Bài giảng Điện tử công suất và điều khiển động cơ: Chương 4 - Nguyễn Thị Hồng Hạnh

Bài giảng Điện tử công suất và điều khiển động cơ: Chương 4 do Nguyễn Thị Hồng Hạnh biên soạn nhằm mục đích phục vụ cho việc giảng dạy. Nội dung bài giảng gồm: Bộ nghịch lưu 1 pha: sơ đồ dùng biến áp và transistor, sơ đồ điều biến độ rộng xung, sơ đồ tạo ít sóng hài bậc cao. Bộ nghịch lưu 3 pha: sơ đồ cầu 3 pha, sơ đồ biến tần dòng 3 pha, sơ đồ điều biến độ rộng xung lưỡng cực 3 pha.

11/21/2011 Chương CÁC BỘ NGHỊCH LƯU GIỚI THIỆU Sơ ñồ ñặc tính 11/21/2011 GIỚI THIỆU Sơ ñồ đặc tính (tiếp) - Thành phần nghịch lưu hoạt ñộng theo nguyên tắc ñiều chế ñộ rộng xung (PWM – SPWM) ñể tạo dạng ñiện áp xoay chiều hình sin từ thành phần điện áp chiều - ðiện áp sau biến tần bao gồm sóng hình sin thành phần hài bậc cao Hài bậc cao ñược loại bỏ cách sử dụng cuộn chặn - Tùy theo cấu tạo mà biến tần hỗ trợ chế độ hoạt động: hãm tái sinh, hãm ñộng năng… - Nghịch lưu ñược chia làm hai loại: nghịch lưu nguồn áp nghịch lưu nguồn dòng - Van điện tử loại: IGBT, BJT, MOSFET… NGHỊCH LƯU MỘT PHA NGUỒN ÁP Sơ ñồ ðiểm N tạo đất ảo phía đầu phụ tải Tụ thành phần C+ C− có giá trị lớn nhau, hạn chế thăng giáng ñiện áp mạch chiều Trạng thái hoạt ñộng van: 1) S + dẫn S − khóa 2) S − dẫn S + khóa 3) S + S − khóa Nghịch lưu nhánh van 11/21/2011 NGHỊCH LƯU MỘT PHA NGUỒN ÁP ðặc tính NGHỊCH LƯU MỘT PHA NGUỒN ÁP Sơ đồ ðất ảo phía phụ tải tạo nhờ vào nhánh van thứ hai ðiểm mạch chiều khơng nối ngồi theo sơ ñồ nhánh van Trạng thái hoạt ñộng van: 1) S1+ S 2− dẫn, S1− S 2+ khóa 2) S1− S 2+ dẫn, S1+ S 2− khóa 3) S1+ S 2+ dẫn, S1− S 2− khóa 4) S1− S 2− dẫn, S1+ S 2+ khóa 5) S1+, S 2+ , S1− , S 2− khóa Nghịch lưu nhánh van 11/21/2011 NGHỊCH LƯU MỘT PHA NGUỒN ÁP ðặc tính NGHỊCH LƯU MỘT PHA NGUỒN ÁP Phương pháp ñiều chế ñộ rộng xung Trạng thái hoạt ñộng van: 1) S1+ S 2− dẫn, S1− S 2+ khóa 2) S1− S 2+ dẫn, S1+ S 2− khóa giá trị điện áp tức ñược ñiều chế Vi − Vi, biên ñộ ñiện áp hài với ma < V0 = Vi ma ðiều chế lưỡng cực 11/21/2011 NGHỊCH LƯU MỘT PHA NGUỒN ÁP Phương pháp ñiều chế ñộ rộng xung Trạng thái hoạt ñộng van: 1) S1+ S 2− dẫn, S1− S 2+ khóa 2) S1− S 2+ dẫn, S1+ S 2− khóa 3) S1+ S 2+ dẫn, S1− S 2− khóa 4) S1− S 2− dẫn, S1+ S 2+ khóa giá trị điện áp tức ñược ñiều chế Vi, − Vi 0, biên ñộ ñiện áp hài với ma < V0 = 2Vi ma ðiều chế ñơn cực NGHỊCH LƯU BA PHA NGUỒN ÁP Sơ ñồ ðiện áp ba pha sau ñiều chế ñảm bảo yêu cầu: biên độ nhau, tần số nhau, góc pha lệch 120 Van đóng mở theo phương pháp ñiều chế ñộ rộng xung PWM cặp van đóng mở theo trạng thái, đảm bảo thời ñiểm van thuộc nhánh khơng mở đồng thời, tránh tình trạng ngắn mạch chiều 11/21/2011 NGHỊCH LƯU BA PHA NGUỒN ÁP Bảng trạng thái đóng mở van 1) S1 , S , S dẫn 2) S 2, S , S1 dẫn 3) S 3, S , S dẫn 4) S 4, S , S dẫn S , S , S khóa S , S , S khóa S , S1 , S khóa S1 , S , S khóa 5) S 5, S , S dẫn S , S , S1 khóa 6) S 6, S1 , S dẫn S , S , S khóa 7) S1 , S , S dẫn S 2, S , S khóa 8) S 2, S , S dẫn S1, S , S5 khóa vab vi − vi − vi vi 0 vbc vca − vi v i − vi vi vi − vi − vi 0 vi 0 NGHỊCH LƯU BA PHA NGUỒN ÁP ðặc tính 11/21/2011 NGHỊCH LƯU BA PHA NGUỒN ÁP Khơng gian vector Mặt phẳng khơng gian αβ chia thành góc phần sáu vectơ điện áp chuẩn Có tất vectơ điện áp chuẩn tương ứng với trạng thái đóng mở van điện tử Hai vectơ V7 ,V8 có mơđun khơng NGHỊCH LƯU BA PHA NGUỒN ÁP Không gian vector (tiếp) Vectơ ñiện áp ñiều chế gồm hai thành phần: Vɺc = Vɺt + Vɺp Nếu phân chia theo thời gian thì: TcVc = T pV p + TtVt + T0V0 Tc khoảng thời gian cần thiết để có Vc; T p , Tt thời gian thực V p ,Vt T0 = Tc − T p − Tt V0 vectơ V7 V8 11/21/2011 NGHỊCH LƯU BA PHA NGUỒN ÁP Không gian vector (tiếp) Vùng làm việc thực phương pháp điều chế điện áp sử dụng khơng gian vectơ nằm giới hạn bên hình lục giác tạo vectơ ñiện áp chuẩn ðiểm xuất phát từ thực tế sau T p + Tt < Tc Vùng nằm vòng tròn nội tiếp hình lục giác cho phép kết điều chế hài bậc cao NGHỊCH LƯU BA PHA NGUỒN DÒNG Sơ ñồ ðiện áp ba pha sau ñiều chế ñảm bảo yêu cầu: biên ñộ nhau, tần số nhau, góc pha lệch 120 Van đóng mở theo phương pháp điều chế độ rộng xung PWM cặp van đóng mở theo trạng thái, tụ phía tải có tác dụng giảm di dt Tại thời điểm ln có van van phải đóng để bảo vệ nguồn dòng khơng bị hỏng 11/21/2011 NGHỊCH LƯU BA PHA NGUỒN DỊNG Bảng trạng thái đóng mở van 3) S 3, S dẫn S 5, S 6, S1 , S khóa 4) S 4, S dẫn S 6, S1, S , S khóa − ii − ii iob ii ii 5) S 5, S dẫn S1 , S 2, S , S khóa 6) S 6, S1 dẫn S 2, S3, S , S khóa ii − ii − ii 7) S1 , S dẫn S 2, S , S , S khóa 8) S 3, S dẫn S1 , S , S , S khóa 0 0 0 1) S1 , S dẫn S 3, S 4, S , S khóa 2) S 2, S dẫn S 4, S5, S , S1 khóa 9) S 5, S dẫn S1 , S , S , S khóa ioa ii ioc − ii − ii ii ii 0 0 NGHỊCH LƯU BA PHA NGUỒN DỊNG ðặc tính ... cuộn chặn - Tùy theo cấu tạo mà biến tần hỗ trợ chế ñộ hoạt ñộng: hãm tái sinh, hãm ñộng năng… - Nghịch lưu ñược chia làm hai loại: nghịch lưu nguồn áp nghịch lưu nguồn dòng - Van điện tử loại:... vectơ điện áp chuẩn Có tất vectơ ñiện áp chuẩn tương ứng với trạng thái ñóng mở van ñiện tử Hai vectơ V7 ,V8 có mơđun khơng NGHỊCH LƯU BA PHA NGUỒN ÁP Khơng gian vector (tiếp) Vectơ điện áp điều. .. 2+ khóa 2) S1− S 2+ dẫn, S1+ S 2− khóa 3) S1+ S 2+ dẫn, S1− S 2− khóa 4) S1− S 2− dẫn, S1+ S 2+ khóa giá trị điện áp tức điều chế Vi, − Vi 0, biên ñộ ñiện áp hài với ma < V0 = 2Vi ma ðiều chế