Tài liệu các kỹ thuật điều chế độ rộng xung pptx

Các Kỹ thuật điều chế độ rộng xung (PWM) GV: Ths. Hà Xuân Hòa - Bộ môn Thiết bị điện - Điện tử I. Bộ nghịch lưu nguồn áp - Voltage Source Inverter (VSI) A. VSI sáu bước (Six-Step) - điều chế 180 o B. VSI điều chế độ rộng xung (Pulse-Width Modulated) II. Các phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM Methods) A. Sine PWM B. Hysteresis (Bang-bang) C. Điều chế vectơ không gian (Space Vector PWM) III. Tài li ệ u đ ọ c thêm I. Bộ nghịch lưu nguồn áp (VSI) A. Six-Step VSI (1)  Bộ nghịch lưu nguồn áp ba pha điều chế sau bước H. 1 Bộ nghịch lưu nguồn áp ba pha. Động cơ xoay chiều I. Bộ nghịch lưu nguồn áp (VSI) A. Six-Step VSI (2) H. 2 Dạng sóng các tín hiệu điều khiển van, trình tự chuyển mạch và các điện áp pha của bộ nghịch lưu nguồn áp sáu bước.  Các tín hiệu điều khiển van, trình tự chuyển mạch và các điện áp pha so với trung tính một chiều N: I. Bộ nghịch lưu nguồn áp (VSI) A. Six-Step VSI (3) Trong đó, 561 có nghĩ ĩĩ ĩa là S 5 , S 6 và S 1 dẫn/mở/on H. 3 Sáu vectơ điện áp của bộ nghịch lưu áp sáu bước.  Trình tự chuyển mạch: 561 (V 1 ) → →→ → 612 (V 2 ) → →→ → 123 (V 3 ) → →→ → 234 (V 4 ) → →→ → 345 (V 5 ) → →→ → 456 (V 6 ) → →→ → 561 (V 1 ) I. Bộ nghịch lưu nguồn áp (VSI) A. Six-Step VSI (4) H. 4 Dạng sóng các điện áp pha và điện áp dây của bộ nghịch lưu nguồn áp điều chế sáu bước.  Các điện áp dây (V ab , V bc , V ca ) và các điện áp pha (V an , V bn , V cn )  V ab = V aN - V bN  V bc = V bN - V cN  V ca = V cN - V aN  Các điện áp dây  V an = 2/3V aN - 1/3V bN - 1/3V cN  Các điện áp pha  V bn = -1/3V aN + 2/3V bN - 1/3V cN  V cn = -1/3V aN - 1/3V bN + 2/3V cN I. Bộ nghịch lưu nguồn áp (VSI) A. Six-Step VSI (5)  Biên độ điện áp dây (V ab , V bc , V ca )  Thành phần tần số cơ bản - bậc 1 (V ab ) 1  Các thành phần tần số hài bậc h (V ab ) h : biên độ của các hài tỷ lệ nghịch với bậc của hài đó dcdc dc V78.0V 6 2 V4 2 3 ≈== ππ (rms))(V 1ab ab dc 0.78 V trong do, h 6n 1 (n 1, 2, 3, .) h = = ± = h (V ) (rms) I. Bộ nghịch lưu nguồn áp (VSI) A. Six-Step VSI (6)  Đặc điểm của VSI điều chế sáu bước:  Dạng sóng điện áp pha thể hiện rõ “sáu bước”; vì vậy gọi là điều chế sáu bước.  Không có các hài bậc ba và bội số bậc ba của điện áp pha và dây và tương tự với các dòng điện hài bậc ba và bội bậc ba.  Điện áp ra của bộ nghịch lưu ba này chỉ có thể điều khiển bằng cách thay đổi điện áp một chiều đầu vào “DC-link” (V dc )  Mỗi van trong VSI dẫn liên tục trong 180 o ; vì vậy cũ ũũ ũng gọi là điều chế 180 o . I. Bộ nghịch lưu nguồn áp (VSI) B. VSI điều chế độ rộng xung PWM (1)  Mục đích áp dụng PWM  Nhược điểm khi áp dụng PWM  Tăng tổn thất chuyển mạch do tần số chuyển mạch PWM lớn  Giảm điện áp đầu ra  Phát EMI do nó tạo ra các hài bậc cao  Điều khiển điện áp đầu ra bộ nghịch lưu  Giảm các hài I. Bộ nghịch lưu nguồn áp (VSI) B. VSI điều chế độ rộng xung PWM (2)  Điều biến độ rộng xung (PWM) H. 5 Điều biến độ rộng xung. Điện thế điểm A (pha A) I. Bộ nghịch lưu nguồn áp (VSI) B. VSI điều chế độ rộng xung PWM (3)  Điện áp đầu ra bộ nghịch lưu  Khi v control > v tri , V A0 = V dc /2  Khi v control < v tri , V A0 = -V dc /2 0 1 ( ) / 2 control A tri dc v peak of V m v V = =  Chỉ số điều biến (m)  Điều khiển điện áp đầu ra bộ nghịch lưu  Biên độ của điện áp ra được điều khiển bằng biên độ của sóng điều khiển v control  Tần số cơ bản được điều khiển bằng tần số của sóng điều khiển v control  Tần số PWM bằng tần số của sóng mang v tri Trong đó, (V A0 ) 1 là thành phần tần số cơ bản của (VA0) [...]... stato αβ : αβ) c nh αβ mà các thành ph n c a nó th hi n các thành ph n c a vectơ không gian là t ng c a i n áp ba pha Các vectơ (V1 → V6) chia m t ph ng thành sáu ph n - sector (m i sector: 60 Vref ư c t o ra b ng cách k t h p hai vectơ tích c c và hai vectơ zero ) II Các phương pháp i u ch r ng xung PWM C Phương pháp i u ch vectơ không gian SVM (6) Các vectơ chuy n m ch cơ s và các góc Sector 6 vectơ... gi a các b i u khi n hysterisis c a các pha, nên không có m t chi n lư c cho vi c t o các vectơ zero Do ó, t n s chuy n m ch tăng lên khi i u khi n v i ch s i u bi n th p i n áp ra s ch a các hài v i t n s không ph i là b i c a t n s cơ b n (subharmonic components) II Các phương pháp i u ch r ng xung PWM C Phương pháp i u ch vectơ không gian SVM (1) i n áp ra c a b ngh ch lưu ba pha (1) Trong ó, các. .. c a b ngh ch lưu ba pha (1) Trong ó, các transistors nhóm trên: S1, S3, S5 các transistors nhóm dư i: S4, S6, S2 các vector bi n chuy n m nh: a, b, c H 10 B ngh ch lưu ba pha II Các phương pháp i u ch r ng xung PWM C Phương pháp i u ch vectơ không gian SVM (2) i n áp ra c a b ngh ch lưu ba pha (2) Các transistor t S1 n S6 là các transistor công su t chuy n m nh t o i n áp ra Khi m t transistor nhóm... n áp: SVM = 2/√3 ≈ 1,15 l n so v i “Sine PWM” √ II Các phương pháp i u ch r ng xung PWM C Phương pháp i u ch vectơ không gian SVM (9) Các bư c th c hi n phương pháp SVM Bư c 1 Xác nh Vα, Vβ, Vref, và góc (θ) θ Bư c 2 Xác nh các kho ng th i gian T1, T2, T0 Bư c 3 Xác nh th i gian chuy n m ch c a m i transistor (S1 → S6) II Các phương pháp i u ch r ng xung PWM C Phương pháp i u ch vectơ không gian SVM... II Các phương pháp i u ch r ng xung PWM C Phương pháp i u ch vectơ không gian SVM (14) Bư c 3 Xác nh th i gian chuy n m ch c a m i transistor (S1 → S6) (1) (a) Sector 1 H 15 M u xung chuy n m ch (b) Sector 2 m i sector II Các phương pháp i u ch r ng xung PWM C Phương pháp i u ch vectơ không gian SVM (15) Bư c 3 Xác nh th i gian chuy n m ch c a m i transistor (S1 → S6) (2) (c) Sector 3 H 15 M u xung. ..II Các phương pháp i u ch A r ng xung PWM i u bi n PWM hình sin (Sine PWM) (1) B ngh ch lưu ba pha H 6 B ngh ch lưu ba pha II Các phương pháp i u ch r ng xung PWM A Sine PWM (2) Các d ng sóng PWM ba pha vtri vcontrol_B vcontrol_A vcontrol_C T n s c a vtri và vcontrol Trong ó, fs = t n s PWM... (6) Các vectơ chuy n m ch cơ s và các góc Sector 6 vectơ tích c c (V1,V2, V3, V4, V5, V6) Các tr c c a hình l c giác i n áp m t chi u u vào “DC link” ư c ưa t i t i M i sector (1 → 6): 60 2 vectơ zero (V0, V7) g ch t a Không có i n áp ư c ưa t i t i H 11 Các vectơ cơ s và các sector II Các phương pháp i u ch r ng xung PWM C Phương pháp i u ch vectơ không gian SVM (7) So sánh gi a phương pháp “Sine PWM”... nguyên l n u mf không ph i là s nguyên thì i n áp ra có th có các hài v i t n s không ph i là b i c a t n s cơ b n (subhamonics) n u mf không ph i s l thì thành ph n m t chi u và có th c các hài b c ch n cũng t n t i ũ i n áp u ra mf nên là b i c a 3 i v i b ngh ch lưu PWM ba pha Hài b i l c a 3 và các hài ch n s b kh II Các phương pháp i u ch r ng xung PWM B Hysteresis (Bang-bang) PWM (1) B VSI ba pha áp...   = Van + 2 V ref = Vα + Vβ θ = tan −1 ( H 13 Vectơ không gian và các thành ph n c a nó (α,β) αβ Vβ Vα 2 ) = ω s t = 2 πf s t II Các phương pháp i u ch r ng xung PWM C Phương pháp i u ch vectơ không gian SVM (11) Bư c 2 Xác nh T1, T2, T0 (1) H 14 Vectơ t b ng t ng c a hai vectơ li n k trong sector 1 II Các phương pháp i u ch r ng xung PWM C Phương pháp i u ch vectơ không gian SVM (12) Bư c 2 Xác... Trong ó, [a b c]t là vectơ bi n chuy n m ch II Các phương pháp i u ch r ng xung PWM C Phương pháp i u ch vectơ không gian SVM (3) i n áp ra c a b ngh ch lưu ba pha (3) Tám vectơ i n áp c a b ngh ch lưu (t V0 t i V7) II Các phương pháp i u ch r ng xung PWM C Phương pháp i u ch vectơ không gian SVM (4) i n áp ra c a b ngh ch lưu ba pha (4) Tám kh năng k t h p, các i n áp pha và i n áp dây Vectơ i n áp Vectơ . II. Các phương pháp điều chế độ rộng xung PWM A. Sine PWM (2) II. Các phương pháp điều chế độ rộng xung PWM A. Sine PWM (3)  Tỷ số điều biến biên độ (m. VSI sáu bước (Six-Step) - điều chế 180 o B. VSI điều chế độ rộng xung (Pulse-Width Modulated) II. Các phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM Methods) A. Sine