Ứng dụng nghịch lưu đa mức trong truyền động điện công suất lớn

Các hệ truyền động điện một chiều cũng như xoay chiều hạ áp với sự phát triển tương đối hoàn thiện của cấu trúc bộ biến đổi và phương pháp điều khiển đã đang được ứng dụng rộng rãi trong

Trang 1

Hà nội 9-2013

Trang 2

MỤC LỤC Trang phụ bìa

Lời cam đoan

Danh mục hình vẽ……….i

Danh mục bảng số liệu……… ii

Lời nói đầu 1

Chương 1 Biến tần và phương pháp điều khiển tần số động cơ không đồng bộ 3

1.1 Giới thiệu về biến tần 3

1.1.1 Định nghĩa biến tần 3

1.1.2 Phân loại biến tần 4

1.2 Các phương pháp điều khiển tần số động cơ không đồng bộ 5

1.2.1 Điều khiển vô huớng hệ biến tần – ĐCKĐB 3 pha 5

1.2.2 Điều khiển vector theo trường Rotor (FOC) 11

Chương 2 Tổng quan các bộ nghịch lưu đa mức trong truyền động trung áp 14

2.1 Giới thiệu chung về các bộ biến đổi trung áp 14

2.2 Bộ nghịch lưu Diode kẹp ( Diode Clamped Voltage Source Inverter ) 17

2.2.1 Cấu trúc chung 17

2.2.2 Cấu trúc bộ biến tần 3 mức Diode kẹp (3L-NPC VSC) 18

2.3 Biến tần nguồn áp kiểu tụ bay (Flying Capacitor – FLC VSC) 25

2.3.1 Cấu trúc chung của nghịch lưu tụ bay 25

2.3.2 Cấu trúc bộ biến tần 3 mức kiểu tụ bay (3L-FLC VSC) 26

2.4 Biến tần nguồn áp kiểu cầu H nối tầng (SCHB VSC) 34

2.4.1 Cấu trúc chung của biến tần cầu H 34

2.4.2 Hoạt động của mỗi tế bào nghịch lưu 35

Chương 3 Tính toán thiết kế và điều khiển nghịch lưu 41

3.1 Tính toán thiết kế nghịch lưu 41

3.1.1.Cấu trúc của hệ thống điều khiển nghịch lưu 41

3.1.2 Điều khiển nghịch lưu áp một pha 42

3.1.3 Giới thiệu bộ biến tần nguồn áp năm mức kiểu cầu H (5L-SC2LHB VSC) 43

3.1.4 Thiết kế điều khiển nghịch lưu cho biến tần 5 mức kiểu cầu H 50

3.2.Điều khiển vector tựa theo từ thông rotor điều khiển nghịch lưu nguồn áp 57

3.2.1 Nguyên lý điều khiển 57

3.2.2 Mô hình tính toán ước lượng các đại lượng phản hồi 61

3.2.3 Hiệu chỉnh tốc độ trượt 64

Trang 3

3.2.4 Thiết kế bộ điều khiển dòng điện trong hệ thống điều khiển vector rotor tựa

theo từ thông rotor của động cơ không đồng bộ 65

3.2.5 Thiết kế điều khiển từ thông 72

3.2.6 Thiết kế mạch điều khiển tốc độ 73

Chương 4 Xây dựng mô hình và mô phỏng 74

4.1 Xây dựng mô hình biến tần 7 mức cầu H 74

4.1.1 Sơ đồ mạch lực của hệ thống 74

4.1.2 Sơ đồ của các pha 75

4.1.3 Sơ đồ khâu phát xung điều khiển: 75

4.1.4 Kết quả mô phỏng khi chạy với tải tĩnh RL 76

4.2 Xây dựng mô hình FOC- biến tần 7 mức cầu H – Động cơ 78

4.2.1 Mô hình 78

4.2.2 Mô hình bộ điều khiển tốc độ 79

4.2.3 Mô hình bộ điều khiển FOC 79

4.2.4 Kết quả mô phỏng 80

Kết luận 85

Tài liệu tham khảo 86

Phụ lục 87

Trang 4

Danh mục hình vẽ

i

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1.Biến tần ACS800 (Nguồn: ABB) 3

Hình 1.2 Cấu trúc chung của biến tần gián tiếp 4

Hình 1.3 Đăc tính cơ điều chỉnh tần số theo luật giữ khả năng quá tải không đổi 6

Hình 1.4 Cấu trúc điều khiển U/f giữ từ thông động cơ không đổi 8

Hình 1.5 Đặc tính cơ theo luật điều khiển điện áp – tần số giữ từ thông không đổi 8

Hình 1.6 Quan hệ Is(ωs) khi từ thông ψs = const 9

Hình 1.7 Cấu trúc điều khiển tần số - dòng điện từ thông máy điện không đổi 10

Hình 1.8 Đồ thị vector cho phương pháp điều khiển vector tựa từ thông rotor 12

Hình 1.9 Mô hình điều khiển tần số theo phương pháp FOC 13

Hình 2.1 Thị trường của truyền động trung áp trong công nghiệp 14

Hình 2.2 Cấu trúc chung của thiết bị trung áp [5] 15

Hình 2.3 Biến tần ACS1000 của ABB (Nguồn: ABB) 16

Hình 2.3 Sơ đồ một pha của biến tần diode kẹp N mức [6] 17

Hình 2.4 Cấu trúc bộ biến tần Diode kẹp 3 mức [6] 18

Hình 2.5.Đường đi của dòng điện [6] 19

Hình 2.6 Chuyển mạch ứng với các trạng thái của van [6] 21

Hình 2.7 Đồ thị điều chế PWM cho nghịch lưu 3L-NPC [6] 24

Hình 2.8 Phân bố sóng điều hòa [6] 24

Hình 2.9 Sơ đồ một pha của biến tần kiểu tụ bay N mức[6] 26

Hình 2.10 Cấu trúc bộ biến tần kiểu tụ bay 3 mức [6] 27

Hình 2.11 Đường đi của dòng điện của pha âm và pha dương [6] 28

Hình 2.12 Quá trình chuyển mạch và tổn thất của 3L-FLC [6] 32

Hình 2.13 Đồ thị điều chế PWM cho nghịch lưu 3L-FLC [6] 33

Hình 2.14 Cấu trúc chung của biến tần nguồn áp kiểu cầu H [6] 34

Hình 2.15 Hoạt động của các phần tử nghịch lưu (cell) [6] 35

Trang 5

i

Hình 2.16 Đường đi của dòng điện [6] 36

Hình 2.17 Quá trình chuyển mạch và tổn thất của cầu H [6] 38

Hình 2.18 Phổ tần của sóng điều hòa [6] 39

Hình 2.19 Đồ thị điều chế [6] 40

Hình 3.1 Sơ đồ cấu trúc của bộ điều khiển nghịch lưu 41

Hình 3.2 Sơ đồ cấu trúc điều khiển nghịch lưu áp một pha 42

Hình 3.3 Sơ đồ điều khiển nghịch lưu áp một pha 43

Hình 3.4 Cấu trúc bộ biến tần nguồn áp kiểu cầu H nối tầng 5 mức [6] 44

Hình 3.5 Quá trình chuyển tiếp giữa điện áp các mức đối với nghịch lưu 5 mức [5] 47

Hình 3.7 Cấu trúc nghịch lưu cầu H 7 mức ứng với pha A [5] 50

Hình 3.8 Phương pháp PWM kiểu dịch pha cho biến tần 7 mức 51

Hình 3.9 Dạng điện áp và song hài của cầu H 7 mức với điều kiện 52

Hình 3.10 Các phương pháp điều chế kiểu dịch mức [5] 53

Hình 3.11 Điều chế IPD cho biến tần 7 mức hoạt động với thông số 54

Hình 3.12 Dạng điện áp ra tương ứng của 2 phương pháp [5] 55

Hình 3.13 Thành phần sóng hài tương ứng của 2 phương pháp [5] 56

Hình 3.14 Đồ thị vector cho trường hợp tựa hệ trục dq và vector từ thong rotor 57

Hình 3.15 Sự tương đồng giữa điều khiển trong hệ tọa độ tựa theo từ thông rotor (b) của động cơ không đồng bộ và động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập(a) 58

Hình 3.17 Mô hình dòng điện ước lượng tín hiệu 63

Hình 3.18 Ảnh hưởng của sự thay đổi điện trở rotor đến độ chính xác 64

của mô hình điều khiển 64

Hình 3.19 Sơ đồ thay thế gần đúng của động cơ không đồng bộ 66

Hình 3.20 Mô hình gần đúng của động cơ không đồng bộ trên hệ tọa độ d,qtựa theo từ thông rotor 67

Hình 3.21 Cấu trúc điều khiển tách kênh 68

Hình 3.22 Cấu trúc hai bộ điều khiển dòng riêng rẽ và tách kênh bằng dòng điện 70

Trang 6

i

Hình 3.23 Điều khiển dòng điện riêng rẽ có bù sức điện động esd và esq 71

Hình 3.24 Mô hình mạch vòng điều khiển từ thông 72

Hình 3.25.Mô hình mạch vòng tốc độ 73

Hình 4.1 Sơ đồ mạch lực 74

Hình 4.2 Sơ đồ mạch lực pha A 75

Hình 4.3 Khâu phát xung điều khiển 75

Hình 4.4 Điện áp các pha ABC 76

Hình 4.5 Đồ thị dòng điện các pha ABC 76

Hình 4.6 Đồ thị dòng điện pha A 77

Hình 4.7 Phân tích fourier của dòng điện pha A 77

Hình 4.8 Mô hình mô phỏng FOC – inverter 7 levels H bridge – động cơ 78

Hình 4.9.Mô hình bộ điều khiển tốc độ 79

Hình 4.10 Mô hình bộ điều khiển FOC 79

Hình 4.11 Điện áp pha A 80

Hình 4.12 Điện áp pha B 80

Hình 4.13 Điện áp pha C 81

Hình 4.14 Dòng điện pha A 81

Hình 4.15 Dòng điện pha B 82

Hình 4.16 Dòng pha C 82

Hình 4.17 Dòng điện stator 83

Hình 4.18 Đáp ứng tốc độ 83

Hình 4.19 Đáp ứng mômen 84

Trang 7

Danh mục bảng số liệu

ii

DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU

Bảng 2.1 Biến tần trung áp của một số hãng trên thế giới [6]……… … 16

Bảng 2.2 Bảng trạng thái các van trên pha a của bộ nghịch lưu 3L-NPC [6] 19

Bảng 2.3 Tổn thất chuyển mạch trên các van của một pha [6] 20

Bảng 2.4 Quá trình dẫn dòng trên các van của bộ nghịch lưu 3L-NPC [6] 21

Bảng 2.5 Số lượng các thành phần cần thiết cho nghịch lưu đa mức diode kẹp [6] 25

Bảng 2.7 Trạng thái dẫn của các van [6] 29

Bảng 2.8 Tổn thất chuyển mạch trên các van trên một pha [6] 30

Bảng 2.9 Trạng thái các khóa và mức điện áp ứng với mức logic [6] 36

Bảng 2.10 Tổn thất truyền dẫn trên các van của một pha [6] 37

Bảng 3.1 Trạng thái đóng cắt trong bộ nghịch lưu cầu H nối tầng 5 mức [6] 47

Trang 8

Lời nói đầu

1

LỜI NÓI ĐẦU

Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nhiều thành tựu mới đã đang được ứng dụng vào sản xuất Các dây chuyền sản xuất ngày càng được tự động hóa cao, cho năng suất và chất lượng cao hơn Trong việc tự động hóa các dây chuyền sản xuất, điều chỉnh

tự động truyền động điện giữ vai trò quan trọng Các hệ truyền động điện một chiều cũng như xoay chiều hạ áp với sự phát triển tương đối hoàn thiện của cấu trúc bộ biến đổi và phương pháp điều khiển đã đang được ứng dụng rộng rãi trong thực tế sản xuất cho dải công suất vừa và nhỏ, trong đó hệ truyền động điện biến tần - động cơ không đồng bộ roto lồng sóc ngày càng được sử dụng phổ biến hơn Còn dải truyền động công suất lớn, trước đây hệ truyền động điện một chiều thường được lựa chọn Hệ này có nhiều nhược điểm như tốn chi phi bảo dưỡng, không an toàn nhất là trong môi trường cháy nổ, không tiết kiệm năng lượng…Những năm gần đây với sự phát triển của các linh kiện bán dẫn công suất lớn như IGBT chịu được điện áp 3,3kV, 4,5kV đến 6kV và các Thyristor chịu được điện áp 4,5kV đến 5,5kV cùng với sự phát triển của cấu trúc các bộ biến đổi và phương pháp điều khiển thì hệ truyền động điện biến tần trung áp - động cơ không đồng

bộ roto lồng sóc đang dần thay thế hệ truyền động điện một chiều Hệ này có nhiều ưu điểm hơn như tốn ít chi phí vận hành bảo dưỡng, sử dụng trực tiếp điện áp lưới, an toàn, tiết kiệm năng lượng…

Sau khi tìm hiểu và nghiên cứu tôi đã chọn đề tài:”Ứng dụng nghịch lưu đa mức cho truyền động điện công suất lớn” Nội dung luận văn của tôi bao gồm các phần

chính sau:

Chương 1: Tìm hiểu tổng quan về biến tần và các phương pháp điều khiển tần số động

cơ không đồng bộ, từ đó đưa ra những nhận xét và hướng nghiên cứu về nghịch lưu đa mức

Chương 2: Tìm hiểu tổng quan các bộ nghịch lưu đa mức cho truyền động điện trung áp, cấu trúc bộ nghịch lưu đa mức, và các phương pháp điều chế

Chương 3: Tính toán thiết kế và điều khiển nghịch lưu đa mức

Chương 4: Xây dựng mô hình và mô phỏng trong Matlab-Simulink

Trang 9

Lời nói đầu

2

Luận văn tập trung vào việc giới thiệu những tiến bộ vượt bậc của nghịch lưu đa mức cũng như những ưu điểm vượt trội của nó so với nghịch lưu thông thường Bên cạnh đó, luận văn còn áp dụng phương pháp điều khiển tựa theo từ thông rotor- FOC để điều khiển nghịch lưu đa mức Đây là một phương pháp điều khiển được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp, vì cho đáp ứng đầu ra mong muốn, và tách được kênh dòng điện sinh từ thông và dòng điện sinh momen Các vấn đề chuyên sâu hơn, như ảnh hưởng của điện trở rotor trong quá trình hoạt động, các xử lý biến tần khi độ mở đi vào vùng tới hạn, các khả năng và nguyên tắc xử lý điện áp trong trường hợp vượt quá giới hạn điều khiển… không được tập trung nghiên cứu trong luận văn này

Qua đó, Luận văn đưa ra cái nhìn tổng quát và khả năng ứng dụng rộng rãi của nghịch lưu đa mức trong truyền động điện công suất lớn

Hà Nội, ngày 03 tháng 09 năm 2013

Học viên thực hiện

Phạm Hoàng Nha

Trang 10

Chương 1: Biến tần và phương pháp điều khiển tần số động cơ không đồng bộ

3

Chương 1 BIẾN TẦN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ

Hình 1.1.Biến tần ACS800 (Nguồn: ABB) Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số cho phép mở rộng phạm

vi ứng dụng của truyền động điện không đồng bộ trong nhiều nghành công nghiệp Trước hết chúng ứng dụng cho các thiết bị cần thay đổi tốc độ nhiều động cơ không đồng bộ cùng lúc như các động cơ truyền động của một nhóm máy dệt, băng tải, băng lăn… Phương pháp điều chỉnh này còn được áp dụng cho các thiết bị đơn lẻ, nhất là ở những cơ cấu yêu cầu tốc độ cao như máy ly tâm, máy mài…

Biến tần

Trang 11

4

1.1.2 Phân loại biến tần

a Biến tần trực tiếp

Biến tần trực tiếp hay dùng cho truyền động công suất lớn, tốc độ làm việc thấp thí

dụ để cung cấp cho các động cơ roto lồng sóc, các động cơ roto dây quấn cấp bởi hai nguồn, các động cơ đồng bộ

Ưu điểm:

Biến tần loại này có cấu trúc rất đơn giản Điện áp vào xoay chiều U1 và f1 chỉ cần qua một mạch van chuyển mạch là chuyển ngay ta tải với tần số khác và cho phép hãm tái sinh năng lượng mà không cần có mạch điện phụ nên biến tần này có hệ số biến đổi năng lượng cao Cũng có thể dễ dàng thực hiện điều chỉnh điện áp và tần số đầu ra của biến tần trực tiếp với dạng song điện áp gần sin

Nhược điểm:

Hệ số công suất thấp, số lượng các van dẫn trên mạch lực khá nhiều và điều kiện chuyển mạch tự nhiên của các van bán dẫn trên mạch lực khá nhiều và điều kiện chuyển mạch tự nhiên của các van này cũng như tần số đièu chỉnh f2 bị giới hạn trên bởi tần số của nguồn cấp f1 Vì vậy hiện nay chủ yếu sử dụng biến tần loại này với phạm vi điều chỉnh tần số f2 < f1 Về nguyên tắc có thể điều chỉnh f2 > f1 song mức độ phức tạp trong khâu chế tạo và giá thành sản phẩm sẽ tăng lên

b Biến tần gián tiếp

Biến tần gián tiếp gồm các khâu: chỉnh lưu, lọc, nghịch lưu Bộ biến tần này khác với biến tần trực tiếp là có khâu trung gian một chiều Nhờ có khâu này mà khâu chỉnh lưu và nghịch lưu độc lập được cách ly và điều chỉnh độc lập với nhau

Hình 1.2 Cấu trúc chung của biến tần gián tiếp Điện áp xoay chiều tần số công nghiệp được chỉnh lưu thành nguồn một chiều nhờ

bộ chỉnh lưu không điều khiển hoặc có điều khiển sau đó được bộ lọc và bộ nghịch lưu biến đổi thành điện áp xoay chiều cấp cho động cơ Đa số các biến tần là chỉnh lưu không điều khiển vì nếu điều chỉnh trong phạm vi rộng thì sẽ làm tăng kích thước bộ lọc giảm

Chỉnh lưu

Lọc

Nghịch lưu

Trang 12

5

hiệu suất bộ biến đổi Dễ thấy việc biến đổi hai lần làm giảm hiệu suất biến tần Chức năng biến đổi tần số sẽ thông qua bộ nghịch lưu

Tuy nhiên loại biến tần này có các ưu điểm nổi bật sau:

 Có khả năng điều chỉnh tần số theo tốc độ đặt mong muốn, cho phép thay đổi dễ dàng tần số f2 không phụ thuộc vào f1 trong một dải rộng cả trên và dưới f1 vì tần

số ra chỉ phụ thuộc vào mạch điều khiển

 Có khả năng điều chỉnh điện áp theo tần số để duy tri từ thông khe hở không đổi trong vùng điều chỉnh mômen không đổi

 Có khả năng cung cấp dòng điện định mức ở mọi tần số

1.2 Các phương pháp điều khiển tần số động cơ không đồng bộ

1.2.1 Điều khiển vô huớng hệ biến tần – ĐCKĐB 3 pha

a Điều chỉnh điện áp – tần số với từ thông là hàm của mômen tải

Nguyên lý điều khiển:

Phương pháp này còn gọi là điều khiển năng lực quá tải không đổi hay điều chỉnh điện áp – tần số với từ thông là hàm của mômen tải Ta giả thiết điện áp và dòng điện đầu

ra của bộ biến tần là hình sin, có biên độ và tần số có thể thay đổi được Ứng với mỗi cặp giá trị điện áp và tần số stator ta xác định được một đặc tính cơ, trong đó có giá trị cực đại của mômen Đối với hệ biến tần nguồn áp thường có yêu cầu giữ khả năng quá tải về mômen của động cơ là không đổi trong suốt dải điều chỉnh tốc độ Khả năng quá tải về mômen là λM = M th / M c Nếu bỏ qua điện trở dây quấn stator thì biểu thức mômen tới hạn

Kth là hằng số phụ thuộc vào thông số của động cơ

Mth là mô men tới hạn ứng với điện áp định mức và tần số định mức Điều kiện để giữ quá tải về mômen không đổi là:

th thdm M

Trang 13

Nhận xét ưu điểm và nhược điểm:

Ưu điểm: Phương pháp này dễ thực hiện Lượng tiêu thụ công suất phản kháng luôn nhỏ

hơn hoặc bằng công suất phản kháng định mức

Nhược điểm: Khó ổn định ở tốc độ thấp

Trang 14

7

b Điều khiển điện áp – tần số giữ từ thông không đổi

Nguyên lý điều khiển:

Từ thông móc vòng qua khe hở không khí ψδ tính theo:

U

f   tức là tương ứng với quy luật: 1

1ons

U

f  Ở tần số cao (xung quanh tần số định mức) mômen tới hạn có trị số gần như không phụ thuộc vào tần số Khi tần số giảm, từ thông khe hở sẽ giảm do sụt áp trên điện trở stator ứng với dòng điện định mức không đổi ở mọi tần số, kết quả là mômen tới hạn của động cơ sẽ giảm, đặc biệt giảm nhanh ở vùng tần số thấp.Từ thông duy trì là hằng số khi sụt áp trên dây quấn stator nhỏ và có thể bỏ qua Trong thực tế, điện trở stator không thể bỏ qua nên sụt áp trên điện trở ứng với dòng điện định mức sẽ không đổi khi giảm tần số, trong khi sụt áp trên điện kháng giảm theo tần số Vì vậy, sụt áp trên điện trở sẽ chiếm tỉ lệ lớn ở tần số nhỏ, sẽ ảnh hưởng lớn đến từ thông khe hở, do vậy U/f cần tăng lên ở vùng tần số thấp để bù lại sụt áp trên điện trở stator

Giải pháp thực hiện trong thực tế giữ ψσ = const là dung hàm phát U1(f1) với dòng điện không tải I10 Khi động cơ mang tải ta bù thêm lượng điện áp tỷ lệ với sụt áp trên điện trở stator Như vậy, tại một giá trị tần số đầu vào f1 và điện áp U1 có hai thành phần:

- Thành phần thứ nhất U10 lấy từ hàm quan hệ U1(f1)

- Thành phần thứ hai U11 tỷ lệ với dòng điện tải U1 ~ I1

Trang 15

8

Hình 1.4 Cấu trúc điều khiển U/f giữ từ thông động cơ không đổi

Dạng đặc tính cơ theo luật điều khiển điện áp tần số giữ từ thông động cơ không đổi được vẽ trên hình 1-5

Hình 1.5 Đặc tính cơ theo luật điều khiển điện áp – tần số giữ từ thông không đổi Nhận xét ưu điểm và nhược điểm:

Phương pháp điều khiển điện áp – tần số giữ từ thông không đổi đơn giản, dễ thực hiện, giá thành rẻ Vì vậy, phần lớn các biến tần công nghiệp thường sử dụng phương pháp này Do biến tần sử dụng nguồn áp nên không có khả năng hãm tái sinh

Trang 16

9

c Điều khiển dòng điện – tần số giữ từ thông không đổi

Bản chất của phương pháp này là thông qua việc điều chỉnh quan hệ giữa tần số trượt f2 và dòng điện stator I1 để giữ từ thông không đổi Từ kết quả thu được từ lý thuyết

ta có quan hệ giữa dòng stator và dòng rotor:

Hình 1.6 Quan hệ Is(ωs) khi từ thông ψs = const Điều khiển tần số thông qua từ thông động cơ cụ thể là điều chỉnh tù thông không đổi qua quan hệ dòng chính lưu Id và tần số trượt f2 Mômen động cơ được tạo ra bởi từ thông khe hở và dòng điện stator nên điều khiển trực tiếp dòng điện stator sẽ nhận được đặc tính động học cao hơn phương pháp điều khiển điện áp stator Từ thông khe hở tỉ lệ với dòng điện từ hóa khi mạch từ không bão hòa Điều khiển nguồn dòng I1, nếu không quan tâm đến dòng từ hóa Im động cơ rất dễ rơi vào trạng thái bão hòa mạch từ, tần số

Trang 17

10

trượt tới hạn ω2th tăng vì L2 giảm, đặc tính cơ sẽ mềm đi rất nhiều Do vậy, để có từ thông khe hở không đổi thì dòng từ hóa Im phải giữ không đổi

Hình 1.7 Cấu trúc điều khiển tần số - dòng điện từ thông máy điện không đổi

Nguồn dòng một chiều gồm bộ chỉnh lưu cuộn kháng Ld, bộ điều chỉnh sâu dòng điện Id, Rd Nghịch lưu có tần số đầu ra là f1 cấp cho động cơ được thiết lập bởi:

f1 = fr + fsTrong đó:

fr: tần số ứng với tốc độ quay của động cơ Dấu “+” ứng với chế độ động cơ Dấu “-” ứng với chế độ hãm tái sinh

Nhận xét ưu điểm và nhược điểm:

 Có khả năng vượt qua được các sự cố chuyển mạch và tự phục hồi về trạng thái làm việc bình thường

 Có khả năng thực hiện hãm tái sinh trả năng lượng về lưới điện

 Không thể làm việc ở chế độ không tải

 Kích thước và giá thành của các tụ điện chuyển mạch và điện cảm lọc một chiều khá lớn

Trang 18

11

1.2.2 Điều khiển vector theo trường Rotor (FOC)

Nguyên lý điều khiển vectơ dựa trên ý tưởng điều khiển động cơ không đồng

bộ “tương tự” như điều khiển động cơ một chiều Phương pháp này đáp ứng được yêu cầu điều chỉnh của hệ thống trong quá trình quá độ cũng như chất lượng điều khiển tối ưu mômen Việc điều khiển vectơ dựa trên định hướng vectơ từ thông rôto có thể cho phép điều khiển tác rời hai thành phần dòng stato, từ đó có thể điều khiển độc lập từ thông và mômen động cơ Kênh điều khiển từ thông thường gồm một mạch vòng điều chỉnh dòng điện sinh từ thông Do đó hệ thống truyền động điện động cơ không đồng bộ có thể tạo được các đặc tính tĩnh và động cao, có thể so sánh được với động cơ một chiều Nội dung cơ bản của phương pháp là dựa trên cơ sở điều khiển toàn phần vector dòng điện cả biên độ và góc pha γi(góc tải) Nhờ vậy, tạo được hệ thống điều chỉnh từ thông hoàn hảo mà không cần sử dụng cảm biến từ thông Biểu thức mômen động cơ được viết lại như sau:

là làm cho đầu mút vector I s vẽ nên một đường thẳng song song với trục 0q như

hình 1-8

Trang 19

12

Hình 1.8 Đồ thị vector cho phương pháp điều khiển vector tựa từ thông rotor Vậy muốn tăng tốc độ, cần tạo ra mômen điện từ lớn hơn mô men tải, ta phải vừa tăng biên độ is, vừa quay nhanh vector is sao cho góc γi lớn hơn trước, để làm được việc này phải tăng tần số chuyển mạch của biến tần Kết quả là mô men điện từ tăng lên, gia tốc trở nên dương và tốc độ rotor tăng lên Khi tốc độ tăng lên thì đồng thời làm góc γi giảm dần, khi góc này đạt đến giá trị ban đầu ( trước khi tăng tốc độ) thì mô men điện từ cân bằng với mô men tải, hệ thống làm việc với tần số (ws) và tốc độ (w) lớn hơn giá trị ban đầu

Nhận xét ưu và nhược điểm:

 Đơn giản, phù hợp với vùng tốc độ dưới ωcb Họ đặc tính cơ giống đặc tính cơ động cơ một chiều kích từ độc lập ở vùng từ thông không đổi

 Mô hình rất nhạy với sự biến thiên của từ thông động cơ, độ bão hòa của mạch từ, điện trở rotor

 Có nhiều khối tính toán nên mất thời gian xử lý tính toán phức tạp Do vậy độ tác động nhanh không cao

Trang 20

Trang 21

Chương 2: Tổng quan các bộ nghịch lưu đa mức cho truyền động trung áp

14

Chương 2 TỔNG QUAN CÁC BỘ NGHỊCH LƯU ĐA MỨC CHO

TRUYỀN ĐỘNG TRUNG ÁP

2.1 Giới thiệu chung về các bộ biến đổi trung áp

Sự phát triển của các thiết bị bán dẫn mới công suất lớn như IGBT 3,3kV; 4,5kV; 6,5kV và IGCT 4,5kV; 5,5kV và sự hoàn thiện trong thiết kế của bộ biến đổi đã dẫn tới

sự gia tăng mạnh mẽ của thị trường các bộ biến đổi nguồn áp điều khiển bằng điều biến

độ rộng xung PWM cũng như điều khiển vectơ SVM trong công nghiệp Ngày nay, các

bộ biến đổi nguồn áp 2 mức (2L - VSC) sử dụng IGBTs rõ ràng là có cấu trúc vượt trội

và các bộ biến tần ba mức điểm trung tính kẹp (3L – NPC- VSC) với những ưu điểm về mặt kĩ thuật như các phần tử công suất đơn giản, số lượng thiết bị ít, và phương pháp điều khiển chuyển mạch các van tốt hơn làm giảm tổn thất khi chuyển mạch, giảm các sóng điều hòa bậc cao, được ứng dụng chủ yếu trong các bộ biến đổi trung áp trong công nghiệp Mặt khác, khả năng đóng cắt khó khăn của các thiết bị bán dẫn công suất lớn ở điện áp cao là nguyên nhân gây ra tổn thất trên van và sóng điều hòa bậc cao làm giảm hiệu suất của máy sản xuất Hơn nữa, hiện tượng này còn gây ra hiện tượng quá áp trên dây dẫn và tải, làm méo điện áp nguồn

Hình 2.1 Thị trường của truyền động trung áp trong công nghiệp

(Nguồn: ABB )

Trang 22

15

Biến tần đa mức (MLCs) đã nhận được sự chú ý trong vài năm gần đây và được đề xuất là sự lựa chọn tốt nhất trong các ứng dụng truyền động trung áp Ưu điểm của MLCs

là giảm được điện áp chuyển mạch và cải thiện sóng hài Một ưu điểm khác là chất lượng

điện áp đầu ra lớn hơn, giảm tổn thất, giảm nhiễu sóng điện từ EMI

Ngày nay có nhiều chuẩn để phân loại thiết bị truyền động điện trung áp và hạ áp Các tiêu chuẩn này thường do các tổ chức quốc tế như IEEE hay các hãng chế tạo thiết bị điện đưa ra Ví dụ như tiêu chuẩn của TOSHIBA – MISUBITSHI – GENERAL ELECTRIC đưa ra là những thiết bị sử dụng điện áp nhỏ hơn 690V và có công suất nhỏ hơn 250HP là các thiết bị hạ áp, còn các thiết bị sử dụng điện áp lớn hơn 690V và có công suất lớn hơn 250HP hoặc 500HP là các thiết bị trung áp.Trong công nghiệp sản xuất lớn như sản xuất xi măng, sản xuất mía đường thì các ứng dụng truyền động điện trung

áp được sử dụng khá phổ biến như truyền động lò quay, các máy ép công suất lớn, quạt gió công suất lớn, các hệ thống băng tải vận chuyển nguyên vật liệu công suất lớn

Hình 2.2 Cấu trúc chung của thiết bị trung áp [5]

Các bộ biến đổi này có thể được chia thành 2 loại: Nghịch lưu nguồn áp (VSI) và nghịch lưu nguồn dòng (CSI) Chính sự đa dạng của các bộ nghịch lưu đã dẫn đến sự phát triển mạnh mẽ cho các thiết bị trong truyền động trung áp

Trang 23

16

Hãng sản

Công suất (MVA)

Điện áp

Loại van bán dẫn Robicon Perfect Harmony 0.3 – 31 2.3 – 13.8 ML–SCHB–VSC LV IGBT Allen

Bradley Power Flex 7000 0.15 – 6.7

2.3, 3.3,

ABB

ACS 1000 0.3 – 5 2.3, 3.3, 4 3L – NPC – VSC IGCT ACS 5000 5.3 – 24 6, 6.6, 6.9 ML–SCHB-VSC IGCT

Bảng 2.1 Biến tần trung áp của một số hãng trên thế giới [6]

Hình 2.3 Biến tần ACS1000 của ABB (Nguồn: ABB)

Trang 24

Hình 2.3 Sơ đồ một pha của biến tần diode kẹp N mức [6]

Trang 25

18

Một pha gồm có 2(N - 1) khoá chuyển mạch và (N - 1)(N - 2) diode kẹp Điện áp một chiều Udc được chia đều cho các tụ C1,C2,…, C(N - 1), từ đó điện áp ra trên mỗi tụ là

Udc/(N - 1)

2.2.2 Cấu trúc bộ biến tần 3 mức Diode kẹp (3L-NPC VSC)

Hình 2.4 Cấu trúc bộ biến tần Diode kẹp 3 mức [6]

Trên đây là cấu trúc của biến tần 3 mức diode kẹp gồm:

 Một bộ 12 khoá (T1,2abc và T 1,2abc) ( thiết bị chuyển mạch chính) được đấu song song ngược với diode bảo vệ

 Một bộ 6 diode kẹp nối điểm trung tính (D1,2abc )

 Nguồn một chiều Udc được chia bởi 2 tụ điện nối tầng C1 và C2, để tạo ra điểm trung tính ảo (neutral point) M1 Điện áp đặt lên mỗi tụ là Uc1 và Uc2, thường bằng một nửa điện áp nguồn một chiều đưa vào Ud

a Các trạng thái đóng cắt của các khóa

Để tạo ra ba mức điện áp thì các khoá được điều khiển sao cho tại một thời điểm bất

kì chỉ có 2 trên 4 khoá ( trong một pha ) được mở Mỗi đầu nối của ba pha có thể nối đến bất kì điểm nào của 2 tụ ( M0, M1,M2) Với ba mức điện áp ta có ba trạng thái bởi vậy

Trang 26

19

nghịch lưu có 27 trạng thái đóng cắt Trạng thái của các chuyển mạch trong bộ nghịch lưu diode kẹp 3 mức được thể hiện trong bảng 2.3 Xét với pha a, trạng thái P (Positive) tương ứng với 2 khóa chuyển mạch T1a và T2a đóng và lúc đó điện áp đầu ra UxM1 = Udc/2

và UC2 = UC1 = Udc/2 Ngược lại với trạng thái N (Negative) tương ứng với 2 khóa chuyển mạch T 1a vàT 2a đều đóng và lúc này điện áp đầu ra UxM1 = -Udc/2 và UC2 = UC1 =

Udc/2 Trạng thái 0 (Zero) tương ứng với 2 khóa T2a và T 1a đều đóng và lúc này điện áp ra

UxM1 sẽ có giá trị bằng 0 do các diode chốt Phụ thuộc theo chiều của dòng điện tải mà một trong hai diode chốt sẽ dẫn dòng Ví dụ, với dòng tải dương (ia > 0) làm D1a thông,

đầu ra pha a được nối với trung tính M1 thông qua sự dẫn dòng của D1a và T2a

Bảng 2.2 Bảng trạng thái các van trên pha a của bộ nghịch lưu 3L-NPC [6]

Các khóa chuyển mạch S1a , S2a và S 1a , S 2a hoạt động theo nguyên tắc đối nghịch

có nghĩa là khi một khóa đóng thì khóa còn lại sẽ ngắt

Hình 2.5.Đường đi của dòng điện [6]

Trang 27

20

b Quá trình chuyển mạch

Để nghiên cứu sự chuyển mạch của các van trong bộ nghịch lưu 3L-NPC coi như

bỏ qua thời gian chết Với giả thiết dòng điện pha ia không đổi chiều trong quá trình chuyển mạch do tải có tính cảm, giá trị hai tụ điện C1 và C2 đủ lớn để điện áp đặt lên mỗi

tụ có giá trị bằng Udc/2 và các van chuyển mạch coi là lý tưởng

Trường hợp 1: Dòng điện tải ia > 0

Quá trình chuyển mạch từ dương „+‟ về trung tính „0‟: khoá T2x và dòng điện chảy

từ T2x đến D2x Sau thời gian khoá chắc chắn T2x (dead time) thì T 2 x được mở Các khoá

T1xvà T 1x được mở tương ứng, chỉ có T1x và D2x tham gia vào sự chuyển mạch này

2 x

T được mở nhưng không dẫn dòng

Sự chuyển mạch ngược lại từ trung tính về nguồn thì các trạng thái khoá làm việc ngược lại Bộ nghịch lưu đang ở trạng thái „0‟ tương ứng với các van chuyển mạch T2x và

Trang 28

21

Bảng 2.4 Quá trình dẫn dòng trên các van của bộ nghịch lưu 3L-NPC [6]

Hình 2.6 Chuyển mạch ứng với các trạng thái của van [6]

(a) và (b) ứng với trạng thái dòng điện dương;

(c) và (d) ứng với trạng thái dòng điện âm

Trang 29

22

Trường hợp 2: Dòng điện tải ia < 0

Quá trình chuyển mạch từ trung tính „0‟ về dương „+‟: Bộ nghịch lưu đang ở trạng thái 0, T1x và T 2 x đang đóng, diode chốt D1x đang dẫn dòng điện chạy qua ia < 0 Điện áp đặt trên hai van chuyển mạch T2x và T 1x bằng Udc Do tải có tính chất cảm nên dòng điện không đổi chiều ngay lập tức mà làm diode DT2x và DT1x mở, dẫn đến điện áp rơi trên 2 van T1x và T2x bằng 0 Lúc này dòng điện tải ia chuyển mạch từ T 2 x qua DT2x và DT1x Quá trình chuyển mạch từ dương „+‟ về trung tính „0‟: Bộ nghịch lưu đang ở trạng thái P,

DT2x và DT1x đang thông dẫn dòng điện chạy qua ia < 0 Điện áp đặt trên 2 van chuyển mạch T 1x và T 2 x bằng Udc Do tính chất cảm dòng điện không đổi chiều ngay lập tức mà làm T 1x và T 2 x đóng lại Lúc này dòng điện tải ia chuyển mạch từ DT2x và DT1x qua T 2 x

c Điều chế độ rộng xung PWM

Để tạo được điện áp đầu ra 3 pha cân bằng, điều khiển nghịch lưu nguồn áp ta thường dùng phương pháp điều chế độ rộng xung PWM Tín hiệu hình sin chuẩn Ucon sẽ được so sánh với cac xung tam giác Utri Điện áp điều khiển tham chiếu cho mỗi pha là:

Nếu U con x, > U trip l, ow (S 2 x mở, S 1x mở ) thì U xM1 = U dc/2

Nếu U con x, < U trip up, ) (S 2 x mở, S 1x mở ) thì U xM1 = - U dc/2

Ngược lại thì U xM1 = 0

Điện áp pha dao động giữa 2 giá trị U dc/2 và - U dc/2

Điện áp dây U ab tính như sau:

Trang 30

23

Điện áp dây bao gồm 5 bậc điện áp là : U dc, - U dc, U dc/2, - U dc/2, 0 Điện áp dây đặt giá trị cực đại khi hai pha đang xét nối vào 2 cực trái dấu “+” và “-” của nguồn một chiều Còn giá trị 0 của điện áp tạo ra bởi nối với điểm trung tính M1, khi đó cả 2 pha đang xét cùng nối vào một cực của nguồn một chiều Từ đồ thị ta thấy chất lượng điện áp của biến tần đa mức là tốt hơn so với biến tần 2 mức Hơn thế nữa việc giảm điện áp bậc cũng làm giảm tổn thất chuyển mạch, điện áp giữa trung tính của tải và trung tính của bộ biến đổi là U nM1 được tính như sau:

Trang 31

24

Hình 2.7 Đồ thị điều chế PWM cho nghịch lưu 3L-NPC [6]

(a) Tín hiệu sin chuẩn và sóng mang, (b) tín hiệu điều khiển pha a, (c) tín hiệu điên áp ra

Hình 2.8 Phân bố sóng điều hòa [6]

(a) Điện áp pha đầu ra, (b) Điện áp dây đầu ra

Qua đây ta thấy rằng, khi tất cả các thiết bị chuyển mạch hoạt động và các diode có cùng điện áp định mức thì điện áp định mức đầu ra của bộ nghịch lưu dạng diode kẹp tỉ lệ với số lượng các thiết bị chuyển mạch Điều này có nghĩa là khi ta tăng số lượng các thiết

Trang 32

25

bị chuyển mạch lên gấp đôi thì sản lượng (các mức) điện áp đầu ra cũng sẽ tăng gấp đôi

Do vậy, bộ nghịch lưu 4 mức, 5 mức hiếm khi được dùng trong các ứng dụng công nghiệp

Mức điện áp Số van chuyển

Bảng 2.5 Số lượng các thành phần cần thiết cho nghịch lưu đa mức diode kẹp [6]

2.3 Biến tần nguồn áp kiểu tụ bay (Flying Capacitor – FLC VSC)

2.3.1 Cấu trúc chung của nghịch lưu tụ bay

Cấu trúc bộ biến đổi tụ bay này cũng là một dạng cấu trúc của nghịch lưu đa mức, tức là cấu trúc này cũng cho phép tạo ra điện áp nhiều mức nhưng thay vì dùng điốt kẹp thì cấu trúc này sử dụng các tụ lơ lửng gắn vào các nhánh pha gọi là các tụ bay Chúng tạo nên các tế bào dùng tụ chuyển mạch ghép nối tiếp Cấu trúc này có một vài điểm chú

ý khi so sánh với cấu trúc của bộ nghịch lưu điốt kẹp

Ngoài đặc điểm khác nhau là không dùng điốt kẹp thì cấu trúc tụ bay còn có điểm quan trọng hơn là cấu trúc diode kẹp là còn có các tổ hợp lôgic chuyển mạch thừa ra trong mỗi pha mà chúng có thể được sử dụng để cân bằng điện áp các tụ điện để bộ biến đổi chỉ phải sử dụng một nguồn một chiều duy nhất

Mỗi nhánh pha có 2.(N-1) van tích cực và (N-2) tụ , với N là số mức của sóng điện

áp UxM

Trang 33

26

Hình 2.9 Sơ đồ một pha của biến tần kiểu tụ bay N mức[6]

2.3.2 Cấu trúc bộ biến tần 3 mức kiểu tụ bay (3L-FLC VSC)

Cấu trúc của bộ nghịch lưu kiểu tụ bay có dạng như hình vẽ 2-10, mạch lực của bộ nghịch lưu bao gồm:

 12 van tích cực có điốt mắc song song ngược để bảo vệ

 3 tụ bay được mắc vào mỗi pha như hình 2-10 Ý tưởng chung ở đây là mỗi tụ bay được nạp tới một nửa điện áp một chiều Các tụ này có thế mắc nối tiếp với mỗi pha để tăng hay giảm điện áp này

a Các trạng thái đóng cắt của van

Để tạo ra 3 mức điện áp, các khóa chuyển mạch được điều khiển sao cho tại mọi thời điểm chỉ có hai trong bốn khóa ở mỗi pha được đóng Để thuận tiện ta kí hiệu các van trên cùng một nhánh ở phía trên là T 1x và T 2 x còn nhánh ở phía dưới lần lựợt là

1x

T và T 2 x như trong hình vẽ 2-10

Trang 34

27

Hình 2.10 Cấu trúc bộ biến tần kiểu tụ bay 3 mức [6]

Bảng 2.6 chỉ ra vị trí của các khoá cho mỗi nhánh pha ứng với các trạng thái logic

So với biến tần 3 mức diode kẹp thì đây có thêm trạng thái các khoá có thể thực hiện được Trong trường hợp riêng này có 2 trạng thái của transistor để tạo ra trạng thái logic

”0” Xem xét chiều dòng điện qua tụ pha aici,a cho các trạng thái thừa ra đó , một sự lựa chọn trạng thái nào đó có thể làm cho tụ phóng hoặc nạp

Bảng 2.6 Trạng thái các khoá và điện áp ứng với các mức logic[6]

Trang 35

28

Hình 2.11 Đường đi của dòng điện của pha âm và pha dương [6]

Vì có hai trạng thái các khoá tạo ra cùng một điện áp ra do vậy chiều dòng điện chảy qua tụ là khác nhau và vì thế điện áp trên tụ có thể cân bằng cho dù dòng điện tải thế nào Đường đi của dòng điện pha iph âm và dương mô tả trong hình 2.11

Để dòng điện pha âm hay dương thì hoặc cả 2 khóa T 1x và T2x hoặc cả 2 khóa T1xTrong bất kỳ trạng thái logic nào luôn có 2 van bán dẫn công suất nối tiếp tạo thành một mạch vòng kín của dòng điện Đó có thể là 2 van tích cực hoặc 2 điốt cho trạng thái logic

“+” và “-” Giống như ở cấu trúc 3 mức có điểm trung tính kẹp, mỗi khoá phải chịu một nửa điện áp một chiều Udc/2 Trạng thái dẫn các van trong các trạng thái logic cho trong bảng 2.7 Tổn thất của các van được sinh ra bởi quá trình chuyển mạch giữa các van với nhau

Trang 36

Trường hợp 1: Dòng điện pha i > 0

Quá trình chuyển mạch từ “+” sang “0” bắt đầu từ việc khóa T1x Sau khoảng thời gian đảm bảo T1x được khóa hoàn toàn thì T 1x được mở ra và dòng điện chuyển từ T1xsang D T x1 Các khóa T2x và T 2 x cũng được khóa và mở tương ứng

Quá trình chuyển mạch từ “0” sang “+” thì các van chuyển trạng thái ngược lại tương ứng Đầu tiên, T 1x khóa lại, tiếp theo T1x mở ra sau khi T 1x khóa hoàn toàn Quá trình này được miêu tả trong hình 2-12 chuyển mạch “+” sang “0” là đường nét đậm, ngược lại chuyển mạch từ “0” sang “+” là đường nét đứt Chuyển mạch từ “0” sang “-” bắt đầu bằng việc chủ động khóa van T2x và dòng điện chuyển sang D T x2 Van T 1x đã ở trạng thái

mở và T2x chuẩn bị khóa Để chuyển mạch ngược lại từ “-” sang “0” các khóa cũng phải

Trang 37

30

chuyển trạng thái ngược lại theo đúng thứ tự ngược lại Diode D T x2 khóa lại, sau thời gian chắc chắn khóa thì T2x được mở ra Khi đó dòng điện chuyển từ D T x2 sang T2x Trường hợp 2: Dòng điện pha i < 0

Quá trình chuyển mạch từ “+” sang “0” bắt đầu từ việc khóa T1x Sau khoảng thời gian đảm bảo T1x được khóa hoàn toàn thì T 1x được mở ra và dòng điện chuyển từ DT1xsang T 1x Các khóa T2x và T 2 x cũng được khóa và mở tương ứng

Quá trình chuyển mạch từ “0” sang “+” thì các van chuyển trạng thái ngược lại tương ứng Đầu tiên, T 1x khóa lại, tiếp theo T1x mở ra sau khi T 1x khóa hoàn toàn Dòng điện chuyển sang DT1x và DT2x Quá trình này được miêu tả trong hình 2.11 chuyển mạch “+” sang “0” là đường nét đậm, ngược lại chuyển mạch từ “0” sang “+” là đường nét đứt

Bảng 2.8 Tổn thất chuyển mạch trên các van trên một pha [6]

Trang 38

31

c Phương pháp điều chế PWM

Để điều chế bộ biến tần ta dùng phương pháp điều chế độ rộng xung PWM Quá trình điều chế cho trong hình 2.12 Trong điều chế cho biến tần ba mức cấu trúc tụ bay ta dùng một sóng mang cho một tế bào chuyển mạch Chuyển mạch của các tế bào được xác định bằng cách so sánh sóng mang và tín hiệu điện áp chuẩn Bộ biến tần 3 mức cấu trúc

tụ bay có 2 tế bào chuyển mạch trên mỗi nhánh cầu, do đó ta dùng 2 sóng mang Hai sóng mang này lệch nhau một khoảng là Tc/2 với Tc là tần số sóng mang Kết quả là trong một chu kỳ sóng mang có 4 lần chuyển mạch trên mỗi pha Để tạo ra tín hiệu điều khiển chuyển mạch thì 2 sóng mang dạng xung tam giác là Utri,cell 1 và Utri, cell 2 được so sánh với

3 tín hiệu chuẩn trên mỗi pha Để tạo ra tín hiệu kích thích các van, ta sử dụng thuật toán điều chế sau:

(2-5) Dạng sóng điện áp ra như trong hình 2.13 Điện áp pha với điểm giữa của bộ biến đổi là UaM gồm 3 mức là +Udc/2 , 0 , -Udc/2 Điện áp dây Uab có giá trị lớn nhất là ±Udc và

có 5 mức là +Udc, +Udc/2 , -Udc/2, -Udc Điện áp giữa trung tính tải và điểm giữa của bộ biến tần và tính theo công thức: UnM = 1/3 (UaM+ UbM+ UcM) Điện áp cùng pha trung tính này có thể có các mức sau: ± 2 Udc/3 , ± Udc/2 , ± Udc/3 , ± Udc / 6 và 0

Với cùng tần số sóng mang không đổi thì bộ biến tần 3 mức cấu trúc điểm trung tính kẹp có tổn thất chuyển mạch bằng một nửa so với bộ biến tần đa mức cấu trúc tụ bay Tuy nhiên trong khi sóng bậc 1 của điện áp dây của bộ biến tần 3 mức cấu trúc điểm trung tính diode kẹp xuất hiện xung quanh tần số sóng mang, thì sóng bậc 1 của cấu trúc

tụ bay tập trung xung quanh tần số gấp đôi tần số sóng mang

Trang 39

32

Hình 2.12 Quá trình chuyển mạch và tổn thất của 3L-FLC [6]

(a), (b), (c), (d) Dòng điện dương (e), (f), (g), (h) Dòng điện âm

Trang 40

33

Hình 2.13 Đồ thị điều chế PWM cho nghịch lưu 3L-FLC [6]

(a) Tín hiệu sin chuẩn và song mang, (b) tín hiệu điều khiển pha a,

Định dạng
Số trang	95
Dung lượng	3,02 MB