PHẦN MỞ ĐẦU Điện tử công suất được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các ngành công nghiệp hiện đại. Nhờ vào các bộ biến đổi được xây dựng dựa trên các phần tử bán dẫn công suất (Điôt, Transito, Tiristo, IGBT…) có thể khống chế nguồn năng lượng điện với các tham số có thể thay đổi được để cung cấp cho các phụ tải điện. Do sự phát triển như vũ bão của công nghệ chế tạo các phần tử bán dẫn, đã cho ra đời các van bán dẫn với những ưu điểm như chuyển mạch nhanh, tính năng dòng áp cao, chắc chắn, hiệu suất cao, độ tin cậy đảm bảo, dẫn đến khả năng chiếm ưu thế hoàn toàn của các bộ biến đổi điện tử công suất mà điển hình là bộ biến tần, là một bộ biến đổi dùng để biến đổi nguồn điện áp với các thông số điện áp và tần số không đổi, thành nguồn điện áp ra với các thông số điện áp và tần số thay đổi được. Sự ra đời của bộ biến tần Matrix Converter, (thực chất là một bộ biến tần làm việc trực tiếp với lưới điện) là sự phát triển vượt bậc của điện tử công suất, có ý nghĩa rất lớn trong việc biến đổi điện năng. Matrix converter (MC) ưu thế hơn các biến tần truyền thống nhờ khả năng trao đổi năng lượng với lưới một cách liên tục, hiệu suất rất cao do chỉ có một lần biến đổi điện năng, không phải qua khâu trung gian tích luỹ năng lượng, cho phép thực hiện hãm tái sinh năng lượng trả về lưới điện mà không cần có mạch điện phụ. Vượt qua được những hạn chế của biến tần trực tiếp, là tần số điều chỉnh bị giới hạn trên bởi tần số nguồn cung cấp. Matrix Converter còn cho phép điều chỉnh được hệ số công suất cos đầu vào, cho dòng vào và áp ra có dạng hình sin. Mục đích của đồ án này là nghiên cứu các khái niệm cơ bản của Matrix Converter và nghiên cứu lý thuyết và thực hiện mô phỏng bằng phần mềm Matlabsimulink dựa trên thuật toán điều biến của tác giả Venturini. Trình bày những khái niệm cơ bản về chip khả trình FPGA, hãng Xilinx và những công cụ lập trình và phát triển hệ thống. Dùng FPGA để phát xung theo yêu cầu. Trong thời gian làm đồ án, với sự nỗ lực của bản thân và dưới sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn Đoàn Quang Vinh em đã hoàn thành bản đồ án này đúng hạn định. Mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng do thời gian hạn chế, bản thân trình độ còn có hạn nên bản đồ án chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót, rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô cũng như các bạn sinh viên quan tâm.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHẦN MỞ ĐẦU Điện tử công suất ứng dụng rộng rãi hầu hết ngành công nghiệp đại Nhờ vào biến đổi xây dựng dựa phần tử bán dẫn cơng suất (Điơt, Transito, Tiristo, IGBT…) khống chế nguồn lượng điện với tham số thay đổi để cung cấp cho phụ tải điện Do phát triển vũ bão công nghệ chế tạo phần tử bán dẫn, cho đời van bán dẫn với ưu điểm chuyển mạch nhanh, tính dịng áp cao, chắn, hiệu suất cao, độ tin cậy đảm bảo, dẫn đến khả chiếm ưu hoàn toàn biến đổi điện tử công suất mà điển hình biến tần, biến đổi dùng để biến đổi nguồn điện áp với thông số điện áp tần số không đổi, thành nguồn điện áp với thông số điện áp tần số thay đổi Sự đời biến tần Matrix Converter, (thực chất biến tần làm việc trực tiếp với lưới điện) phát triển vượt bậc điện tử cơng suất, có ý nghĩa lớn việc biến đổi điện Matrix converter (MC) ưu biến tần truyền thống nhờ khả trao đổi lượng với lưới cách liên tục, hiệu suất cao có lần biến đổi điện năng, khơng phải qua khâu trung gian tích luỹ lượng, cho phép thực hãm tái sinh lượng trả lưới điện mà khơng cần có mạch điện phụ Vượt qua hạn chế biến tần trực tiếp, tần số điều chỉnh bị giới hạn tần số nguồn cung cấp Matrix Converter cho phép điều chỉnh hệ số công suất cos ( ) đầu vào, cho dịng vào áp có dạng hình sin Mục đích đồ án nghiên cứu khái niệm Matrix Converter nghiên cứu lý thuyết thực mô phần mềm Matlab/simulink dựa thuật toán điều biến tác giả Venturini Trình bày khái niệm chip khả trình FPGA, hãng Xilinx cơng cụ lập trình phát triển hệ thống Dùng FPGA để phát xung theo yêu cầu Trong thời gian làm đồ án, với nỗ lực thân bảo tận tình thầy giáo hướng dẫn Đồn Quang Vinh em hoàn thành đồ án hạn định Mặc dù cố gắng thời gian hạn chế, thân trình độ cịn có hạn nên đồ án chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận bảo, đóng góp ý kiến thầy bạn sinh viên quan tâm SVTH :Trần Thị Tuyết Dung Lớp 06CLC GVHD :PGS.TS.Đoàn Quang Vinh Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG MATRIX CONVERTER CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN 1.1 KHÁI NIỆM VỀ MATRIX CONVERTER 1.1.1 Sự phát triển Matrix Converter Thời gian gần có nhiều người quan tâm đến biến tần ma trận trực tiếp AC-AC dùng truyền động thay đổi tốc độ động cảm ứng Một người đề xuất Gyugyi Pelly (năm 1976) nguyên tắc hoạt động biến tần trực tiếp sử dụng khố điều khiển chiều để nhận tần số đầu khơng bị hạn chế Nhược điểm mạch xuất nhiều hài bậc cao không mong muốn dịng vào áp khơng thể dùng lọc dễ dàng loại bỏ Vấn đề vượt qua nhờ Venturini Alesina (năm 1980-1981) Hai người đưa thuật toán điều biến PWM tạo dịng điện vào điện áp hình sin với tần số biến thiên đồng thời điều khiển hệ số công suất đầu vào Đến năm 1989 ơng cách điều chỉnh lại thuật toán ban đầu tạo tỉ số truyền điện áp điện áp vào tối đa (là 0,86) điều khiển trọn vẹn cos đầu vào giới hạn điện áp cos đầu Năm 1991 In Roy April, Ishiguro đưa lớp thuật tốn vơ hướng nhờ dựa việc so sánh vô hướng giá trị điện áp vào tức thời tạo dòng điện hình sin theo ngun tắc dịng điện vào pha tỉ lệ với điện áp vào pha chu kỳ lấy mẫu Vấn đề thời gian thực thuật toán điều khiển yêu cầu nhiều lần so sánh lần lấy mẫu yêu cầu thời gian tính tốn vi xử lý cao Tiếp theo phương pháp điều khiển tạo điện áp đầu sử dụng điều biến vector không gian vector (Space Vector Modulation-SVM), thuật toán điều khiển sử dụng phương pháp điều biến độ rộng xung(Pulse Width Modulation-PWM) cải thiện đáng kể dạng sóng điện áp nhiên chất lượng dạng sóng dịng điện vào bị suy giảm Những nghiên cứu khác gần đây(1992-1998) chủ yếu tập trung vào việc tăng hiệu suất Matrix Converter cách giảm tối đa tổn hao đóng cắt nhờ thực dịng zero đóng áp zero mở đòi hỏi phần tử phụ thêm vào cấu trúc khoá chiều SVTH :Trần Thị Tuyết Dung Lớp 06CLC GVHD :PGS.TS.Đoàn Quang Vinh Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 1.1 Cấu trúc tổng quát ma trận khoá chiều 1.1.2 Khái niệm Matrix Converter Matrix Converter biến tần trực tiếp chuyển mạch cưỡng tốt, nối n pha vào có tần số điện áp cố định U1, f1 với m pha đầu có tần số điện áp biến thiên U2, f2 Với ứng dụng công nghiệp chủ yếu n=m=3 cấu hình thường gặp (Hình1 2) Trong Matrix Converter 33 gồm có ma trận khố chiều (Bi-Directional Switch-BDS) xếp thành nhóm, nhóm tương ứng với pha đầu Với cách bố trí vậy, Matrix Converter nối đầu vào a, b, c với đầu A, B, C, thời điểm Ma trận khoá chiều đưa Cni (i=0 9)= 512 khả kết hợp, để tạo trạng thái đóng cắt khố, có 27 trạng thái thích hợp, vì, đầu vào Matrix Converter nguồn áp pha, đầu nguồn dòng pha, thực đóng cắt khố phải tn theo luật sau, để đảm bảo không ngắn mạch nguồn áp, hở mạch nguồn dịng + Khơng nối đầu vào khác tới đầu gây ngắn mạch đầu vào dẫn tới tượng q dịng điện + Khơng hở mạch đầu Matrix Converter với tải cảm gây tượng áp S11 S12 A S13 a S21 a b b S22 S23 B c c A B C S31 S32 C b) S33 a) Hình 1-2 Cấu trúc pha Ma trận khoá chiều SVTH :Trần Thị Tuyết Dung Lớp 06CLC GVHD :PGS.TS.Đoàn Quang Vinh Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Việc điều khiển điện áp ra, nhờ cách thực đóng cắt khố (với trạng thái cho phép), theo thứ tự xác định trước Như “giá trị trung bình” điện áp phụ thuộc vào dạng sóng điện áp mong muốn tạo từ điện áp vào Ở dạng sóng điện áp ra, gồm chủ yếu thành phần có tần số mong muốn với thành phần tần số cao dóng cắt sinh ra, mà loại bỏ nhờ lọc LC đầu ra, điện cảm tải Phía nguồn, dịng điện vào tạo đoạn dòng điện đoạn khơng, mà đoạn khơng dịng điện khơng trở nguồn mà tuần hồn chạy quẩn ma trận khố Phổ dịng vào chủ yếu gồm thành phần tần số nguồn cung cấp thành phần tần số cao, mà có lọc đầu vào bị loại trừ để mong muốn tạo dịng điện vào hình sin Matrix Converter thực việc biến đổi tần số điện áp trực tiếp AC-AC mà không cần thành phần tích trữ lượng trung gian 1.1.3 So sánh Matrix Converter loại biến tần có Biến tần chia làm loại lớn Biến tần trực tiếp MẠCH VAN U1~ U2~ f1 f2 Hình 1-3 Cấu trúc biến tần trực tiếp Điện áp vào xoay chiều U1 tần số f1 cần qua mạch van chuyển tải với tần số khác, biến tần có hiệu suất biến đổi lượng cao, thêm vào khả thực tái sinh lượng trở lưới mà khơng cần có mạch điện phụ Tuy nhiên sơ đồ mạch phức tạp, có số lượng van lớn, với mạch pha Việc thay đổi tần số f2 khó khăn phụ thuộc vào f1, chủ yếu có biến tần loại với phạm vi điều chỉnh f2 f1 SVTH :Trần Thị Tuyết Dung Lớp 06CLC GVHD :PGS.TS.Đoàn Quang Vinh Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Biến tần gián tiếp U= U1~ CHỈNH LƯU U= LỌC NGHỊCH LƯU ĐỘC LẬP U2~ f2 f2~ f1~ Hình 1-4 Cấu trúc biến tần gián tiếp Điện áp xoay chiều chuyển thành chiều nhờ mạch chỉnh lưu, sau qua lọc biến trở điện áp xoay chiều với tần số f2 Việc biến đổi lượng lần làm giảm hiệu suất biến tần, bù lại loại biến tần cho phép dễ dàng thay đổi tần số f2 không phụ thuộc f1 dải tần rộng lẫn f1 tần số phụ thuộc vào mạch điều khiển Hơn với ứng dụng hệ điều khiển nhờ kỹ thuật số vi xử lý dùng van lực loại tranzitor cho phát huy tối đa ưu điểm loại biến tần đa số biến tần biến tần có khâu trung gian chiều Tuy nhiên dùng van tiristo số khó khăn định giải vấn đề khoá van Chức khâu biến tần gián tiếp : - Khâu chỉnh lưu Chỉnh lưu q trình biến dịng điện xoay chiều thành chiều - Khâu lọc + Đóng vai trị kho tích trữ lượng dạng nguồn áp, dùng tụ điện dạng nguồn dòng dùng cuộn cảm + Nhờ có khâu trung gian chiều, phía nghịch lưu làm việc tương đối độc lập với phía chỉnh lưu - Khâu nghịch lưu độc lập Nghịch lưu độc lập trình biến đổi lượng điện chiều thành lượng điện dòng xoay chiều với tần số, giá trị điện áp, số pha, thứ tự pha q trình chuyển mạch dịng điện pha thân nghịch lưu định, không phụ thuộc vào nguồn điện xoay chiều khác SVTH :Trần Thị Tuyết Dung Lớp 06CLC GVHD :PGS.TS.Đoàn Quang Vinh Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sự giống khác Matrix Converter loại biến tần a) Matrix Converter biến tần trực tiếp - Matrix Converter thực chất biến tần trực tiếp nên có ưu, nhược điểm biến tần trực tiếp sau: + Nối trực tiếp lưới tải không qua khâu trung gian nên hiệu suất truyền động cao + Trao đổi lượng với lưới cách liên tục, có khả tái sinh lượng không cần mạch phụ + Số lượng van bán dẫn nhiều, sơ đồ van luật điều khiển phức tạp - Tuy nhiên Matrix Converter vượt trội so với biến tần trực tiếp : + Khả tạo điện áp có tần số khơng hạn chế, lớn tần số nguồn cung cấp f1 + Có thể điều chỉnh hệ số công suất đầu vào cos i, độ lệch pha dòng áp vào ( i ) > 0, = 0, < + Do dùng van chiều nên hoạt động góc phần tư mà khơng cần tác động vào phía đầu vào b) Matrix Converter biến tần gián tiếp - Một số ưu điểm biến tần gián tiếp ứng dụng cơng nghệ Matrix Converter + Vì Matrix Converter phân tích biến đổi gồm tầng biến đổi, tầng chỉnh lưu tầng nghịch lưu, nên sử dụng phương pháp điều biến độ rộng xung (PWM) hay dùng với biến tần nguồn áp, cho tầng nghịch lưu để đạt chất lượng điện áp tốt cho động cơ, tần số điện áp điều chỉnh trơn khơng bị giới hạn tần số vào + Thực nối trực tiếp tầng chỉnh lưu nguồn dòng PWM với tầng nghịch lưu, mục đích để tạo khả trao đổi công suất phản kháng lưới tải - Những điểm khác có ý nghĩa lớn Matrix Converter biến tần gián tiếp là: + Khơng cịn thành phần tích lượng phản kháng trung gian cuộn cảm lớn hay tụ chiều có tuổi thọ hạn chế, giảm kích thước biến tần, tạo khả tích hợp Matrix Converter môđun gắn động cơ, giúp hệ truyền động gọn nhẹ linh hoạt + Không cần chỉnh lưu mạch lực để tạo điện áp chiều, dịng vào Matrix Converter có dạng sin (vì khâu chỉnh lưu làm dịng vào khơng sin, hệ số cơng suất thấp) Bảng I thể so sánh số lượng van bán dẫn MC biến tần nguồn áp có chỉnh lưu cầu điot, với biến tần nguồn áp (back to back) có chỉnh lưu điều khiển biến tần, có chúc dẫn dịng cơng suất chảy theo hướng tạo dịng vào hình sin Có thể thấy tụ nối chiều điện cảm đầu vào sử dụng biến tần (back to back) thay van bán dẫn thêm vào giải pháp Matrix Converter SVTH :Trần Thị Tuyết Dung Lớp 06CLC GVHD :PGS.TS.Đoàn Quang Vinh Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cơng nghệ Khóa điều Diot khiển hoàn nhanh toàn MC 18 18 0 tần 12 to 12 6 Biến back back Biến tần với chỉnh lưu không điều khiển cắt Diot chỉnh Tụ hoá lớn lưu điện lớn cảm Bảng 1: So sánh số lượng van bán dẫn Matrix Converter với loại VSI Nếu van đóng cắt sử dụng khố hai chiều Matrix Converter có khả chặn điện áp ngược ví dụ MTO tạo khoá chiều cách mắc song song ngược hai van mà khơng cần thêm điốt phục hồi nhanh Điều dẫn tới biến tần nhỏ gọn có tiềm cải thiện hiệu suất thực tế cao c Lý xây dựng Matrix Converter Matrix Converter coi có nhiều ưu so với loại biến tần truyền thống Vì thực việc biến đổi tần số điện áp, mà khơng cần có thêm phần tử tích lượng trung gian, tụ điện có tuổi thọ hạn chế hay cuộn cảm có kích thước lớn để nối chiều, không yêu cầu nhiều tầng biến đổi công suất hiệu suất tăng lên rõ rệt hoạt động tần số đóng cắt cao Vì gồm khố chiều nên tạo dịng chảy cơng suất theo hướng lưới đến tải tải lưới, dẫn đến khả tái sinh lượng trả lưới, đồng thời hoạt động góc phần tư mà khơng cần điều chỉnh phía đầu vào biến đổi, động dễ dàng chuyển đổi chế độ làm việc từ chế độ động sang chế độ hãm tái sinh ngược lại Nhờ sử dụng kỹ thuật điều biến (PWM) nên tạo dạng sóng áp dịng vào hình sin, có khả điều chỉnh hệ số công suất đầu vào, tức điều chỉnh góc lệch pha dịng áp vào dẫn trước, chậm sau hay không đổi bất chấp loại tải khác Matrix Converter coi giải pháp tồn silíc “ all silicon” cho biến đổi công suất trực tiếp AC-AC, nhờ khả tích hợp cao, chịu điều kiện nhiệt độ cao, độ tin cậy đảm bảo chất bán dẫn chế tạo từ nguyên tố Si Vì Matrix Converter cơng nghệ lý tưởng tương lai cho ứng dụng có nhiệt độ cao kích thước nhỏ gọn, không cần tụ điện thuận lợi có ý nghĩa tụ chịu nhiệt độ cao thường đắt SVTH :Trần Thị Tuyết Dung Lớp 06CLC GVHD :PGS.TS.Đoàn Quang Vinh Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.1.4 Khó khăn xu hướng nghiên cứu a) Những khó khăn Bên cạnh ưu kể trên, bất lợi lớn khiến Matrix Converter khơng có khả cạnh tranh thị trường tỉ số truyền điện áp bị hạn chế (tối đa 0,86) Thêm vào số lượng van bán dẫn nhiều (18 IGBT 18điôt FRD) cần để xây dựng Matrix Converter, dẫn đến vấn đề điều khiển phức tạp, đồng thời môđun công suất chưa sản xuất cách tối ưu Những bất lợi khác khả chống lại dao động điện áp phía nguồn kém, cần có mạch phụ gồm phần tử phản kháng để cải thiện dạng sóng dịng vào, đồng thời để bảo vệ Matrix Converter chống lại cố xảy dòng áp Tuy lượng tổn hao phần tử phản kháng nhỏ nhiều so với biến tần có phần tử nối chiều, làm tăng kích thước giá thành Matrix Converter, làm giảm ưu Matrix Converter so với biến tần truyền thống Vì khơng có đường lượng (free wheeling) thơng với tải, nên xảy cố ngắt nguồn đột ngột nguồn lỗi chuyển mạch, tải có tính cảm kháng, lượng tích luỹ điện cảm ba pha động không giải phóng gây áp đầu ra, khơng có mạch bảo vệ (clamp snubber) làm phá huỷ van cơng suất Vì thời gian để phát tín hiệu điều khiển trình đóng cắt phải u cầu khắt khe xác, đồng thời vấn đề bảo vệ mạch cơng suất điều kiện gặp cố cần quan tâm xem xét cẩn thận b) Xu hướng nghiên cứu Các xu hướng nghiên cứu - Nhằm cải thiện ảnh hưởng tác động từ lưới - Tăng cường hiệu suất truyền động hoạt động tần số đóng cắt cao - Giảm kích thước hệ truyền động Matrix Converter cách tích hợp tất cấu trúc silicon phức tạp (khố chiều) mơđun cơng suất Tích hợp mạch bảo vệ, khối logic điều khiển chuyển mạch, nguồn cách ly mạch điều khiển, gate driver bảng mạch điện tử gọi PEBB 1.2 KHỐ CHIỀU TRONG MATRIX CONVERTER 1.2.1 Q trình lượng Matrix Converter Ta biết Matrix Converter có khả trao đổi lượng với lưới cách liên tục, đồng thời phát cơng suất phản kháng trở lại lưới tiêu thụ Q Điều có ý nghĩa truyền động dùng Matrix Converter với cơng suất lớn, ảnh hưởng đến lưới đáng kể, tổn hao hạn chế lớn Để thực điều cần có khố chiều cấu trúc Matrix Converter để dẫn dịng theo chiều lưới đến tải tải lưới 1.2.2 Cấu trúc khoá chiều Matrix Converter yêu cầu khố hai chiều để trao đổi lượng với lưới Khố hai chiều phải có khả điều khiển hồn tồn chiều dịng điện hai hướng chặn điện áp dương âm Tuy nhiên khơng có van bán dẫn SVTH :Trần Thị Tuyết Dung Lớp 06CLC GVHD :PGS.TS.Đoàn Quang Vinh Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP đáp ứng u cầu đó, van điều khiển hồn toàn theo chiều riêng rẽ kết hợp lại để tạo khoá Các van thường sử dụng để tạo khoá chiều IGBT, van MOSFET, MCT, IGCT sử dụng a) Đặc điểm van IGBT ( Isulated Gate Bipolar Transistor ) Thực chất transistor cơng suất có cực điều khiển cách ly IGBT kết hợp ưu điểm van MOSFET đóng cắt nhanh, nên tạo thay đổi công suất nhanh ưu điểm transistor thường chịu tải có dịng áp lớn nên có tổn hao dẫn dịng thấp Là phần tử điều khiển điện áp, công suất điều khiển nhỏ không đáng kể Như điều khiển trực tiếp IGBT đầu vi mạch công suất nhỏ C G E Hình 1-5 Ký hiệu IGBT IGBT có thời gian đóng cắt nhanh transistor thường, thời gian trễ mở cỡ 0.15s,giống MOSFET Thời gian trễ khoá 1s, giống với transistor thường Dạng tín hiệu điều khiển thường 15v mở -15v khố (hình 1.6) +15v C G E on off on -15v Hình 1-6 Mạch tín hiệu điều khiển SVTH :Trần Thị Tuyết Dung Lớp 06CLC GVHD :PGS.TS.Đoàn Quang Vinh Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP b Các cấu trúc khóa chiều Hình 1-7 : cấu trúc cầu điốt Khoá hai chiều gồm: IGBT khoá chiều tâm cầu diode pha ( hình 1-7) Thuận lợi hai chiều qua van IGBT, yêu cầu (gate drive) cổng điều khiển cho lần chuyển mạch Nhược điểm lớn tổn hao dẫn dịng lớn có van (1 IGBT FRD) đường dẫn Hướng dịng qua van đóng cắt khơng điều khiển Đây bất lợi dẫn đến không sử dụng với nhiều phương pháp chuyển mạch tin cậy Hơn tổn hao đóng cắt lớn đóng cắt cứng * Cặp IGBT Diode mắc song song ngược E chung Hình 1-8 : cấu trúc IGBT song song ngược E chung Sự cấu trúc khoá hai chiều gồm diot IGBT mắc song song ngược ( hình 1-8) Các điơt thêm vào để tạo khả ngăn điện áp ngược Có vài ưu sử dụng so sánh với cầu điôt Đầu tiên khả điều khiển độc lập chiều dòng điện Tổn hao dẫn dòng giảm có van dẫn dịng thời điểm, tổn hao đóng cắt giảm q trình đóng cắt bán mềm(semi-soft) Một bất lợi khoá chiều yêu cầu nguồn cách ly riêng cho mạch điều khiển.Tuy nhiên hai van IGBT điều khiển với điện áp SVTH :Trần Thị Tuyết Dung Lớp 06CLC GVHD :PGS.TS.Đoàn Quang Vinh Trang 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đồ thị bóng lơgic trạng thái biểu diễn hình 2.6 Hình 6.6 Đồ thị bóng logic trạng thái Q trình tính tốn hệ số biến điệu cho MC tạo tín hiệu điều khiển đóng mở khố chiều cho thời điểm khơng có pha đầu vào nối với pha đầu Do trình chuyển mạch độc lập với pha đầu ra.Với pha đầu diễn trình chuyển mạch giữua pha đầu vào với nhau, q trình a-b, b-c, c-a Hình 6.7 Trạng thái logic chuyển mạch pha Từ ta có trạng thái lơgic điều khiển chuyển mạch cho pha đầu ra, biểu diễn hình 2.7, bao gồm chu trình giống Mỗi chu trình có hai trạng thái tương đương với hai trạng thái hai chu trình khác Ví dụ : S0 trạng thái pha a dẫn chu trình (a-b) tương đượng với S4, pha a dẫn chu trình(a-c) SVTH :Trần Thị Tuyết Dung Lớp 06CLC GVHD :PGS.TS.Đoàn Quang Vinh Trang 89 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng Bảng trạng thái logic q trình chuyển mạch ba pha 6.2.CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CÁC KHĨA TRONG MC 6.2.1.Lập trình cho mạch điều khiển logic FPGA dùng để thực hai nhiệm vụ mạch điều khiển MC chọn tổ hợp van ứng với sector điện áp, dòng điện điều khiển trình chuyển mạch FPGA lập trình phần mềm WINCUPL, kèm theo cơng cụ WINSIM để kiểm tra lại thiết kế 6.2.1.Thực bảng chọn Mạch lôgic theo bảng tuý mạch tổ hợp, nghĩa đầu phụ thuộc trực tiếp vào đầu vào qua biểu thức lôgic Chương trình cho FPGA1 gồm phần sau: -Gán chân cho tín hiệu vào -Xác định biến trung gian -Các phương trình lơgic 6.2.2.Thực mạch điều khiển chuyển mạch Mạch lơgic thiết kế theo hình lôgic tuần tự, sử dụng FPGA2 Lôgic dạng lơgic trạng thái, tín hiệu phụ thuộc vào biến đầu vào ma cịn phụ thuộc vào biến trước Trong WINCUPL lơgic trạng thái có cấu trúc biểu diễn hình 6.8 Cấu trúc bao gồm phần tử sau : đầu vào, lơgic tổ hợp, lôgic trạng thái, đầu không trạng thái, đầu trạng thái SVTH :Trần Thị Tuyết Dung Lớp 06CLC GVHD :PGS.TS.Đoàn Quang Vinh Trang 90 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP bit trang thái Mạch lôgic tổ hợp bao gồm tổ hợp logic thường hàm AND, OR, XOR tín hiệu lơgic với Mạch lôgic trạng thái gồm trigơ phần tử lơgic có nhớ Các bit trạng thái tín hiệu phản hồi đưa mạch lôgic tổ hợp Logic trạng thái WINCUPL Trong WINCUPL cú pháp để viết chương trình cho lơgic trạng thái khoá SEQUENCE sau: SEQUENCE state_var_list{ PRESENT state_n0; If(condiction1) next state_n1; If (condiction2)next state_n2 OUT out_n0; DEFAULT NEXT state_n0; PRESENT state_nn statement; } Trong state_var_list danh sách biến bit trạng thái,có thể nhóm lại thành trường biến Sau PRESENT state_n0, lệnh If kiểm tra điều kiện(condiction1)nếu thoả next cho chuyển sang trạng thái state_n1 lệnh If kiểm tra điều kiện(condiction2) thoả next cho chuyển sang trạng thái state_n2 Lệnh OUT thiết lập đầu out_n0 DEFAULT thiết lập trạng thái ban đầu state_n0 Tương tự trạng thái khác trạng thái thứ n Statement trạng thái lơgic biểu thức lơgic phù hợp bất kỳ, xác định hành động cần thiết Dấu ; kết thúc trạng thái,giữa { } tồn phần lơgic trạng thái Chương trình viết cho FPGA2, thực lơgic q trình chuyển mạch bước : -Gán chân cho tín hiệu vào -Tạo biến trung gian cần thiết -Mã hoá trạng thái lơgic trạng thái -Phương trình logic lôgic trạng thái -Biểu thức logic lôgic đầu SVTH :Trần Thị Tuyết Dung Lớp 06CLC GVHD :PGS.TS.Đoàn Quang Vinh Trang 91 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương trình: A Chương trình cho FPGA1 /* - Đầu vào:các bit thể sector dịng vào, áp ra; tín hiệu từ PWM kiểu đối xứng tới, tích cực thấp; bit thể tính chẵn lẻ tổng sector dùng cho việc xác định thứ tự huyển mạch.Đầu ra: tín hiệu điều khiển khóa BDS sơ đồ MC.*/ */ Biến mod xácđịnh tính nhẵn lẻcủa tổng sector */ mod = !((U1 # U3 # U5) & (I1 # I3 # I5) # (U2 # U4 # U6) & (I2 # I4 # I6)); */ Xác định tín hiệu lơgic ứng với di từ PWM DSP tới */ d0 = !pwm4; d1 = (pwm1 & mod) # ((pwm1 $ pwm2) & !mod); d2 = ((pwm3 $ pwm4) & mod) # ((pwm2 $ pwm3) & !mod); d3 = ((pwm1 $ pwm2) & mod) # (pwm1 & !mod); d4 = ((pwm2 $ pwm3) & mod) # ((pwm3 $ pwm4) & !mod); /*Đưa kết ra đầu */ pin[54 56,63 65,68 70] = [SAc,SBc,SCc,SAb,SBb,SCb,SAa,SBa,SCa]; /* Toi van BDS */ /* Xác định dịng bảng lơgic */ row1 = (I1 & U1) # (I4 & U4); row2 = (I1 & U2) # (I4 & U5); row3 = (I1 & U3) # (I4 & U6); row4 = (I1 & U4) # (I4 & U1); row5 = (I1 & U5) # (I4 & U2); row6 = (I1 & U6) # (I4 & U3); row7 = (I2 & U1) # (I5 & U4); row8 = (I2 & U2) # (I5 & U5); row9 = (I2 & U3) # (I5 & U6); row10 = (I2 & U4) # (I5 & U1); row11 = (I2 & U5) # (I5 & U2); row12 = (I2 & U6) # (I5 & U3); row13 = (I3 & U1) # (I6 & U4); row14 = (I3 & U2) # (I6 & U5); row15 = (I3 & U3) # (I6 & U6); row16 = (I3 & U4) # (I6 & U1); row17 = (I3 & U5) # (I6 & U2); row18 = (I3 & U6) # (I6 & U3); /* Các phương trình lơgic */ SAa = d1 & (row1 # row2 # row7 # row8 # row16 # row17 # d2 & (row2 # row3 # row8 # row9 # row17 # row18) # d3 & (row1 # row2 # row10 # row11 # row16 # row17) # d4 & (row2 # row3 # row11 # row12 # row17 # row18) # d0 & (row3 # row6 # row9 # row12 # row15 # row18); SBa = d1 & (row4 # row5 # row7 # row8 # row13 # row14) SVTH :Trần Thị Tuyết Dung Lớp 06CLC GVHD :PGS.TS.Đoàn Quang Vinh Trang 92 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP # d2 & (row5 # row6 # row8 # row9 # row14 # row15) # d3 & (row1 # row2 # row7 # row8 # row13 # row14) # d4 & (row2 # row3 # row8 # row9 # row14 # row15) # d0 & (row3 # row6 # row9 # row12 # row15 # row18); SCa = d1 & (row4 # row5 # row10 # row11 # row16 # row17) # d2 & (row5 # row6 # row11 # row12 # row17 # row18) # d3 & (row4 # row5 # row10 # row11 # row13 # row14) # d4 & (row5 # row6 # row11 # row12 # row14 # row15) # d0 & (row3 # row6 # row9 # row12 # row15 # row18); SAb = d1 & (row3 # row4 # row9 # row10 # row13 # row18) # d2 & (row4 # row5 # row10 # row11 # row13 # row14) # d3 & (row3 # row4 # row7 # row12 # row13 # row18) # d4 & (row4 # row5 # row7 # row8 # row13 # row14) # d0 & (row2 # row5 # row8 # row11 # row14 # row17); SBb = d1 & (row1 # row6 # row9 # row10 # row15 # row16) # d2 & (row1 # row2 # row10 # row11 # row16 # row17) # d3 & (row3 # row4 # row9 # row10 # row15 # row16) # d4 & (row4 # row5 # row10 # row11 # row16 # row17) # d0 & (row2 # row5 # row8 # row11 # row14 # row17); SCb = d1 & (row1 # row6 # row7 # row12 # row13 # row18) # d2 & (row1 # row2 # row7 # row8 # row13 # row14) # d3 & (row1 # row6 # row7 # row12 # row15 # row16) # d4 & (row1 # row2 # row7 # row8 # row16 # row17) # d0 & (row2 # row5 # row8 # row11 # row14 # row17); SAc = d1 & (row5 # row6 # row11 # row12 # row14 # row15) # d2 & (row1 # row6 # row7 # row12 # row15 # row16) # d3 & (row5 # row6 # row8 # row9 # row14 # row15) # d4 & (row1 # row6 # row9 # row10 # row15 # row16) # d0 & (row1 # row4 # row7 # row10 # row13 # row16); SBc = d1 & (row2 # row3 # row11 # row12 # row17 # row18) # d2 & (row3 # row4 # row7 # row12 # row13 # row18) # d3 & (row5 # row6 # row11 # row12 # row17 # row18) # d4 & (row1 # row6 # row7 # row12 # row13 # row18) # d0 & (row1 # row4 # row7 # row10 # row13 # row16); SCc = d1 & (row2 # row3 # row8 # row9 # row14 # row15) # d2 & (row3 # row4 # row9 # row10 # row15 # row16) # d3 & (row2 # row3 # row8 # row9 # row17 # row18) # d4 & (row3 # row4 # row9 # row10 # row13 # row18) # d0 & (row1 # row4 # row7 # row10 # row13 # row16); SVTH :Trần Thị Tuyết Dung Lớp 06CLC GVHD :PGS.TS.Đoàn Quang Vinh Trang 93 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP B Chương trình FPGA2 / * FPGA2 thực mạch điều khiển trình chuyển mạch theo phương pháp */ /* chuyển mạch bước */ /*Đầu vào: tín hiệu điều khiển khóa BDS từ FPGA1 tới; xungnhịp clock;*/ /* tín hiệu reset /* /*Đầu ra: 18 tín hiệu điều khiển 18 IGBT.*/ /* *************** Gán tín hiệu đầu vào vào chân FPGA ************** */ /* *************** Gán tín hiệuđầu tới chân FPGA***************/ /** Khai báo biến trung gian **/ pinnode[620 624] = [SA4 0]; pinnode[630 634] = [SB4 0]; pinnode[640 644] = [SC4 0]; field stateA = [SA4 0]; field stateB = [SB4 0]; field stateC = [SC4 0]; /* Lôgic trạng thái…………… ……………………………………………….*/ /*Định nghĩa (mã hóa) lơgic trạng thái, gồm 24 trạng thái */ $define STANDBY 'b'00000 $define S0 'b'10000 /* Định nghia cac trang thai */ $define S1 'b'00001 $define S2 'b'00010 $define S3 'b'00011 $define S4 'b'00100 $define S5 'b'00101 $define S6 'b'00110 $define S7 'b'00111 $define S8 'b'00111 $define S9 'b'01001 $define S10 'b'01010 $define S11 'b'01011 $define S12 'b'01100 $define S13 'b'01101 $define S14 'b'01110 $define S15 'b'01111 $define S17 'b'10001 $define S18 'b'10010 $define S19 'b'10011 $define S20 'b'10101 $define S21 'b'10101 $define S22 'b'10110 $define S23 'b'10111 /* Khai báo macro CM */ SVTH :Trần Thị Tuyết Dung Lớp 06CLC GVHD :PGS.TS.Đoàn Quang Vinh Trang 94 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP FUNCTION CM(states, ina, inb, inc, curdir, SXc2, SXc1, SXb2, SXb1, SXa2, SXa1) { states.ck = clk; /* clock */ states.ar = res; /* reset trạng thai */ /* Khai báo macro CM */ Sequenced states { present STANDBY if res next STANDBY; if ina next S0; if inb next S4; if inc next S12; present S0 if ina next S0; if inb&curdir next S1; if inb&!curdir next S7; if inc&curdir next S19; if inc&!curdir next S21; out [SXa1,SXa2]; present S1 if ina&curdir next S0; if inb&curdir next S2; out SXa1; present S2 if ina&curdir next S1; if inb&curdir next S3; out [SXa1,SXb1]; present S3 if ina&curdir next S2; if inb&curdir next S4; out SXb1; present S4 if ina&curdir next S3; if ina&!curdir next S5; if inb next S4; if inc&curdir next S9; if inc&!curdir next S15; out [SXb1,SXb2]; present S5 if ina&!curdir next S6; if inb&!curdir next S4; out SXb2; present S6 if ina&!curdir next S7; if inb&!curdir next S5; out [SXa2,SXb2]; present S7 if ina&!curdir next S0; if inb&!curdir next S6; out SXa2; present S8 if ina&!curdir next S0; if inb&!curdir next S6; out [SXa2, SXb1]; present S9 if inb&curdir next S4; SVTH :Trần Thị Tuyết Dung Lớp 06CLC GVHD :PGS.TS.Đoàn Quang Vinh Trang 95 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP if inc&curdir next S10; out SXb1; present S10 if inb&curdir next S9; if inc&curdir next S11; out [SXb1,SXc1]; present S11 if inb&curdir next S10; if inc&curdir next S12; out SXc1; present S12 if inb&curdir next S11; if inb&!curdir next S13; if inc next S12; if ina&curdir next S17; if ina&!curdir next S23; out [SXc1,SXc2]; present S13 if inb&!curdir next S14; if inc&!curdir next S12; out SXc2; present S14 if inb&!curdir next S15; if inc&!curdir next S13; out [SXb2,SXc2]; present S15 if inb&!curdir next S4; if inc&!curdir next S1 out SXb2; present S17 if inc&curdir next S12; if ina&curdir next S18; out SXc1; present S18 if inc&curdir next S17; if ina&curdir next S19; out [SXa1,SXc1]; present S19 if inc&curdir next S18; if ina&curdir next S0; out SXa1; present S20 if inc&curdir next S18; if ina&curdir next S0; out [SXa1, SXa2]; present S21 if inc&!curdir next S22; if ina&!curdir next S0; out SXa2; present S22 if inc&!curdir next S23; if ina&!curdir next S21; out [SXa2,SXc2]; present S23 if inc&!curdir next S12; if ina&!curdir next S22; out SXc2; }} SVTH :Trần Thị Tuyết Dung Lớp 06CLC GVHD :PGS.TS.Đoàn Quang Vinh Trang 96 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CM(stateA,SAa,SAb,SAc,curdirA,SAc2,SAc1,SAb2,SAb1,SAa2,SAa1); /* CM cho pha A */ CM(stateB,SBa,SBb,SBc,curdirB,SBc2,SBc1,SBb2,SBb1,SBa2,SBa1); /* CM cho pha B */ CM(stateC,SCa,SCb,SCc,curdirC,SCc2,SCc1,SCb2,SCb1,SCa2,SCa1); /* CM cho pha C */ Mô mạch lôgic WINSIM Kết mô thực logic bảng chọn Phần mềm WINSIM với WINCUPL giúp ta thực công việc Trách nhiệm người lập trình tạo tất tình xảy tổ hợp logic đầu vào Các tổ hợp test vectơ Ứng với test vectơ WINSIM cho biết tất tín hiệu đầu SVTH :Trần Thị Tuyết Dung Lớp 06CLC GVHD :PGS.TS.Đoàn Quang Vinh Trang 97 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Theo tính tốn dựa vào bảng trạng thái đóng ngắt Từ góc βi ,α0,ta tính thời gian biến điệu thuật toán d, d2, d3, d4 Và dùng MATLAP/SIMULINK so sánh d1, d2, d3, d4 với tính hiệu xung tam giác ta có tín hiệu xung giống mô với WINSIM Các hệ số điều biến lần lược d1, d2, d3, d4 : SVTH :Trần Thị Tuyết Dung Lớp 06CLC GVHD :PGS.TS.Đoàn Quang Vinh Trang 98 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KẾT LUẬN VÀ CÁC ĐỀ XUẤT Bản luận án đáp ứng nhu cầu cấp thiết nghiên cứu cấu trúc biến tần kiểu ma trận(Matrix Converter-MC) dựa công nghệ chế tạo van bán dẫn thiết bị xử lý tín hiệu số đại, cấu trúc gọn nhẹ, trao đổi lượng với lưới hai chiều, dịng đầu vào hình sin hệ số công suất điều chỉnh được, giảm thiểu ảnh hưởng xấu biến tần lưới điện, chứng minh đặc tính vượt trội khả ứng dụng thực tế loại biến tần Đề xuất hướng nghiên cứu -Đánh giá độ tin cậy MC biến đổi gắn liền với động cơ, nhiệt độ môi trường cao -Nghiên cứu MC cấu nâng hạ, cấu có qn tính lớn quạt gió hay cấu ly tâm, trình điều chỉnh diễn dễ dàng lượng trao đổi với lưới cách tự nhiên, điện tiết kiệm đáng kể -Hoàn thiện quy luật điều khiển chuyển mạch quy luật biến điệu với phạm vi công suất khác nhau, đặc biệt dải công suất lớn MC phát huy hết ưu điểm cấu trúc so với biến tần thông thường -Phát triển ứng dụng MC chuyển đổi tần số di động làm nguồn cho hệ thống tàu thủy, máy bay cập bến Dùng MC để kết nối nguồn phân tán tuabin gió, tuabin khí lưới điện Với kết cấu gọn nhẹ lượng trao đổi theo hai chiều MC làm cho yêu cầu máy phát hệ thống trở nên đỏn giản SVTH :Trần Thị Tuyết Dung Lớp 06CLC GVHD :PGS.TS.Đoàn Quang Vinh Trang 99 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KẾT LUẬN CHUNG Qua thời gian thực thiện đồ án tốt nghiệp, với đề tài “Ngiên cứu sử dụng FPGA điều khiển biến tần ma trận” giúp em hiểu rõ vấn đề lý thuyết thực tế liên quan đến đề tài nhằm củng cố thêm kiến thức học trường Được hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình thầy hướng dẫn Đồn Quang Vinh với nỗ lực thân, đến đồ án tương đối hoàn thành Trong đồ án đề cập đến vấn đề điện tử công suất biến tần Matrix Converter - Một biến tần trực tiếp AC/AC, có nhiều ưu so với biến tần kinh điển Tuy nhiên hạn chế thời gian thiết bị thực hành nên đề tài chưa hoàn thiện đầy đủ Chỉ dừng lại việc mô dùng Matlab/Simulink Tơi mong góp ý xây dựng sửa đổi thầy cô giáo bạn có quan tâm Xin trân trọng cảm ơn.! Sinh viên thực Trần Thị Tuyết Dung SVTH :Trần Thị Tuyết Dung Lớp 06CLC GVHD :PGS.TS.Đoàn Quang Vinh Trang 100 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG MATRIX CONVERTER CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN 1.1 KHÁI NIỆM VỀ MATRIX CONVERTER 1.1.1 Sự phát triển Matrix Converter 1.1.3 So sánh Matrix Converter loại biến tần có 1.1.4 Khó khăn xu hướng nghiên cứu a) Những khó khăn 1.2 KHOÁ CHIỀU TRONG MATRIX CONVERTER 1.2.1 Quá trình lượng Matrix Converter 1.2.2 Cấu trúc khoá chiều 1.3 VẤN ĐỀ BẢO VỆ MẠCH CÔNG SUẤT CHO MATRIX CONVERTER 14 1.3.1 Bộ lọc đầu vào LC 14 I.3.3 Mạch snubber 18 CHƯƠNG VẤN ĐỀ CHUYỂN MẠCH TRONG MATRIX CONVERTER 21 2.1 TỔNG QUÁT VỀ QUÁ TRÌNH CHUYỂN MẠCH 21 2.1.1 Chuyển mạch tự nhiên chuyển mạch cưỡng 21 2.1.2 Chuyển mạch cứng chuyển mạch mềm 21 2.2 CHUYỂN MẠCH DÒNG ĐIỆN TRONG MATRIX CONVERTER 23 2.2.1 Yêu cầu trình chuyển mạch 23 2.2.1 Các phương pháp chuyển mạch dòng điện 23 2.2.2 Phương pháp chuyển mạch semi-soft 24 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP TẠO ĐIỆN ÁP ĐẦU RA TRONG MATRIX CONVERTER 30 3.1 THUẬT TOÁN ĐIỀU BIẾN VENTURINI 30 3.1.1 Giới thiệu chung 30 3.1.2 Giải pháp điều biến Venturini 32 3.1.3 Kỹ thuật bù nhiễu điện áp lưới: 36 3.2 ĐIỀU BIẾN KHÔNG GIAN VECTOR GIÁN TIẾP (2 MẶT) 37 3.2.1 Khái quát phương pháp điều biến độ rộng xung không gian vector (SV - PWM) 37 3.2.2 Điều biến không gian vector gián tiếp 38 3.3 GIẢI THUẬT ĐIỀU BIẾN VECTƠ KHÔNG GIAN TRỰC TIẾP 48 CHƯƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH MATRIX CONVERTER 52 4.1 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN THUẬT TỐN MƠ PHỎNG 52 4.2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH MATRIX CONVERTER BẰNG MATLAB/ 52 SIMULINK 52 4.2.1 Thành lập phương trình sở cho việc xây dựng mơ hình MC thuật toán Venturini 52 4.2.2 Phân tích khối chức mơ hình 54 4.2.3 Xây dựng mơ hình MC thuật tốn điều biến vecto không gian trực tiêp 60 SVTH :Trần Thị Tuyết Dung Lớp 06CLC GVHD :PGS.TS.Đoàn Quang Vinh Trang 101 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VỚI TẢI RL 62 4.5 NHẬN XÉT KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 67 CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ FPGA VÀ QUY TRÌNH THIẾT KẾ CHO FPGA 68 5.1.GIỚI THIỆU VỀ FPGA 68 5.1.1 Khái niệm ứng dụng FPGA 68 5.1.2 Kiến trúc FPGA 69 5.1.2.1 Kiến trúc chung FPGA 69 5.1.2.2 So sánh cấu trúc nhỏ cấu trúc lớn 71 5.1.2.3 So sánh SDRAM Programming Anti-fuse programming 72 5.1.2.4.Cấu trúc FPGA Spartan 72 5.1.2.5 Trình tự thiết kế chip 73 5.2.QUY TRÌNH THIẾT KẾ CHO FPGA 76 5.2.1 YÊU CẦU CHUNG KHI THUYẾT KẾ CPLD/FPGA 76 5.2.1.1 Chọn vi mạch FPGA phù hợp 76 5.2.1.2.Chọn giải pháp cấu hình cho FPGA 76 5.2.1.3 Chọn công cụ phần mềm phù hợp 78 5.2.2 Lưu đồ thiết kế cho FPGA 79 5.2.3.Giới thiệu mạch phát triển XST 1000 hảng XESS 80 5.2.3.1 XSA-3S1000 80 5.2.3.2 XST-3.0 (XStend Board) 81 5.2.3.3 Giới thiệu hãng Xilinx công cụ lập trình: Hãng Xilinx 83 CHƯƠNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO BIẾN TẦN MA TRẬN 84 6.1.CẤU TRÚC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN MA TRẬN 84 6.1.1.Khâu tính tốn quy luật biến điệu 85 6.1.2.Khâu điều khiển logic 86 6.1.3.Lựa chọn tổ hợp van 86 6.1.4 Lôgic điều khiển trình chuyển mạch 87 6.2.CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CÁC KHĨA TRONG MC 90 6.2.1.Lập trình cho mạch điều khiển logic 90 6.2.1.Thực bảng chọn 90 6.2.2.Thực mạch điều khiển chuyển mạch 90 KẾT LUẬN VÀ CÁC ĐỀ XUẤT 99 SVTH :Trần Thị Tuyết Dung Lớp 06CLC GVHD :PGS.TS.Đoàn Quang Vinh Trang 102 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tài liệu tham khảo Tài liệu dùng cho thuật toán điều biến xây dượng mơ hình mơ phỏng: [1] Sedat Sunter, Huseyin Altun Jon C.Clare, “A control technique for compensating the effects of input voltage variation on matrix converter modulation algorithms” MELECON [2] H.Altun S.Sunter, “ Simulation and modeling of vector controled 3phase matrix converter indution motor drive ”, ELECO’01 [3] Sedat Sunter Jon C.Clare, ”feedforward indirect vector control of a matrix converter-fed indution motor drive” compel 19,4 [4] Sedat Sunter Jon C.Clare(1996), “A true four quadrent matrix converter indution motor drive with servo performance” PESC,Baveno [5] Y.Tatar,vaf S.Sunter “ Pspice modelling and simulation of a matrix converter-fed indution motordrive” Tài liệu dùng cho chương Chuyển mạch: [6] Cho, J.G vaf Cho, G.H.(1991), “ soft switched matrix converter for highfrequence direct AC/AC power conversion”, EPE Conf.Rec [7] Wheeler J.Clare(1998), “Intelligent commutation of matrix converter bi_directional switch cell using novel gate drive tecniques”,PESC’98 [8] Jochen Mahlein, Jorg Weigold Olaf Simon, “New concepts for Matrix converter design” IECON’01 Các tài liệu đọc thêm khác 16] Điện tử cơng suất, Nguyễn Bính, 1996, NXB Khoa học kỹ thuật, 1996 18] 19] 20] 21] 22] 23] Điều chỉnh tự động truyền động điện, Bùi Quốc Khánh, Phạm Quốc Hải, Nguyễn Văn Liễn, Dương Văn Nghi, NXB Khoa học kỹ thuật, 1996 Điều khiển tự động truyền động xoay chiều ba pha, Nguyễn Phùng Quang, NXB Giáo dục, 1996 Điều khiển số máy điện, Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công, Nguyễn Trung Sơn, Cao Văn Thành, NXB Khoa học kỹ thuật, 1999 Từ điển khoa học kỹ thuật điện, Đỗ Quang Đạt, Đỗ Gia Phan, NXB Khoa học kỹ thuật, 1999 Lý Thuyết điều khiển tự động, Phạm Công Ngô Khoa học kỹ thuật, 1996 Phân tích giải mạch điện tử cơng suất, Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi, NXB Khoa học kỹ thuật, 1997 SVTH :Trần Thị Tuyết Dung Lớp 06CLC GVHD :PGS.TS.Đoàn Quang Vinh Trang 103 ... giống khác Matrix Converter loại biến tần a) Matrix Converter biến tần trực tiếp - Matrix Converter thực chất biến tần trực tiếp nên có ưu, nhược điểm biến tần trực tiếp sau: + Nối trực tiếp lưới... tiếp AC-AC dùng truyền động thay đổi tốc độ động cảm ứng Một người đề xuất Gyugyi Pelly (năm 1976) nguyên tắc hoạt động biến tần trực tiếp sử dụng khố điều khiển chiều để nhận tần số đầu khơng bị... 0, < + Do dùng van chiều nên hoạt động góc phần tư mà khơng cần tác động vào phía đầu vào b) Matrix Converter biến tần gián tiếp - Một số ưu điểm biến tần gián tiếp ứng dụng cơng nghệ Matrix Converter