* Nguyên lý cơ bản: Giản đồ kích đóng các công tắc đ−ợc xác định trên cơ sở so sánh dòng điện yêu cầu của tải và dòng điện thực tế đo đ−ợc (hình 2.21).
iyc iht + − S lẻ S chẵn
Hình 2.21: Điều khiển PWM dòng điện
Trong thực tế, điều khiển dòng điện có thể thực hiện theo kỹ thuật dùng mạch kích trễ (hysteresis current control) hoặc dùng khâu hiệu chỉnh dòng điện (ramp comparision current control). Các cấu trúc điều khiển đòi hỏi thông tin về các dòng điện thực tế. Điều này có thể xác định bằng ba cảm biến dòng hoặc xác định hai dòng điện pha qua hai cảm biến dòng và dòng điện thứ ba xác định theo điều kiện dòng cân bằng.
* Ph−ơng pháp dùng mạch tạo trễ (hysteresis current control)
Trên hình 2.22a trình bày cấu trúc mạch điều khiển bộ nghịch l−u áp theo dòng điện, sử dụng mạch kích trễ, quá trình dòng điện và giản đồ kích đóng linh kiện t−ơng ứng đ−ợc vẽ trên hình 2.22c. Dòng điện pha tải sẽ đ−ợc điều khiển theo dòng điện yêu cầu với độ sai biệt cho phép thiết lập trong mạch trễ. Ưu điểm của mạch
LXII
điều chỉnh dòng điện dùng mạch trễ là đáp ứng quá độ nhanh và có thể thực hiện dễ dàng. Tuy nhiên, nh−ợc điểm của nó là sai số trong quá độ có thể đạt giá trị lớn và tần số đóng ngắt thay đổi nhiều (xem giản đồ xung kích S1- hình 2.22c). Sai số dòng điện cực đại có thể đạt hai lần giá trị sai số cho bởi mạch trễ. Các nh−ợc điểm vừa nêu làm cho khả năng ứng dụng của ph−ơng pháp bị hạn chế đối với các tải công suất lớn.
a) b)
Hình 2.22a,b: Cấu trúc mạch điều khiển bộ nghịch l−u áp theo dòng điện
* Ph−ơng pháp điều khiển dòng điện sử dụng hiệu chỉnh PI (ramp comparison current control): thực hiện đóng ngắt các công tắc với tần số cố định. Trên hình 2.22b, mô tả nguyên lý điều khiển dòng trong hệ tọa độ đứng yên (stationary frame) độ sai biệt giữa tín hiệu dòng đặt iyc và tín hiệu dòng điện đo đ−ợc tác động lên khâu hiệu chỉnh dòng điện. Tín hiệu áp điều khiển ở ngõ ra của nó đ−ợc so sánh với tín hiệu sóng mang tần số cao, và từ đó tác động lên xung kích cho các công tắc. Do sử dụng mạch điều chế với sóng mang có tần số không đổi nên ph−ơng pháp đã loại bỏ một số khuyết điểm của ph−ơng pháp điều khiển dùng mạch trễ. Tuy nhiên ở xác lập, luôn tồn tại sai biệt dòng điện và sự chậm pha của đáp ứng so với tín hiệu đặt vì
LXIII
khâu hiệu chỉnh PI không thể theo kịp một cách chính xác các đại l−ợng xoay chiều biến thiên theo hình sin, đặc biệt ở tần số cao (hình 2.22d).
c) d)
Hình 2.22c,d: Cấu trúc mạch điều khiển bộ nghịch l−u áp theo dòng điện Nh−ợc điểm của hai dạng mạch điều khiển dòng điện trên là không có phối hợp giữa các quá trình điều khiển dòng điện của các pha. Do đó, không có khả năng điều khiển vector không Vuur0
và tổn hao do đóng ngắt lớn khi chỉ số điều chế thấp. Điều này dẫn đến việc phát triển các ph−ơng pháp điều khiển vector dòng điện đ−ợc trình bày ở phần tiếp theo. Bộ nghịch l−u áp điều khiển theo dòng điện, còn đ−ợc gọi là bộ nghịch l−u dòng điện nguồn điện áp, đ−ợc ứng dụng trong điều khiển truyền động điện xoay chiều, điều khiển hệ bù công suất phản kháng hoặc làm nguồn cung cấp cho tải với hệ số công suất cao.