Tính toán và điều khiển nghịch lưu đa mức cho truyền động trung áp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐÀO THỊ MỸ LINH ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN VÀ ĐIỀU KHIỂN NGHỊCH LƯU ĐA MỨC CHO TRUYỀN ĐỘNG TRUNG ÁP LUẬN VĂN THẠC SỸ NGÀNH: TỰ ĐỘNG HÓA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: NGUYỄN VĂN LIỄN HÀ NỘI – 2009 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn nội dung luận văn hoàn toàn theo nội dung đề cương nội dung mà Giáo viên hướng dẫn giao Bản luận văn hoàn toàn xác nội dung trích lục tài liệu Nếu có sai xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Hà Nội ngày 30 tháng 10 năm 2009 Học viên Đào Thị Mỹ Linh MỤC LỤC Lời nói đầu: Chương 1: Động không đồng phương pháp điều khiển tần số 1.1 Mô tả chung động không đồng ba pha 1.2 Phương trình đặc tính động không đồng 1.3 Mô hình động không đồng 1.3.1.Mô hình động KĐB không gian ba pha 1.3.2 Phép biến đổi tuyến tính không gian vectơ 1.4 Điều khiển tần số động không đồng 12 1.4.1 Các phương pháp điều khiển tốc độ động không đồng 12 1.4.1.1Điều khiển điện áp stator 13 1.4.1.2 Điều khiển điện trở rôto 13 1.4.1.3 Điều chỉnh công suất trượt 13 1.4.1.4 Điều khiển tần số nguồn cấp stator 13 1.4.2 Điều khiển vectơ động không đồng 16 1.4.3 Luật điều chỉnh giữ khả tải không đổi 17 1.4.4 Điều khiển điện áp - tần số giữ từ thông động không đổi 19 Chương 2: Bộ nghịch lưu áp đa mức 20 2.1 Khái niệm 20 2.2 Phân loại nghịch lưu áp 20 2.3 Nghịch lưu áp đa mức 20 2.4 Các cấu trúc nghịch lưu áp đa mức 20 2.4.1 Bộ nghịch lưu điôt kẹp 21 2.4.1.1 Cấu trúc 21 2.4.1.2 Trạng thái khóa chuyển mạch 21 2.4.1.3 Quá trình chuyển mạch 23 2.4.2 Bộ nghịch lưu dạng flying capacitor 26 2.4.2.1 Cấu trúc 26 2.4.2.2 Trạng thái khóa chuyển mạch 26 2.4.2.3 Quá trình chuyển mạch 27 2.4.3 Bộ nghịch lưu nhiều mức kiểu cầu H nối tầng 2.4.3.1 Cấu trúc 29 29 2.4.3.2 Trạng thái khóa chuyển mạch 29 2.4.3.3 Quá trình chuyển mạch 30 2.5 Kết luận Chương 3: Phương pháp điều chế cho nghịch lưu áp đa mức điôt kẹp 33 34 3.1 Khái niệm 3.2 Phương pháp điều chế cho nghịch lưu áp ba mức NPC 34 3.2.1 Vectơ không gian nghịch lưu áp ba mức NPC 34 3.2.2 Phương pháp điều chế vectơ không gian 37 3.2.3 Hiện tượng cân điện áp tụ điện 38 3.2.4 Trình tự chuyển mạch khóa bán dẫn 40 Chương 4: Điều khiển hệ truyền động sử dụng biến tần đa mức 51 34 4.1 Thuật toán khối điều chế vectơ không gian 51 4.2 Chương trình mô khối điều chế vectơ không gian 51 Tài liệu tham khảo 88 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU e j 2π toán tử quay αβ: hệ toạ độ stato d,q: hệ toạ độ từ thông rôto isα, isβ , usα, usβ : Dòng điện điện áp stato hệ toạ độ α,β isd, isq , usd, usq : Dòng điện điện áp stato hệ toạ độ d,q iss ; uss ; ψ ss Các véctơ dòng điện, điện áp, từ thông stato quan sát hệ toạ độ α,β DZ1 , DZ2 , DZ3 , DZ4 : Các điôt kẹp Cd1 , Cd2 : Các tụ điện chiều A, B, C pha nghịch lưu S1 , S2, S3, S4 : Các khoá bán dẫn D1, D2, D3, D4 Các điốt mắc song song ngược Vd : Điện áp nguồn chiều đặt vào nghịch lưu E = 1/2Vd: điện áp đặt lên tụ điện chiều Z : Điểm trung tính ảo P trạng thái tương ứng với khoá S1, S2 đóng N trạng thái tương ứng với khóa S3, S4 đóng O trạng thái tương ứng với khoá S2, S3 đóng VZ độ lệch điện áp iA, iB, iC : dòng điện tải UAZ, UBZ, UCZ điện áp pha r r V1 ÷ V6 Các véc tơ nhỏ (chỉ chứa trạng thái P - N - 0) r r V7 ÷ V12 Các véctơ trung bình (chứa trạng thái P - - N) r r V13 ÷ V18 Các véctơ lớn (chỉ chứa trạng thái P- N) r V0 Véctơ không PPP, 000, NNN r Vref Véctơ tham chiếu 1a , 1b, 2, 3a, 3b, : Các tam giác vùng sector Tpulse: Chu kỳ điều chế Luận văn cao học Đại học Bách khoa Hà Nội Lời nói đầu Khoa học ngày phát triển điều khiển tốc độ động ngày ứng dụng rộng rãi công nghiệp Trong hầu hết sử dụng động trung áp với dải điện áp 3,3÷6,6 kV công suất 1÷4 MW Với nghịch lưu hai mức trước có nhiều phát triển phù hợp với truyền động công suất nhỏ Hơn dạng sóng điện áp đầu nghịch lưu hai mức có thành phần hài bậc cao lớn Vì năm gần đây, nghịch lưu đa mức nhiều ý xem lựa chọn tốt cho ứng dụng truyền động trung áp Ưu điểm nghịch lưu đa mức: điện áp đặt lên linh kiện giảm xuống nên công suất nghịch lưu tăng lên, đồng thời công suất tổn hao trình đóng cắt linh kiện giảm theo, với tần số đóng cắt thành phần sóng hài bậc cao điện áp nhỏ so với trường hợp nghịch lưu hai mức nên chất lượng điện áp tốt Sau thời gian học tập nghiên cứu trường em giao đề tài tốt nghiệp “Tính toán điều khiển nghịch lưu đa mức cho truyền động trung áp” Mục đích đề tài: Mục đích đề tài nghiên cứu, phân tích trạng thái trình chuyển mạch khóa bán dẫn nghịch lưu áp đa mức; phân tích hai phương pháp điều chế vectơ không gian cho nghịch lưu áp mức cấu trúc NPC Trên sở xây dựng thuật toán viết chương trình mô cho phương pháp điều chế vectơ không gian cho nghịch lưu mức Đánh giá chất lượng phương pháp điều chế cho trường hợp khác tải Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Nội dung luận văn nhằm phân tích trạng thái, trình chuyển mạch khóa bán dẫn hai phương pháp điều chế vectơ không gian cho nghịch lưu áp mức cấu trúc điốt kẹp (Three level Neutral Point Clamped Inverters: 3L-NPC) Phương pháp nghiên cứu: Trên sở phân tích, xây dựng thuật toán tiến hành mô phần mềm Matlab để phân tích, đánh giá đặc tính điều chỉnh, dạng sóng ngõ độ méo sóng hài phân tích hài số số điều chế quan trọng Học viên: Đào Thị Mỹ Linh Chuyên ngành TĐH 07 - 09 Luận văn cao học Đại học Bách khoa Hà Nội Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: Thông qua việc nghiên cứu phương pháp điều chế vectơ không gian cho nghịch lưu áp mức cho thấy tổn hao đóng ngắt, tỉ lệ sóng hài xuống thấp, chất lượng dòng điện điện áp tốt chứng minh phạm vi ứng dụng điều khiển truyền động thực tế Cấu trúc luận văn: Gồm chương - CHƯƠNG I: Động không đồng phương pháp điều khiển tần số - CHƯƠNG II: Bộ nghịch lưu áp đa mức - CHƯƠNG III: Phương pháp điều chế cho nghịch lưu áp đa mức điôt kẹp - CHƯƠNG: Điều khiển hệ truyền động sử dụng biến tần đa mức Được hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Liễn Thầy cô môn TĐH XNCN em hoàn thành luận văn tiến độ Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Liễn Thầy cô môn TĐH XNCN Kính mong Thầy cô bạn đồng nghiệp đóng góp ý kiến để luận văn hoàn thiện Học viên: Đào Thị Mỹ Linh Chuyên ngành TĐH 07 - 09 Luận văn cao học Đại học Bách khoa Hà Nội CHƯƠNG 1: ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ 1.1 Mô tả chung động không đồng ba pha Động không đồng 3pha cấu tạo gồm hai phận stato rôto Stato phần tĩnh gồm thành phần chủ yếu lõi thép dây quấn Lõi thép stato hình trụ , thép kỹ thuật điện ghép lại với tạo thành rãnh theo hướng dọc trục đặt vào vỏ máy Dây quấn stato làm dây dẫn bọc cách điện, thường gồm cuộn dây đặt lệch 1200 không gian Dòng điện xoay chiều pha chạy dây quấn stato tạo từ trường quay Roto phần quay gồm phần lõi thép dây quấn Lõi thép gồm thép KTĐ ghép lại, dập rãnh mặt tạo thành rãnh theo hướng dọc trục Dây quấn rôto có hai loại : Rôto lồng sóc rôto dây quấn Rôto dây quấn kiểu rôto có dây quấn giống stato đặt vào rãnh rôto Rôto lồng sóc kiểu rôto dây quấn mà dùng dẫn đồng hay nhôm hai đầu nối ngắn mạch hai vòng ngắn mạch tạo thành lồng sóc a b a c Động KĐB rôto lồng sóc b c Động KĐB rôto dây quấn Nguyên lý làm việc động KĐB ta cho dòng điện 3pha chạy vào 3dây quấn stato tạo từ trường quay, từ trường quay cắt dẫn rôto cảm ứng sức điện động Vì dây quấn rôto nối ngắn mạch nên sức điện động cảm ứng sinh dòng điện cảm ứng dẫn, lực tác dụng tương hỗ từ trường quay máy với dẫn mang dòng điện rôto kéo rôto quay chiều quay với từ trường với tốc độ n Động không đồng sử dụng rộng rãi thực tế sản xuất với ưu điểm bật cấu tạo đơn giản đặc biệt động lồng sóc So với động chiều động không đồng có giá thành thấp, vận hành tin cậy, chắn Ngoài dùng trực tiếp lưới điện xoay chiều ba pha nên không cần thiết phải sử dụng biến đổi động chiều Học viên: Đào Thị Mỹ Linh Chuyên ngành TĐH 07 - 09 Luận văn cao học Đại học Bách khoa Hà Nội Nhược điểm động không đồng điều chỉnh tốc độ khống chế trình độ khó khăn Riêng với động lồng sóc tiêu khởi động xấu 1.2 Phương trình đặc tính động không đồng Xuất phát từ sơ đồ thay gần động không đồng Giả thiết: - Ba pha động đối xứng, khe hở không khí đồng - Các thông số động không đổi (không phụ thuộc vào nhiệt độ, tần số, dòng điện rôto, mạch từ không bão hoà nên điện kháng X1, X2 không đổi) - Dòng điện từ hoá không phụ thuộc vào tải mà phụ thuộc vào điện áp đặt vào stato động - Bỏ qua tổn thất ma sát tổn thất lõi thép - Điện áp lưới hoàn toàn Sin đối xứng ba pha I1 X1σ X’2 I’2 X0 U R1 I0 R’2/s R0 +) U1 : Trị số hiệu dụng điện áp pha stato +) I0, I1, I’2 dòng điện từ hoá, dòng stato dòng rôto quy đổi stato +) X0, X1σ, X’2σ điện kháng mạch từ hoá, điện kháng tản stato điện kháng tản rôto quy đổi stato +) s : Độ trượct tốc độ s = n1 − n ω1 − ω ω = = 1− ω1 ω1 n1 +) ω : Tốc độ động +) ω1: Tốc độ từ trường quay ω1 = 2π f1 P +) f1: Tần số điện áp lưới đặt vào stato +) P số đôi cực động ⎡ ⎢ ⎢ 1 Từ sơ đồ thay ta có dòng stato: I1 = U1 ⎢ + 2 ⎢ R0 + X ⎛ R2' ⎞ ⎢ ⎜ R1 + ⎟ + X nm S ⎝ ⎠ ⎣ Học viên: Đào Thị Mỹ Linh ⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ (1) Chuyên ngành TĐH 07 - 09 Luận văn cao học Đại học Bách khoa Hà Nội Trong Xnm = X1σ + X’2σ điện kháng ngắn mạch Biểu thức (1) phương trình đặc tính dòng điện stato - Khi ω = s = nên I1 = I1nm - Khi ω = ω1 s = nên I1 = U1 ⎢ - Inm dòng điện ngắn mạch stato ⎡ ⎤ ⎥ = I0 ⎢⎣ R02 + X 02 ⎥⎦ Từ ta có dòng rôto quy đổ stato là: I '2 = I1 − I = U1 ⎛ R ⎞ ⎜ R1 + ⎟ + X nm S ⎝ ⎠ ' (1) Để tìm phương trình đặc tính động ta phải dựa vào điều kiện cân công suất động Ta có công suất điện từ chuyển từ stato sang rôto P12 = M dt ω1 Với Mdt mô men điện từ động Nếu bỏ qua tổn thất phụ: Mdt = Mcơ = M Công suất điện từ P12 lại chia làm hai phần : P12 = Pcơ +∆P2 Pcơ: Công suất đưa trục động ∆P2 :Công suất tổn hao đồng rôto Vậy P12 = M dt ω1 = Pco + ∆P2 = M ω + ∆P2 ∆P2 = M (ω1 − ω ) = M ω1.s Mặt khác ∆P2 = 3I 2'2 R2' suy M ω1.s = 3I 2'2 R2' Thay (1) vào ta ⇒ M = ⇒ M= 3U1.R2' ⎡⎛ ⎤ R' ⎞ ω1 ⎢⎜ R1 + ⎟ + X nm ⎥ s s ⎠ ⎢⎣⎝ ⎥⎦ 3I 2'2 R2' = ω1.s 3I 2'2 ω1 R2' s (2) Để tìm độ trượt tới hạn mô men tới hạn động KĐB ta đạo hàm biểu thức (2) theo S cho ta tìm Sth = ± R2' R12 + X nm M th = ± ( U12 2ω1 R1 ± R12 + X nm ) Trong biểu thức dấu (+) ứng với trạng thái động cơ, dấu (-) tương ứng với trạng thái máy phát Do Mth chế độ động nhỏ chế độ máy phát Ở ta nghiên cứu hệ truyền động với động không đồng nên ta quan tâm nhiều tới trạng thái làm việc động cơ, đoạn đặn tính nằm khoảng < s < sth gọi đoạn đặc tính làm việc động Học viên: Đào Thị Mỹ Linh Chuyên ngành TĐH 07 - 09 Luận văn cao học Đại học Bách khoa Hà Nội % [ONN]->[PNN]->[PNO]->[POO]->[PNO]->[PNN]->[ONN] % T1/4-> T3/2-> T2/2->T1/2 ->T2/2 ->T3/2 -> T1/4 % S1a = T3/2 + T2/2 + T1/2 + T2/2 + T3/2 y = u(5)/2 + u(4)/2 + u(3)/2 + u(4)/2 + u(5)/2; end end - Khối tạo xung điều khiển pha: a) Sử dụng Conventional SVM Học viên: Đào Thị Mỹ Linh 74 Chuyên ngành TĐH 07 - 09 Luận văn cao học Đại học Bách khoa Hà Nội b) Sử dụng SVM With Even-Order Harmonic Elimination Hình 4.11: Cấu tạo khối tạo xung điều khiển pha - Mạch động lực: Hình 4.12: Cấu trúc mạch động lực mạch nghịch lưu mức NPC 4.3 Kết mô nhận xét ♣ Trường hợp với tải R-L: R = 4Ω, L = 3,2 mH, f = 50 Hz,f pulse = 5kHz, Udc = 500 V Học viên: Đào Thị Mỹ Linh 75 Chuyên ngành TĐH 07 - 09 Luận văn cao học Đại học Bách khoa Hà Nội - Trường hợp sử dụng Conventional SVM: 300 200 Uaz 100 -100 -200 -300 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.01 0.02 0.03 0.04 Thoi gian 0.05 0.06 0.07 0.08 300 200 Ubz 100 -100 -200 -300 300 200 Uab 100 -100 -200 -300 Hình 4.13: Điện áp pha điện áp dây ứng với số điều chế ma = 0,4 300 200 Uaz 100 -100 -200 -300 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.01 0.02 0.03 0.04 Thoi gian 0.05 0.06 0.07 0.08 300 200 Ubz 100 -100 -200 -300 Uab 500 -500 Hình 4.14: Điện áp pha điện áp dây ứng với số điều chế ma = 0,6 Học viên: Đào Thị Mỹ Linh 76 Chuyên ngành TĐH 07 - 09 Luận văn cao học Đại học Bách khoa Hà Nội 300 200 Uaz 100 -100 -200 -300 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.01 0.02 0.03 0.04 Thoi gian 0.05 0.06 0.07 0.08 300 200 Ubz 100 -100 -200 -300 Uab 500 -500 Hình 4.15: Điện áp pha điện áp dây ứng với số điều chế ma = 0,8 300 200 Uaz 100 -100 -200 -300 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.01 0.02 0.03 0.04 Thoi gian 0.05 0.06 0.07 0.08 300 200 Ubz 100 -100 -200 -300 Uab 500 -500 Hình 4.16: Điện áp pha điện áp dây ứng với số điều chế ma = 0,9 Học viên: Đào Thị Mỹ Linh 77 Chuyên ngành TĐH 07 - 09 Luận văn cao học Đại học Bách khoa Hà Nội 250 200 150 100 Uaz 50 -50 -100 -150 -200 -250 0.06 0.062 0.064 0.066 0.068 0.07 Thoi gian 0.072 0.074 0.076 0.078 0.08 Hình 4.17: Điện áp pha phổ tần số ứng với số điều chế ma = 0,4 250 200 150 100 Uaz 50 -50 -100 -150 -200 -250 0.06 0.062 0.064 0.066 0.068 0.07 Thoi gian 0.072 0.074 0.076 0.078 0.08 Hình 4.18: Điện áp pha phổ tần số ứng với số điều chế ma = 0,6 250 200 150 100 Uaz 50 -50 -100 -150 -200 -250 0.06 0.062 0.064 0.066 0.068 0.07 Thoi gian 0.072 0.074 0.076 0.078 0.08 Hình 4.19: Điện áp pha phổ tần số ứng với số điều chế ma = 0,8 Học viên: Đào Thị Mỹ Linh 78 Chuyên ngành TĐH 07 - 09 Luận văn cao học Đại học Bách khoa Hà Nội 250 200 150 100 Uaz 50 -50 -100 -150 -200 -250 0.06 0.062 0.064 0.066 0.068 0.07 Thoi gian 0.072 0.074 0.076 0.078 0.08 Hình 4.20: Điện áp pha phổ tần số ứng với số điều chế ma = 0,9 30 20 Iabc 10 -10 -20 -30 0.01 0.02 0.03 0.04 Thoi gian 0.05 0.06 0.07 0.08 Hình 4.21: Dòng điện ba pha phổ tần số ứng với số điều chế ma = 0,4 40 30 20 Iabc 10 -10 -20 -30 -40 0.01 0.02 0.03 0.04 Thoi gian 0.05 0.06 0.07 0.08 Hình 4.22: Dòng điện ba pha phổ tần số ứng với số điều chế ma = 0,6 Học viên: Đào Thị Mỹ Linh 79 Chuyên ngành TĐH 07 - 09 Luận văn cao học Đại học Bách khoa Hà Nội 60 40 Iabc 20 -20 -40 -60 0.01 0.02 0.03 0.04 Thoi gian 0.05 0.06 0.07 0.08 Hình 4.23: Dòng điện ba pha phổ tần số ứng với số điều chế ma = 0,8 60 40 Iabc 20 -20 -40 -60 0.01 0.02 0.03 0.04 Thoi gian 0.05 0.06 0.07 0.08 Hình 4.24: Dòng điện ba pha phổ tần số ứng với số điều chế ma = 0,9 - Trường hợp sử dụng điều chế vectơ không gian cải tiến có loại bỏ sóng hài bậc chẵn: 60 40 Iabc 20 -20 -40 -60 0.01 0.02 0.03 0.04 Thoi gian 0.05 0.06 0.07 0.08 Hình 4.25: Dòng điện ba pha phổ tần số ứng với số điều chế ma = 0,8 Học viên: Đào Thị Mỹ Linh 80 Chuyên ngành TĐH 07 - 09 Luận văn cao học Đại học Bách khoa Hà Nội 60 40 Iabc 20 -20 -40 -60 0.01 0.02 0.03 0.04 Thoi gian 0.05 0.06 0.07 0.08 Hình 4.26: Dòng điện ba pha phổ tần số ứng với số điều chế ma = 0,9 Từ kết mô ta nhận thấy điện áp pha UAZ có mức điện áp điện áp dây UAB có mức điện áp Dạng sóng điện áp pha UAZ có chứa thành phần hài bội thành phần bậc bậc chủ yếu Với số điều chế lớn tỉ lệ sóng hài giảm, điện áp gần với điện áp mong muốn, dòng điện gần sin Với phương pháp điều chế vectơ không gian cải tiến có loại bỏ sóng hài bậc chẵn cho chất lượng dòng điện điện áp tốt so với phương pháp điều chế vectơ không gian thông thường Trường hợp với tải động cơ: fpulse = 10 kHz, Pn = 10 kW, Ud = 400 V, - f = 50 Hz, nđm = 1440 vòng/phút, Zp = 2, F = 0,000503, J = 0,0343, Rs = 0,7384 Ω, Rr = 0,7402 Ω, Lls = Llr = 0,003045 H, Lm = 0,1241 H 250 200 150 100 Iabc 50 -50 -100 -150 -200 -250 0.1 0.2 0.3 Thoi gian 0.4 0.5 0.6 Hình 4.27: Dạng sóng dòng điện pha nghịch lưu Học viên: Đào Thị Mỹ Linh 81 Chuyên ngành TĐH 07 - 09 Luận văn cao học Đại học Bách khoa Hà Nội Hình 4.28: Phổ tần số dòng điện nghịch lưu Uab 500 -500 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.1 0.2 0.3 Thoi gian 0.4 0.5 0.6 Ubc 500 -500 Uca 500 -500 Hình 4.29: Dạng sóng điện áp dây nghịch lưu Học viên: Đào Thị Mỹ Linh 82 Chuyên ngành TĐH 07 - 09 Luận văn cao học Đại học Bách khoa Hà Nội Hình 4.30: Phổ tần số điện áp dây nghịch lưu 180 160 140 120 wm 100 80 60 40 20 0 0.1 0.2 0.3 Thoi gian 0.4 0.5 0.6 Hình 4.31: Tốc độ động Học viên: Đào Thị Mỹ Linh 83 Chuyên ngành TĐH 07 - 09 Luận văn cao học Đại học Bách khoa Hà Nội 300 250 200 Te 150 100 50 -50 -100 0.1 0.2 0.3 Thoi gian 0.4 0.5 0.6 Hình 4.32: Mômen động - Trường hợp áp dụng phương pháp điều khiển tựa theo từ thông rotor cho điều khiển nghịch lưu mức: dq αβ dq abc Hình 4.33: Cấu trúc điều khiển tựa theo từ thông rotor cho mạch nghịch lưu mức Học viên: Đào Thị Mỹ Linh 84 Chuyên ngành TĐH 07 - 09 Luận văn cao học Đại học Bách khoa Hà Nội 15 10 isq isdq isd -5 -10 0.1 0.2 0.3 Thoi gian 0.4 0.5 0.6 Hình 4.34: Dòng stator hệ tọa độ dq 3.5 2.5 Phi'rd 1.5 0.5 0 0.1 0.2 0.3 Thoi gian 0.4 0.5 0.6 Hình 4.35: Từ thông rotor Học viên: Đào Thị Mỹ Linh 85 Chuyên ngành TĐH 07 - 09 Luận văn cao học Đại học Bách khoa Hà Nội 2.5 1.5 Te 0.5 -0.5 -1 -1.5 0.1 0.2 0.3 Thoi gian 0.4 0.5 0.6 0.5 0.6 Hình 4.36: Mômen động 160 140 120 100 wm 80 60 40 20 -20 0.1 0.2 0.3 Thoi gian 0.4 Hình 4.37: Tốc độ động Từ kết mô với động ta nhận thấy có sử dụng điều khiển tựa theo từ thông rotor đặc tính dòng điện, từ thông rotor, tốc độ mômen động cho chất lượng tốt so với điều khiển Nhưng tỉ lệ sóng hài lớn nên chất lượng đặc tính điều chỉnh chưa đạt yêu cầu cao với đặc tính tải R-L Học viên: Đào Thị Mỹ Linh 86 Chuyên ngành TĐH 07 - 09 Luận văn cao học Đại học Bách khoa Hà Nội KẾT LUẬN Sau thời gian làm việc nghiêm túc, với giúp đỡ nhiệt tình thầy Nguyễn Văn Liễn thầy giáo môn luận văn cuả em hoàn thành thời gian Luận văn giải nội dung yêu cầu ban đầu gồm: Chương 1: Giới thiệu động không đồng bộ, xây dựng phương trình đặc tính từ xét thông số ảnh hưởng đến tốc độ động Giới thiệu phương pháp điều khiển tần số Chương 2: Chương giới thiệu nghịch lưu áp đa mức, phân tích cấu trúc, trạng thái trình chuyển mạch khóa bán dẫn cấu trúc nghịch lưu áp đa mức NPC, FLC,CHB Chương 3: Phân tích phương pháp điều chế vectơ không gian cho nghịch lưu áp mức cấu trúc NPC: xây dựng vectơ không gian nghịch lưu, xác định thời gian tác động trình tự tác động khóa bán dẫn pha nghịch lưu Phân tích phương pháp điều chế vectơ không gian thông thường (Conventional SVM) phương pháp điều chế vectơ không gian cải tiến (SVM With Even-Order Harmonic Elimination) Chương 4: Xây dựng thuật toán phương pháp điều chế vectơ không gian thông thường phương pháp điều chế vectơ không gian cải tiến Viết chương trình mô cho thuật toán Áp dụng phương pháp điều chế vectơ không gian cho trường hợp tải R-L, tải động (không có có điều khiển tựa theo từ thông rotor) Như luận văn giải yêu cầu đặt phân tích, xây dựng mô phương pháp điều chế vectơ không gian cho nghịch lưu áp mức cấu trúc NPC Kết mô thể tỉ lệ sóng hài thấp, chất lượng dòng điện điện áp nghịch lưu cao trường hợp tải R-L Vì điều kiện thời gian, nên em dừng lại việc nghiên cứu phương pháp điều chế vectơ chưa xét đến việc điều khiển điện áp Vz nên chất lượng điều chỉnh tải động chưa cao Phương hướng phát triển đề tài cải thiện chất lượng phương pháp điều chế vectơ, kết hợp với sử dụng chỉnh lưu đa mức, lọc phương pháp điều khiển điều khiển hệ thống truyền động có công suất lớn Học viên: Đào Thị Mỹ Linh 87 Chuyên ngành TĐH 07 - 09 Luận văn cao học Đại học Bách khoa Hà Nội TÀI LIỆU THAM KHẢO Cơ sở truyền động điện - Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn; NXB Khoa học kỹ thuật 2007 Điều khiển động xoay chiều cấp từ biến tần bán dẫn - Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Mạnh Tiến, Đoàn Quang Vinh; NXB Khoa học kỹ thuật 2003 Điện tử công suất - Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh; NXB Khoa học kỹ thuật 2004 Điều chỉnh tự động truyền động điện - Bùi Quốc Khánh, Phạm Quốc Hải, Nguyễn Văn Liễn, Dương Văn Nghi; NXB Khoa học kỹ thuật 2006 Điều khiển tự động truyền động điện xoay chiều ba pha - Nguyễn Phùng Quang; NXB Giáo dục 1998 Matlab & Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động - Nguyễn Phùng Quang, NXB Khoa học kỹ thuật 2006 Multi-level converters for medium voltage applications - Seyed Saeed Fazel; Technische Universitat Berlin 2007 Học viên: Đào Thị Mỹ Linh 88 Chuyên ngành TĐH 07 - 09 ... CHƯƠNG I: Động không đồng phương pháp điều khiển tần số - CHƯƠNG II: Bộ nghịch lưu áp đa mức - CHƯƠNG III: Phương pháp điều chế cho nghịch lưu áp đa mức điôt kẹp - CHƯƠNG: Điều khiển hệ truyền động. .. Phương pháp điều chế cho nghịch lưu áp đa mức điôt kẹp 33 34 3.1 Khái niệm 3.2 Phương pháp điều chế cho nghịch lưu áp ba mức NPC 34 3.2.1 Vectơ không gian nghịch lưu áp ba mức NPC... Vì năm gần đây, nghịch lưu đa mức nhiều ý xem lựa chọn tốt cho ứng dụng truyền động trung áp Ưu điểm nghịch lưu đa mức: điện áp đặt lên linh kiện giảm xuống nên công suất nghịch lưu tăng lên, đồng