn ny, ỏnh giỏ v in ỏp mt chiu u ra, cht lng dũng in li v h s cụng sut ca chnh lu PWM, ta nghiờn cu s lm vic ca b + DTT l khõu dn t thụng; chnh lu vi ti in tr cú iu chnh Da vo cu trỳc iu khin chnh lu + SPWM l khõu iu ch rng xung: Thc hin to cỏc xung iu khin PWM theo VOC c mụ t hỡnh 2.15, s dng phn mm MATLAB cú th xõy dng c s (chng trỡnh) mụ phng cho trng hp ny nh trờn hỡnh 4.1, cỏc khoỏ úng ct ca mch lc; cỏc hỡnh 4.2 v hỡnh 4.3 l s mụ phng chi tit phn iu khin chnh lu theo phng phỏp VOC (khi Subsystem) v phn mch lc (khi PLECS circuit) Cỏc thụng s c bn ca ngun v ti xõy dng chng trỡnh mụ phng c chn: ngun xoay chiu ba pha cú tn s 50Hz, in ỏp pha l 220V; giỏ tr t ca in ỏp chnh lu u Udc bt u mụ phng (t=0) l 600V v ti l in tr 30; ti t=0.2s tng giỏ tr t ca in ỏp chnh lu mt lng Udc=100V; ti t=0.4s tng ti bng cỏch ni song song thờm vo in tr ti mt in tr khỏc cú giỏ tr l 60 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 83 84 Hỡnh 4.3: Chi tit PLECS circuit ca mụ hỡnh hỡnh 4.1 4.1.2 Cỏc kt qu mụ phng chnh lu PWM Trờn hỡnh 4.4 biu din in ỏp mt chiu sau chnh lu, t th U dc cho thy, quỏ trỡnh ng ca b chnh lu din thi gian rt ngn, s thay i giỏ tr in ỏp thay i giỏ tr t cng din rt nhanh, in ỏp bỏm sỏt giỏ tr t vi sai lch khụng ỏng k, mt im cn quan tõm l giỏ tr in ỏp mt chiu u cao hn giỏ tr in ỏp ca chnh lu i t thụng thng, iu ny ỏp ng c yờu cu in ỏp mt chiu cao m khụng cn phi dựng mỏy bin Hỡnh 4.1: S mụ phng chnh lu PWM ti in tr iu khin theo VOC ỏp tng ỏp Hỡnh 4.5, 4.6 biu din in ỏp v dũng in mt pha ngun xoay chiu (pha A) Cỏc th cho thy, dũng in ngun cú dng rt gn vi hỡnh sin; cỏc ch ua(V), ia(A) Udc(V) Hỡnh 4.2: S mụ phng chi tit iu khin chnh lu PWM theo phng phỏp VOC(khi Subsytrem) ca mụ hỡnh hỡnh 4.1 800 400 700 300 600 200 500 400 100 300 -100 200 -200 100 t(s) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 -300 -400 t(s) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Hỡnh 4.4: in ỏp mt chiu sau Hỡnh 4.5: in ỏp v dũng in pha A ca chnh lu PWM iu khin theo VOC chnh lu PWM iu khin theo VOC khỏc luụn t c h s cụng sut cos =1 (dũng in trựng pha vi in ỏp) S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 85 ua(V), ia(A) 400 86 idc(A) 35 ua 300 200 30 25 ia 100 i*sd = 20 CTu CD usd 15 -300 -400 us 10 -200 t(s) 0.4 0.42 0.44 0.46 0.48 0.5 0.400 0.417 0.433 Hỡnh 4.6: in ỏp v dũng in pha A ca chnh lu PWM iu khin theo Hỡnh 4.7: Dũng mt chiu sau chnh lu ca PWM iu khin theo VOC VOC thi gian chu k ngun thi gian 1/6 chu k ngun 4.2 Mễ PHNG H TRUYN NG BIN TN 4Q - NG C NG B BA PHA isq VR iA iB iC i * CTi i*sq ỏnh giỏ y v h truyn ng cng nh v bin tn bn gúc phn t bin tn 4Q - ng c xoay chiu ng b ba pha kớch t nam chõm vnh cu i isd 4.2.1 Xõy dng s mụ phng h truyn ng phn mm Matlab s dng chnh lu PWM, ta tin hnh mụ phng s lm vic ca h truyn ng uc t(s) ub VR-1 usq -100 ua SPWM us CTQ Trong h thng ny, phn iu khin chnh lu PWM cng ỏp dng phng Khõu tớch phõn Hỡnh 4.8: Cu trỳc iu khin vector vựng tn s f fdm phỏp iu khin VOC, cũn phn nghch lu s dng phng phỏp iu khin vector nh hng theo t thụng rotor Phn iu khin nghch lu c xõy dng c bn S dng phn mm PLECS chy mụi trng MATLAB cú th xõy da trờn cu trỳc c mụ t trờn hỡnh 3.8 cú sa i chỳt ớt trờn quan im ch thc dng c s (chng trỡnh) mụ phng h truyn ng nh hỡnh.4.9, n hỡnh 4.17 hin mụ phng s lm vic ca h vựng tn s ca bin tn nm khong t tn s nh mc ca ng c tr xung Vi vựng tn s di tn s c bn thỡ yờu cu thc hin trỡ t thụng rotor bng hng s, vy cu trỳc iu khin chn giỏ tr t thnh phn sinh t thụng bng hng s (id=const) Cu trỳc iu khin nghch lu trng hp ny c mụ t trờn hỡnh 4.8 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Thụng s ng c ng b kớch t nam chõm vnh cu (PMSM) ca Siemens loi FT6 Cụng sut P = 4.5 kW in cm Stator : Ls = 5,4 mH in tr Stator: Rs = 0,47 S ụi cc: Zp = Tn s: fs = 50 Hz Tc quay danh nh: n_N = 3000 vũng/phut Tc quay ti a: n_max = 4500 vũng/phut Momen quỏn tớnh: J = 0,0069 kgm2 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 87 88 Momen danh nh: m_M = 26,5 Nm Dũng danh nh: I_N = 10,9 A u_ab uLa V A u_bc L: 0.015 650 Udc v_dc_ref i_v si iabc_L pulses-re isd* w* w PLECS Circuit Tm Tm uLa m iabc x isq*r isq* Speed Controller isd 1/z isq 1/z u_bc u_alpha dq T2 Tm usd w* u_ab Tm isd* Isd* INVERTER wm u_beta s ab usab PWM Circuit M dq -> ab Udc Udc Inverter u_dc omega_e usq Tm1 m PMSM Vd m Udc Speed Reference1 A A Hỡnh 4.10: Khai trin chi tit PLECS circuit ca mụ hỡnh mụ phng hỡnh 4.9 is_abc Inv erter A v_d i_d v _d Subsystem Iabc Inv erter A 2-Level IGBT Converter1 V: 350 w : 2*pi*50 u_bc Isd* V i_d Rectif ier u_ab Speed Reference iabc_v Udc* is_abc V 2-Level IGBT C1 Converter A V usab A Rectifier V Inverter i_d i_vsi w Current Controller Iabc 750 us_ab Gain Udc1 -K- isd T theta ula 3ph->RRF T1 Omega_e Omega Tinh goc Hỡnh 4.9: S mụ phng h bin tn 4Q - ng c ng b ba pha isq Hỡnh 4.11: Khai trin chi tit INVERTER kớch t vnh cu (PMSM) iu khin theo VOC - DTC isds(k-1) 1 x z x(k) z isq*r x(k-1) isds(k) D V -K- isdsr(k) z Hỡnh 4.12: Khai trin chi tit Speed controller INVERTER S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 89 isd * isq * is d isd s isq s is d is q Omega _e usd r usq r is q omega _e Ud c 90 us d d us d dli m q li m v _ref v _dc max Gain us q qli m m' m s Scale 3-Phase Symmetrical PWM Modulation Overmodulation Index pulses Product1 MinMax Minimum Output phase correct limitation Hỡnh 4.17 Khai trin chi tit PWM SubSystem 4.2.2 Kt qu mụ phng h thng Enable control 1/2 v_dc us q Hỡnh 4.13: Khai trin chi tit Current controller INVERTER Udc* m m us q Subsyste m K- enable us d a Trng hp ng c lm vic vi mụ men ti phn khỏng i_ref Voltage control i_ref kim tra kh nng ca h truyn ng ng c lm vic vi mụ men ti enable m i i_ref reactive m Current control RRF->3ph pulses pulses-re v _dc mang tớnh cht phn khỏng hoc ti th nng nhng chiu quay ca rotor ng c PWM ngc chiu mụ men ti, ta thc hin mụ phng quỏ trỡnh ng v quỏ trỡnh iabc_L Out 3ph->RRF In f(u) u_ab atan2 u_bc ->pha iu chnh tc ng c cho trng hp ny Kt qu mụ phng c mụ t trờn cỏc hỡnh 4.18, 4.19, 4.20, 4.21, 4.22, 4.23, v 4.24 Udc Hỡnh 4.14: Khai trin chi tit Enable SubSystem (rad/s) 350 -K1 300 P v_ref I i_ref s -K- 250 Integrator 200 v_dc Hỡnh 4.15: Khai trin chi tit Voltage controller SubSystem 150 -CEnable v_N -K1 100 P m i_ref -KI i 50 s Integrator K*u Decoupling Hỡnh 4.16: Khai trin chi tit Current controller SubSystem S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn t(s) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 Hỡnh 4.18: Tc ng c khi ng cú ti, iu chnh gim tc vi ti phn khỏng bng hng s S húa bi Trung tõm Hc liu i n nh vi hc ti Thỏi th Nguyờn nng (Mc=-5Nm, http://www.lrc-tnu.edu.vn t=312rad/s) 91 92 M, Mc (Nm) iA,B,C (A) 40 10 M 30 Mc 20 10 0 -2 -10 -4 M -20 -6 -8 -10 -30 t(s) 0.5 1.0 1.5 2.5 2.0 Hỡnh 4.19: Mụ men ng c khi ng, lm vic n nh v iu chnh gim tc vi ti phn khỏng (Mc=5Nm=const) -40 0.22 t(s) 0.23 0.24 0.25 0.26 0.27 0.28 Hỡnh 4.24: Dũng in ba pha ca ng c giai on trc v sau kt thỳc quỏ trỡnh ng uAB (V) T cỏc kt qu mụ phng cho thy h truyn ng hon ton ỏp ng tt cỏc 600 yờu cu v tỏc ng nhanh, quỏ iu chnh Dũng in v mụ men ng c 400 quỏ trỡnh quỏ hon ton cú th khng ch gi hn cho phộp Dng dũng in qua ng c rt gn vi hỡnh sin, hn ch n mc ti thiu tn tht 200 ng c, cho phộp ng c phỏt huy ht kh nng nh nh sn xut quy nh b Trng hp ng c lm vic vi mụ men ti th nng Mt nhng yờu cu quan trng i vi h truyn ng bin tn bn gúc -200 phn t - ng c xoay chiu l kh nng kh nng chuyn tr nng lng t ti v li in, c bit l ti mang tớnh cht th nng kim chng kh nng ny, -400 ta thc hin mụ phng quỏ trỡnh ng v lm vic n nh ca h truyn ng -600 t(s) 0.4 0.42 0.44 0.46 0.48 0.5 mụ men ti mang tớnh cht th nng v ng c quay theo chiu tỏc ng ca mụ men ti (ng c lm vic gúc phn t th t - õy n gin ta Hỡnh 4.20: Dng in ỏp dõy (uAB) trờn ng c giỏ tr t in ỏp chnh lu PWM l 650V S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 93 94 cho tc dng, vỡ vy mmoo men ti Mc s mang du õm) Kt qu mụ phng c mụ t trờn cỏc hỡnh 4.22, 4.23 v 4.24 (rad/s) M (Nm) 350 10 300 250 200 150 -2 100 -4 -6 50 t(s) 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 2.5 -8 -10 t(s) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Hỡnh 4.22: Tc ng c khi ng v lm vic n nh vi ti Hỡnh 4.21: Mụ men ng c khi ng v lm vic n nh vi th nng (Mc=-5Nm, t=312rad/s), gi thit chiu quay theo chiu tỏc ng ca mụ men ti (gúc phn t th t) ti th nng (Mc=-5Nm, t=312rad/s) uA 400 iA25(A) (V), T cỏc kt qu mụ phng cho thy h truyn ng m bo c kh nng uA chuyn tr nng lng t ti v ngun th hin th in ỏp v dũng in u 300 vo chnh lu PWM Dũng in ngun sau giai on tng tc ca ng c thay 200 100 iA i pha, ngc pha vi in ỏp ngun, tc l ngun xoay chiu thu cụng sut ng c lm vic ch hóm tỏi sinh chuyn v 4.3 Kt uln: H truyn ng bin tn - ng c ng b kớch t nam chõm vnh cu s -100 -200 dng bin tn 4Q vi chnh lu PWM ỏp ng c ũi hi v in ỏp mt chiu -300 -400 t(s) 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 Hỡnh 4.23: in ỏp v dũng in u vo chnh lu PWM giai on ng v vo lm n nh vic vi S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn ti th nng u theo yờu cu Ngoi s dng chnh lu PWM cho phộp thc hin c quỏ trỡnh trao i nng lng hai chiu gia ti v ngun, gim ỏng k súng hi bc cao S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 95 96 dũng in li, tng hiu sut Vỡ vy, mc dự giỏ thnh ca loi bin tn ny TI LIU THAM KHO cao gp ụi so vi bin tn thụng thng nhng vi h truyn ng ny, c bit l ng dng vo cỏc h thng thang mỏy, mỏy bm, qut giú, l rt phự hp KT LUN V KIN NGH Ting Vit Trn Khỏnh H (1997), Mỏy in 1, Nh xut bn Khoa hc v k thut, H Ni KT LUN Bựi Quc Khỏnh, NguynVn Lin, Phm Quc Hi, Dng Vn Nghi (2002), T ng iu chnh truyn ng in, Nh xut bn Khoa hc v k Vic s dng b chnh lu tớch cc PWM lm chnh lu ca b bin tn cho phep b bin tn v h truyn ng ng c xoay chiu ng dng loi bin tn ny t c nhiu tớnh nng u vit m cỏc b bin tn thụng thng khỏc khụng cú: - Gim n mc rt thp cỏc súng hi bc cao dũng in li Trn Th, Vừ Quang Lp (biờn kho); C s iu khin t ng truyn ng in; Nh xut bn Khoa hc v k thut, H Ni,2004 Nguyn Phựng Quang (1996), iu khin t ng truyn ng in xoay chiu ba pha, Nh xut bn Giỏo dc, H Ni - Cú kh nng to c h s cụng sut li in theo yờu cu - Cú kh nng iu chnh v n nh tt in ỏp phn mt chiu, gim bt nh hng ca s dao ng in ỏp li in n b bin tn - ng c cú th lm vic c mi ch , c bit l ch hóm tỏi sinh k c ch n nh v quỏ , cho phộp cú th ỏp dng h truyn ng bin tn 4Q - ng c xoay chiu vi nhiu loi ti khỏc nhau, tit kim nng lng thut, H Ni Bựi Quc Khỏnh, Nguyn Vn Lin (2007), C s truyn ng in, Nh xut bn khoa hc v k thut, H Ni Ting Anh C Daoshen and B K Bose (1992), Expert system based automated selection of industrial AC drives, IEE IAS Annu Meet Conf Rec., pp 387-392 Mariusz Malinowski (2001), Sensorless Control Strategies for Three Phase PWM Rectifiers, Warsaw, Poland P Barrass, M Cade (1999), PWM rectifier using indirect voltage sensing, Proc.IEE-Elect Power Applicat., 146 (5), 539-544 nhiu trng hp KIN NGH - Tip tc nghiờn cu hon thin cú th ỏp dng vo thc t - Nghiờn cu tỡm thờm ng dng khỏc i vi chnh lu PWM S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn [...]... 2(110) jLI IL U 4( 011) - => d - q... thị vector điện áp chỉnh l-u PWM u 3 2 .4 PHM VI V GII HN THAM S CA CHNH LU PWM u4 Hình 2.9a: Giới hạn làm việc điện áp của chỉnh l-u PWM 2 .4. 1 Gii hn cc tiu ca in ỏp mt chiu Udcmin > Ud0 = 2,34Ufa Nu b iu chnh dũng in gi c bin ng ca I L xung quanh dũng (2.13) in t I L t Gi gúc l gúc bin ng ln nht ca hai vector Up1 v Up2 ta cú Thụng thng chn in ỏp mt chiu giỏ tr Udc = (1,12 1,3 )Ud0 < 2 .4. 2 Gii hn... A Sb=1 C Udc C C + B A Sc=1 Sb=1 k=3 U4 Sa=0 Udc B Sc=1 A Sb=0 Udc Sa=1 C C + B - C Sc=1 A Sb=1 Udc Lt iq a Udc + U7 Sa=1 C Sc=0 Sb=0 Sa=0 A B - U0 Udc + k=5 U6 id - + Sc=1 B Sb=0 Sa=0 A us iL C k =4 U5 - + Sc=0 B Sb=1 Sa=0 A u1=LiL uL b c q k=2 U3 k=1 U2 Sa=1 Sc=0 Sb=0 Sa=1 B d + k=0 U1 A 40 c Hình 2 .4: Đồ thị vector điện áp, dòng điện chỉnh l-u PWM trong hệ toạ độ - và d-q Udc - 2.3.1 Mụ t in... Phía xoay chiều Phía một chiều Phía xoay chiều L R Ua Phía một chiều a) Udc B C Udc tải B C Động cơ ảo M q q a) ui ui uL M iL us us q L us L= 0 u1 0 s uL s L d L= 180 i i d 0 iL uL Hình 2.11: Quan hệ giữa điện áp và từ thông ảo với dòng công suất iq L d của chỉnh l-u PWM L=t id b) Hình 2.10: Mô hình động cơ ảo và đồ thị véc tơ từ thông ảo với chỉnh l-u PWM S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn... i* PI PI d Bộ điều khiển điện áp Udc Bộ điều khiển điện dòng + - id l iq l i 0 * q 2.17 u Ld + u d u sd + + + Cu trỳc iu khin chnh lu PWM theo VFOC cú s khỏc bit so vi VOC, trc d õy c chn trựng vi vector L do vy vector in ỏp UL s trựng vi trc q, vector dũng in I L trựng vi vector UL nờn ILd=0 v ILd=IL - Do vy mch vũng iu chnh theo VFOC s cú lng t i*ld = 0 v i*lq ly t u q PI Bộ điều khiển điện dòng... a) V2 pref V4 V3 V5 qref * L i dq b) V3 * L i uS iL V5 jLiL M uL i L V1 M V4 i L pref V6 c) qref V3 V4 * L i iL uS V5 d) b) c) Hình 2.22: Bộ điều khiển công suất a) hai mức, b) hai - ba mức, c) ba mức pref V2 dq q jLiL dq q q a) uL dp p uL V4 M iL dp p p - Nu q > Hq thỡ dq = 1, V2 V1 - Nu -Hq q Hq v d q 0 thỡ dq = 0, dt - Nu -Hq q Hq v d q 0 thỡ dq = 1, dt qref V6 Hình 2.21: Sự biến thiên... Nguyờn (2.12) http://www.lrc-tnu.edu.vn 45 46 Nu ta chn trc d trựng vi trc in ỏp UL v iu khin IL trựng vi UL thỡ ta cú: T phng trỡnh (2. 14) ta thy in ỏp trờn in cm s thay i khi vector dũng in I L bin ng Ta cú 8 vector in ỏp U0, U1, U2, U3, U4, U5, U6, U7 nh i Lq 0, U Lq 0, U Ld 3 3 U m , i Ld Im , q 0 2 2 ngha in ỏp t cm L di tng ng l Up0, Up1, Up2, Up3, Up4, Up5, Up6, Up7 Biu dt din gii hn lm vic... liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 53 54 H iu khin bin tn dựng chnh lu PWM vi ng xoay chiu cú cỏc phng ỏn c trỡnh by trờn hỡnh 2. 14 cl Ua Ub Uc nl ia ib ic L L L ia ib Sa Sb Đo đòng điện và đánh giá điện áp l-ới iL DPC iL uL us k iLd VECTOR IN P PI cosUL iq_ref = hai h to l h to c nh - v h to quay d - q Cỏc giỏ... chiu hin nay l nghch lu iu khin vector, khi nghch ny cho phộp trao i cụng sut hai chiu gia ng c v phn cung cp mt chiu Nh vy, kh nng lm vic c bn gúc phn t ca ng c trong h truyn Hình 2.1: Sơ đồ biến tần bốn góc phần t- dùng chỉnh l-u PWM S trờn bao gm hai khi chnh lu (CLPWM) v nghch lu (NL) cú cu to nh nhau v cú chung mch mt chiu, vỡ vy thng gi l s da lng vo nhau (back to back) Ngoi ra, u vo bin tn