* Phân tích hoạt động bộ biến tần trực tiếp với quá trình chuyển mạch phụ thuộc điện áp nguồn xoay chiều
Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động.
a) b)
Hình 8.6
Bộ biến tần cĩ cấu tạo của bộ chỉnh lưu kép. Do đĩ, phân tích hoạt động và phương pháp điều khiển bộ biến tần giống như bộ chỉnh lưu kép. Điều khác biệt so với chức năng của bộ chỉnh lưu kép là bộ biến tần cĩ quá trình điện áp trên tải - tức điện áp chỉnh lưu đổi dấu một cách liên tục và tuần hồn.
Hình 8.8
Sơ đồ điều khiển bộ biến tần trực tiếp theo phương pháp điều khiển riêng được vẽ minh họa trên hình 8.8.b. Mạch logic liên quan đến các tín hiệu được mơ tả kèm theo bảng B5.
Bảng 8.1
Quá trình điện áp và dịng điện các phần tử mạch được vẽ trên hình 8.8. Theo đĩ, tồn tại một khoảng thời gian dịng tải bằng zero khi nĩ thực hiện đổi dâu từ dương sang âm và ngược lại.
Hình 8.9
Đồ thị điện áp và dịng điện tải cũng như đồ thị các dịng điện thành phần đi qua các bộ chỉnh lưu tia 3 xung trong trường hợp điều khiển đồng thời cac bộ chỉnh lưu được vẽ trên hình 8.8. Điện áp tải xoay chiều tạo thành cĩ thể phân tích thành sĩng hài cơ bản cĩ tần số bằng tần số yêu cầu của áp tải và các sĩng bậc cao với tần số phụ thuộc vào số xung điện áp chỉnh lưu.
Chất lượng điện áp và dịng điện tải được cải thiện rõ rệt với bộ chỉnh lưu nhiều xung, ví dụ trường hợp cycloconverter gồm các bộ chỉnh lưu cầu ba pha tạo nên cĩ dạng sĩng điện áp và dịng điện tải cho trên hình 8.9.
Quan hệ giữa điện áp điều khiển và điện áp tải:
Điện áp điều khiển cho mỗi tải nghịch lưu cĩ thể chọn dạng sin (hoặc dạng chữ nhật, dạng hình thang....). Điện áp điều khiển và sĩng hài cơ bản của áp tải cĩ tần số bằng nhau và biên độ tỉ lệ với nhau.
Ta giả thiết rằng, chu kỳ áp điều khiển lớn hơn nhiều so với chu kỳ áp chỉnh lưu (sử dụng bộ chỉnh lưu 24,38....xung ). Do dĩ, cĩ thể xem quá trình áp điều khiển khơng thay đổi trong chu kỳ đang xét, tương tự như vậy sĩng hài cơ bản điện áp của tải tạo thành cĩ độ lớn khơng đổi trong chu kỳ đang xét và bằng chính trị trung bình điện áp chỉnh lưu. Điều này cĩ nghĩa là trị tức thời của sĩng hài cơ bản của áp ra là trị
Gọi:
- ut(1) là sĩng hài cơ bản của điện áp tải - uđk là hàm sĩng điều khiển
- Ud0...trị trung bình điện áp chỉnh lưu khi gĩc điều khiển bằng 0 - UpM biên độ điện áp đồng bộ dạng răng cưa hoặc dạng cosin Ta cĩ:
Nếu áp điều khiển dạng sin cĩ biên độ là UđkM và tần số:
Điện áp tải cĩ sĩng hài cơ bản thay đổi theo hệ thức:
Với:
Khi sĩng điều khiển cĩ biên độ bằng biên độ sĩng răng cưa, sĩng hài cơ bản của áp tải cĩ biên độ bằng Ud0.