5. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ ĐỘ RỘNG XUNG KHƠNG BIẾN
6.3.4.4.Phương pháp điều chế độ rộng xung cải biến
(Modified PWM hoặc Switching Frequency Optimal PWM method- SFO-PWM)) Cĩ kỹ thuật thực hiện phương pháp điều chế độ rộng xung vừa trình bày. Điểm khác biệt là sĩng điều chế được cải biến. Theo đĩ, mỗi sĩng điều chế được cộng thêm tín hiệu thứ tự khơng (sĩng hài bội ba). Tồn tại nhiều khả năng tạo nên thành phần thứ tự khơng, Một trong các tín hiệu thứ tự khơng cĩ thể chọn bằng trị trung bình của giá trị tín hiệu lớn nhất trong 3 tín hiệu điều chế với tín hiệu nhỏ nhất trong 3 tín hiệu điều chế- phương pháp SFO-PWM.
Gọi Va*,Vb*,Vc* là các tín hiệu điều khiển của phương pháp điều chế PWM. Tín hiệu điều khiển theo phương pháp SFO-PWM vừa được mơ tả cĩ thể biểu diễn dưới dạng tốn học như sau:
Sơ đồ thực hiện tạo tín hiệu điều chế cải biến từ tín hiệu điều chế dạng sin được vẽ trên hình H5.39. Tín hiệu điện áp điều chế và điện áp ngõ ra bộ nghịch lưu được vẽ trên hình H5.40.
Trong quá trình kích dẫn, qui luật sau được tuân thủ:
Từ đĩ, chẳng hạn, trạng thái (200) cĩ nghĩa là: Sa1=Sa2=1; Sb3=Sb4=1;Sc3=Sc4=1.
Theo định nghĩa vector khơng gian, tương ứng 27 trạng thái kích dẫn linh kiện ta thu được 19 vị trí vector khơng gian của vector điện áp tạo thành, bao gồm 12 vector nằm trên đỉnh và trung điểm của hình lục giác lớn bao ngồi, 6 vector điện áp nằm trên 6 đỉnh của hình lục giác bên trong và vector khơng tại tâm của hình lục giác (hình H5.41). Đối với các vector nằm tại đỉnh của hình lục giác bên trong, tồn tại hai trạng thái kích dẫn khác nhau của linh kiện nhưng lại cĩ cùng chung vị trí vector khơng gian. Ngồi ra, tồn tại 3 trạng thái kích dẫn khác nhau cho cùng vị trí vector khơng.
Điều chế vector khơng gian của bộ nghịch lưu áp đa bậc:
Về nguyên lý, phương pháp điều chế vector khơng gian đối với bộ nghịch lưu áp đa bậc ược thực hiện tương tự như đối với bộ nghịch lưu áp hai bậc. Để tạo vector trung bình tương ương với một vector v cho trước, trước hết cần xét xem vector v nằm trong vị trí nào của nh lục giác (hexagon). Để thuận tiện, thơng thường diện tích hình lục giác được chia nhỏ ành các hình tam giác con. Ví dụ, gĩc phần sáu thứ nhất của hình lục giác giới hạn bởi ba vector v0, v 2 và v 6 được chia nhỏ thành các diện tích (1), (2),(3) và (4) như hình vẽ H5.42.
Vector v đang khảo sát cần điều khiển để đạt được cĩ vị trí nằm trên phần diện tích (2). Bước tiếp theo, ta xác định các vector khơng gian cần thiết- gọi là các vector cơ bản, cần sử dụng để tạo nên vector trung bình nằm trong diện tích (2). Rõ ràng, trường hợp này, các vector cơ bản tương ứng là v 1 , v 2 và v 3. Như vậy, vector tương đương với vector v cĩ thể thực hiện bằng cách điều khiển duy trì tác dụng theo trình tự vector v 1 trong thời gian T1, vector v 2 trong thời gian T2 và vector v 3 trong thời gian T3 theo hệ thức:
Vấn đề cịn lại là xác định thời gian tác dụng T1,T2 và T3 của các vector cơ bản. Nếu ta biết được vector v dưới dạng các thành phần vuơng gĩc Vα ,Vβ trong hệ tọa đođứng yên (stationary frame), quan hệ giữa các thành phần vector V β − α α ,Vβ với thời gian duy trì trạng thái vector v 1 , v 2 và v 3 cĩ thể biểu diễn dưới dạng ma trận sau:
Với V1 α ,V2 α ,V3 α ,V1 β ,V2 β ,V3 β là các thành phần theo trục tọa độ và α β của các vector trên hình lục giác v 1 , v 2 và v 3 Từ đĩ, thời gian được xác định (áp dụng ma trận ngược):
hay ở dạng thời gian tương đối: dj=Tj/Ts; j=1,2,3
Aùp dụng cụ thể vào 4 diện tích hình tam giác trong gĩc phần sáu thứ nhất của hình lục giác, chú ý đến vector cơ bản trong mỗi diện tích trên, ta thu được kết quả sau (xem hình H5.42):
Nếu vector nằm ở gĩc phần sáu thứ i so với gĩc phần sáu thứ nhất của hình lục giác tính từ vị trí trục thực α, ta cĩ thể qui đổi nĩ về gĩc phần sáu thứ nhất để xác định thời gian tác động của các vector cơ bản theo hệ thức:
Thực hiện kỹ thuật điều chế vector khơng gian cho bộ nghịch lưu áp ba bậc:
Giản đồ kích dẫn các linh kiện bộ nghịch lưu áp ba bậc được minh họa trên hình H5.43, áp dụng cho gĩc phần sáu thứ nhất của hình lục giác. Chú ý do trạng thái kích dẫn các linh kiện trên cùng nhánh pha tải cho bởi qui luật đối nghịch nên trên giản đồ chỉ cần trình bày trạng thái của Sx1 và Sx2, x=a,b,c. Từ giản đồ ta thấy các trạng thái kích dẫn tương ứng 3 vector cơ bản V 1 , V 3 và V 4 . Thời gian kích dẫn của các vector này cĩ thể suy ra từ biểu thức tính tốn T1,T2,T3 hoặc trên kỹ thuật điều chế độ rộng xung dựa vào sĩng mang như trên hình vẽ H5.43.
Ghi chú quan trọng:
* Trong mạch cĩ 2 mass, một mass điện và 1 mass máy. Sinh viên khi làm thực tập phải thật cẩn thận, tránh bị điện giật.