DTC (hay classical DTC)
Vector ựiện áp theo ptrình (1.14) ta có
+ ồ+ ồ = (t)ej120 usc(t)ej240 sb u ) t ( sa u 3 2 ) t ( s u
Trong ựó usa , usb , usc là các giá trị tức thời của ựiện áp các phạ Khi các cuộn dây ựược nuôi bởi một bộ biến tần nguồn áp thì ua, ub, uc, ựược xác ựịnh từ trạng
(3.6)
q
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 50 thái của các mạch Sa, Sb, Sc, Theo ựó ua ựược nối với Udc nếu Sa có giá trị 1, ngược lại ua ựược nối ựất- tương tự ựối với ub, uc.
Do vậy ta sẽ có 6 vector ựiện áp khác không V1(100),V2(110), V3(010), V4(011), V5(001), V6(101) và hai vector không V7(0,0,0) và V8(0,0,0) Sáu vector ựiện áp khác không lệnh nhau 600 và chúng biểu diễn trên hình. Tám vector ựiện áp có thể ựược biểu diễn theo công thức:
+ ồ+ ồ = ej120 Scej240 b S a S Udc 3 2 ) c S , b S , a S ( s U Hình 3.2 Bộ nghịch lưu nguồn áp PWM (3.7)
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 51
Hình 3.3: Trạng thái ựóng cắt của bộ nghịch lưu nguồn áp
Trong biến tần DTC, tại từng chu kỳ cắt mẫu, vector chuyển mạch ựược chọn trên cơ sở giữ sai số từ thông stator trong dải dung sai (hoặc dải trễ), và giữ sai số mô men trong dải trễ.
Giả thiết rằng ựộ rộng của dải trễ là 2∆ψs và 2∆te (hệ số 2 xuất hiện ở biểu thức từ khi giả thiết từ thông stator, giá trị giới hạn trên là giá trị trên giá trị ựặt thêm ∆ψs , và giá trị giới hạn dưới là giá trị dưới giá trị ựặt bằng ∆ψs, do vậy ựộ rộng của dải trễ từ thông là 2∆ψs).
Nếu vector không gian từ thông stator nằm trong sector thứ k, với k=1,2...,6, biên ựộ của vector từ thông stator có thể ựược tăng bằng cách dùng vector chuyển mạch
1 k 1 k
k,u ,u
u + − ; tuy nhiên biên ựộ có thể giảm bằng cách chọn uk+2,uk−2,uk+3. Có thể thấy ựược chọn vector chuyển mạch tác ựộng ựến mô men ựiện từ tức thì. Tốc ựộ của vector từ thông stator bằng không nếu vector chuyển mạch không ựược chọn và có thể thay ựổi tốc ựộ này bằng cách thay ựổi tỉ lệ ựầu ra giữa ựiện áp không và ựiện áp khác không. điều chú ý quan trọng là khoảng thời gian của trạng thái ựiện áp không có ảnh hưởng trực tiếp ựến dao ựộng của mô men ựiện từ.
U0
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 52 Bảng 3.1. Bảng chọn chung cho phương pháp ựiều khiển trực tiếp momen,
ỘkỢ là thứ tự sector.
Vector ựiện áp chuẩn Tăng Giảm Từ thông stator Vk, Vk+1, Vk-1 Vk+2, Vk-2, Vk+3
Momen Vk+1, Vk+2 Vk-1, Vk-2
Vector không gian từ thông stator trên cơ sở tắch hợp vector không gian ựiện áp stator và vector không gian từ thông stator sẽ di chuyển theo hướng của vector không gian ựiện áp stator ngay sau khi ựiện áp ựược chọn.
Nếu cần giảm mô dul của vector từ thông stator có thể ựược ựiều khiển bằng cách chọn vector ựiện áp chuyển mạch, vector từ thông stator sẽ hướng tới trung tâm của rotor, nếu cần tăng mô ựun vector từ thông stator, vector từ thông stator ựược ựiều khiển bằng cách chọn vector ựiện áp, vector từ thông stator sẽ hướng ra ngoài từ trung tâm của rotor
Mục tiêu của phương pháp là giữ môdul từ thông stator trong dải trễ ( ựược biểu diễn trên hai ựường tròn), ựộ rộng là là 2∆ψs.
Quỹ ựạo của vector không gian từ thông ựược chia thành nhiều sector, và do bởi bộ nghịch lư cầu 3 pha, số lượng sector nhỏ nhất cần thiết là 6
Giả thiết rằng vector không gian stator ban ựầu ở vị trắ P0 và ở trong sector1. Giả thiết vector từ thông stator quay theo chiều ngược chiều kim ựồng hồ, với vị trắ P0, từ vector từ thông stator nằm ở vị trắ giới hạn trên (∆ψsref +∆ψs) nên từ thông cần ựược giảm. điều này có thể ựạt ựược bằng cách chọn vector ựiện áp chuyển mạch phù hợp, vector chuyển mạch u3. Sector 5 α(5) Sector 6 α(6) Sector 2 α(2) Sector 3 α(3) Sector 4 α(4) Sector 1α(1) α 2∆ρψ3 2 P 0 P 3 a 1 P 4 a ψ ψ +∆ψ β Sector 8 Sector
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 53 Do vậy vector không gian stator sẽ di chuyển nhanh từ ựiểm P0 tới ựiểm P1, và ta quan sát ựiểm P1 nằm trong sector 2.
Như ựã ựề cập ở phần trên, có 6 sector ựộ rộng 60o (do bởi bộ nghịch lưu cầu ba pha). Quan sát ựiểm P1 nằm ở giới hạn trên. Với cách khác, việc ta chú ý ựến vector từ thông di chuyển theo chiều kim ựồng hồ từ Po, thì vector chuyển mạch
5
u sẽ ựược chọn, khi chọn u5 thì chiều quay theo kim ựồng hồ và từ thông stator giảm. Từ ựiểm P1, vector từ thông stator một lần nữa vươn tới giới hạn trên, từ thông cần phải giảm khi nó quay theo ngược chiều kim ựồng hồ, chắnh vì vậy vector
4
u phải ựược chọn và sau ựó ψs di chuyển từ ựiểm P1 tới P2 trong sector 2.
điều chú ý nếu thắ dụ tại ựiểm P1 cần tốc ựộ quay theo kim ựồng hồ nhanh, sau ựó ta xem xét chiều quay nhanh nhất có thể ựạt ựược bằng cách chọn vector chuyển mạch u6.
Mặt khác, nếu tại ựiểm P1 chiều quay của vector từ thông stator phải dừng, sau ựó vector chuyển mạch không phải ựược chọn, một là u7 hoặc u8 có thể ựược chọn. Tuy nhiên, từ khi chu kỳ trên diễn ra ựầu tiên ựược biểu diễn trên hình bằng cách chọn vector chuyển mạch u3 =u3(010), có nghĩa là khoá chuyển mạch ựầu tiên ựược nối với phần âm (-Udc), khoá chuyển mạch thứ hai ựược nối với phần dương (+Udc), khoá chuyển mạch thứ ba ựược nối với phần âm (-Udc) . Do ựó ựể cực tiểu số lần chuyển mạch U0 (000) ựược chọn (nghĩa là chỉ cần khóa chuyển mạch thứ 2 (1 -> 0)
Hình 3.6 Vị trắ từ thông stator, và chọn các vectơ ựiện áp chuyển mạch tối ưụ FI : tăng từ thông; FD: giảm từ thông; TI tăng mômen; TD: giảm mômen
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 54 Ta thấy: chỉ dừng chiều quay của vectơ từ thông Stator tương ựương trong trường hợp khi mômen ựiện từ không phải thay ựổi (Te thực = Te ref ). Khi mômen cần thay ựổi thì vectơ từ thông Stator phải quay theo chiều tương ứng.