III. Điều chế 1 trạng thái triệt tiêu common mode
1. Mô tả phương pháp
2.3 Mô phỏng bộ nghịch lưu áp 11 bậc:
Điện áp điều khiển có tần số 50Hz, tỉ số điều chế m=0,866. Sóng mang tam giác PD 3000Hz.
Sóng xung vuông đưa vào khối hiệu chỉnh 1500Hz .
Sóng xung vuông điều khiển khối sampling and hold 3000Hz.
Các nguồn DC cân bằng có tổng điện áp 500V. Tải RL: R=5 , L=0.01H. Sử dụng các đồng hồ đo để thể hiện các quá trình điện áp và dòng điện.
Hình 3.62 Sóng điều khiển trước hiệu chỉnh (qua bộ sampling and hold)
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN VĂN NHỜ
Hình 3.64 Điện áp pha A-tâm nguồn DC và phổ của nó
Hình 3.65 Dòng điện 3 pha
Hình 3.67 Điện áp CM
Hình 3.68 Độ méo dạng áp là 0.236
Nhận xét:
Quá trình mô phỏng chứng tỏ điện áp common mode đã bị triệt tiêu hoàn toàn. Ơû bậc càng cao độ méo dạng và biên độ thành phần sóng hài bậc cao của dòng điện và điện áp càng giảm.
Không có chuyển mạch trong 1 chu kỳ đóng ngắt, qua đó làm giảm đáng kể số lần chuyển mạch trong 1 chu kỳ điện áp.
Các đáp ứng của phương pháp 3 trạng thái tốt hơn phương pháp 1 trạng thái (do phương pháp 1 trạng thái là phương pháp điều khiển gần đúng)
Phương pháp 1 trạng thái giảm tổn hao năng lượng hơn phương pháp 3 trạng thái do số lần đóng cắt ít hơn.
3.Mô phỏng bộ nghịch lưu áp đa bậc triệt tiêu common mode với hệ truyền động động cơ không đồng bộ
Khảo sát các đáp ứng dòng điện và moment khi áp dụng và hệ truyền động.
3.1Mô phỏng bộ nghịch lưu áp 5 bậc
Mạch mô phỏng như hình 3.45, trong đó ta thay tải RL bằng tải động cơ có thông số như sau: Thông số động cơ: Rs = 0.294Ω, Ls = 1.39mH, Rr = 0.159Ω, Lr = 0.74mH,
Lm = 41mH, P = 6, J = 0.1KgNm. Tải: J = 0.1KgNm, tốc độ = 900 vòng/phút.
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN VĂN NHỜ
Hình 3.69 Điện áp pha A tâm nguồn DC và dòng điện pha A
Hình 3.70 Phân tích Furiê điện áp pha A tâm nguồn DC và dòng điện pha A
Hình 3.71 Moment động cơ
1.1Mô phỏng bộ nghịch lưu áp 7 bậc
Mạch mô phỏng như hình 3.53, trong đó ta thay tải RL bằng tải động cơ có thông số như sau: Thông số động cơ: Rs = 0.294Ω, Ls = 1.39mH, Rr = 0.159Ω, Lr = 0.74mH,
Lm = 41mH, P = 6, J = 0.1KgNm. Tải: J = 0.1KgNm, tốc độ = 900 vòng/phút.
Hình 3.72 Điện áp pha A tâm nguồn DC và dòng điện pha A
Hình 3.73 Phân tích Furiê điện áp pha A tâm nguồn DC và dòng điện pha A
Hình 3.74 Moment động cơ
1.2Mô phỏng bộ nghịch lưu áp 11 bậc
Mạch mô phỏng như hình 3.61, trong đó ta thay tải RL bằng tải động cơ có thông số như sau: Thông số động cơ: Rs = 0.294Ω, Ls = 1.39mH, Rr = 0.159Ω, Lr = 0.74mH,
Lm = 41mH, P = 6, J = 0.1KgNm. Tải: J = 0.1KgNm, tốc độ = 900 vòng/phút.
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN VĂN NHỜ
Hình 3.75 Điện áp pha A tâm nguồn DC và dòng điện pha A
Hình 3.76 Phân tích Furiê điện áp pha A tâm nguồn DC và dòng điện pha A
KẾT LUẬN
Trong luận văn , ta tiến hành khảo sát bộ nghịch lưu áp đa bậc và qua đó đã thấy được các ưu và nhược điểm của nó. Việc tồn tại điện áp common mode trong hệ truyền động động cơ được cấp nguồn bởi bộ nghịch lưu đã gây ra nhiều vấn đề đáng quan tâm khi nó ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp. Luận văn đã trình bày 2 phương pháp triệt tiêu điện áp common mode đó là phương pháp điều chế 3 trạng thái và phương pháp điều chế 1 trạng thái. Mỗi phương pháp điều có các ưu nhược điểm riêng, tuỳ mục đích sử dụng mà ta chọn phương pháp nào.
Trong phương pháp điều chế 3 trạng thái, vectơ điện áp được điều chế được thực hiện qua 3 vectơ tại 3 đỉnh của tam giác. Trong 1 chu kỳ đóng ngắt, với giản đồ kích đóng xung thích hợp 3 vectơ này sẽ được tạo ra với các khoảng thời gian tương ứng để tạo thành vectơ điện áp mong muốn.
Để giảm số lần chuyển mạch trong 1 chu kỳ đóng ngắt, ta thực hiện phương pháp điều chế 1 trạng thái, phương pháp nầy chỉ tồn tại 1 trạng thái trong 1 chu kỳ đóng ngắt, không có chuyển mạch.
Qua quá triønh khảo sát bộ nghịch lưu đa bậc dùng 2 phương pháp trên ta thấy : Điện áp common mode đã bị triệt tiêu hoàn toàn.
Bộ nghịch lưu với bậc càng cao ta càng có đáp ứng áp, dòng tải càng nhuyễn và ít méo dạng hơn, với tần số sóng mang tăng thì sự méo dạng giảm tuy nhiên số lần chuyển mạch cũng tăng và gây tổn thất .
Biên độ sóng hài bậc cao giảm đối với bộ nghịch lưu bậc cao.
Các đáp ứng trong phương pháp 3 trạng thái tốt hơn trong phương pháp 1 trạng thái. Số lần chuyển mạch trong phương pháp 3 trạng thái (2 lần) nhiều hơn trong phương pháp 1 trạng thái (không có chuyển mạch).
Trong phương pháp trên, ta đã thực hiện triệt tiêu hoàn toàn điện áp common mode. Đây là ưu điểm lớn của các phương pháp này, nó giúp loại bỏ được các vấn đề do điện áp common mode gây ra và làm giảm được tổn hao do giảm số lần đóng ngắt trên linh kiện. Nhưng việc triệt tiêu điện áp commom mode cũng đã gây ra một số nhược điểm như:
Hài bậc cao của dòng điện và điện áp tăng lên. Dòng điện và điện áp bị méo dạng nhiều.
Phải dùng với bộ nghịch lưu áp bậc cao thì phương pháp mới phát huy được tính hiệu quả.
Bộ nghịch lưu áp đa bậc được sử dụng cho các ứng dụng công suất lớn và ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp. Vì vậy vấn đề giảm tổn hao là 1 vấn đề đáng quan tâm, phương pháp điều khiển triệt tiêu common mode và giảm số lần chuyển mạch là 2 cách giảm tổn hao hiệu quả, qua đó giảm được chi phí trong sản xuất.
Hướng phát triển của đề tài là tiếp tục phát triển để cải thiện chất lượng đáp ứng ngõ ra và tăng độ chính xác của các phương pháp. Tiếp tục nghiên cứu phương pháp điều chế 2 trạng thái có triệt tiêu common mode, đây là phương pháp điều chế mà vecto điều chế được tạo từ 2 vectơ trên cạnh gần nhất.