Bài giảng Điện tử công suất: Bộ nghịch lưu, biến tần Power Inverter (phần 2) - PGS.TS Lê Minh Phương

Bài giảng Điện tử công suất: Bộ nghịch lưu, biến tần Power Inverter (phần 2) cung cấp cho người học những kiến thức về bộ nghịch lưu áp 3 pha. Trong bài này chúng ta sẽ tập trung vào nguyên lý làm việc, phương pháp điều khiển và mô phỏng Matlab-Simulink của bộ nghịch lưu áp 3 pha. Mời tham khảo.

1/21/2013 Ho Chi Minh City University of Technology PGS.TS Lê Minh Phương Khoa Điện –Điện Tử Trường Đại Học Bách Khoa TP HỒ CHÍ MINH Contact info: Address: 268 Lý Thường Kiệt, P.14,Q.10, TP Hồ Chí Minh Telephone: 84-08-38647256 (5722) Mobile: 0988572177 E-mail: lmphuong@hcmut.edu.vn; ivanphuong@yahoo.com Power Electronics Chương BỘ NGHỊCH LƯU – BIẾN TẦN POWER INVERTER PGS.TS Lê Minh Phương Khoa Điện –Điện Tử Trường ĐHBK TPHCM TPHCM 2012 1/21/2013 Contents – Nội dung Tổng quan Bộ nghịch lưu áp a Cấu hình b Nguyên lý làm việc c Phương pháp điều khiển d Mơ hình hóa Matlab-Simulink Bộ nghịch lưu dòng a Cấu hình b Nguyên lý làm việc c Phương pháp điều khiển d Mơ hình hóa Matlab-Simulink 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong Bộ nghịch lưu áp - VSI Bộ nghịch lưu áp – Voltage Source Inverter (VSI) Bộ nghịch lưu áp pha Nguyên lý làm việc Phương pháp điều khiển Mô Matlab-Simulink 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 Bộ nghịch lưu áp - VSI Bộ nghịch lưu áp pha 1/21/2013 The switches of any leg of the inverter (S1 and S4, S3 and S6, Q1~Q6 ─IGBTs, switching devices or S5 and S2) cannot be D1~D6 ─Freewheeling diodes switched on simultaneously because this would result in a C ─dc filter capacitor (VSI) short circuit across the dc link Vs ─dc link voltage voltage supply PGS.TS Le Minh Phuong Bộ nghịch lưu áp - VSI Bộ nghịch lưu áp pha 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 Bộ nghịch lưu áp - VSI Bộ nghịch lưu áp pha 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong Bộ nghịch lưu áp pha Square wave operation Note: Period Period Period Period Period Period 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong I: Q5, Q6 and Q1 on II: Q6, Q1 and Q2 on III: Q1, Q2 and Q3 on IV: Q2, Q3 and Q4 on V: Q3, Q4 and Q5 on VI: Q4, Q5 and Q6 on 1/21/2013 Bộ nghịch lưu áp pha VaN=1/3(2Va0-Vb0-Vc0) Vab=Vs(g1-g3) 1/21/2013 VbN=1/3(2Vb0-Va0-Vc0) Vbc=Vs(g3-g5) VcN=1/3(2Vc0-Va0-Vb0) Vca=Vs(g5-g1) PGS.TS Le Minh Phuong Bộ nghịch lưu áp pha Waveforms, phase voltage on load Note: vg1 and vg4 are complimentary vg3 and vg6 are complimentary vg5 and vg2 are complimentary Va0 is controlled by g1, g4 Vb0 is controlled by g3, g6 Vc0 is controlled by g5, g2 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 10 1/21/2013 Bộ nghịch lưu áp pha Waveforms, phase voltage on load VaN=1/3(2Va0-Vb0-Vc0) VbN=1/3(2Vb0-Va0-Vc0) VcN=1/3(2Vc0-Va0-Vb0) 1/21/2013 11 PGS.TS Le Minh Phuong Bộ nghịch lưu áp pha Waveforms, line voltage on load Vab=Vs(g1-g3) Vbc=Vs(g3-g5) Vca=Vs(g5-g1) 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 12 1/21/2013 Bộ nghịch lưu áp pha Analysis Trị hiệu dụng điện áp dây tính VL  Vs  0,8165Vs Van  Vs  0.471Vs Điện áp tải tức thời theo phân tích Fourier vab  4Vs n n   sin sin sin n  t   6  n 1,3,5, n    van   n 1 1/21/2013  n sin  3n  4Vs   sin(nt )  13 PGS.TS Le Minh Phuong Bộ nghịch lưu áp pha Trị hiệu dụng hài điện áp tải: VL (1)  4Vs sin 600 2  0.770Vs Van (1)   Vs  0.45Vs Dòng điện tải tức thời theo phân tích Fourier   4Vs n  ia    sin  sin(nt   n ) 2  n 1,3,5,  3[ n R  ( n L) ]   Trong đó: n - góc lệch pha hài bậc n dòng điện tải  nL  n  ac tan    R  1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 14 1/21/2013 Bộ nghịch lưu áp pha Load neutral voltage Note: In practical design, the neutral of capacitors is not grounded because of the grounded three phase power supply Neutral point grounded three-phase inverter 1/21/2013 vn: voltage of load neutral respect to ground vA0: voltage of node A respect to ground vB0: voltage of node B respect to ground vC0: voltage of node C respect to ground PGS.TS Le Minh Phuong 15 Bộ nghịch lưu áp pha Load neutral voltage 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 16 1/21/2013 Bộ nghịch lưu áp pha Nhận xét  Thay đổi tần số điện áp tải cách thay đổi tần số f (chu kỳ T)  Muốn thay đổi trị hiệu dụng điện áp tải phải điều chỉnh điện áp Vs  Dòng điện tải khơng hồn tồn Sin Cần phải lọc thành phần DC tụ  Thành phần hài bậc số (triple order harmonics are not presented) 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 17 Bộ nghịch lưu áp - VSI Bộ nghịch lưu áp – Voltage Source Inverter (VSI) Bộ nghịch lưu áp pha Nguyên lý làm việc Phương pháp điều khiển Mô Matlab-Simulink 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 19 1/21/2013 Bộ nghịch lưu áp - VSI Điều chế độ rộng xung Sin (SINPWM) Note: (1) Modulating waves: three-phase sinewaves (vmA, vmB, vmC) with adjustable amplitude and frequency (2) Carrier wave: triangular wave, fixed amplitude, frequency may be adjusted, depends on applications (3) vmA≥vc →Q1 on vmA