Mạch nghịch lưu dòng điện được cấp từ một nguồn điện không đổi. Nguồn dòng điện không đổi được tạo ra bằng một nguồn chỉnh lưu có điều khiển có mạch vòng điều chỉnh dòng điện cấu trúc PI, một cuộn kháng lọc một chiều có trị số lớn để san phẳng dòng điện. Sơ đổ mạch nghịch lưu dòng điện điển hình sử dụng các van điều khiển hoàn toàn nhưở hình 1-14. Sơđồ nối dây khi chuyển mạch và dạng dòng điện các pha được trình bày trên hình 1-15. Dòng điện cung cấp cho động cơ có dạng xung chữ nhật không đổi, nên sụt áp trên điện cảm tản stato bằng không và sụt áp trên điện trở stato không đổi. Do đó điện áp xung trên các cực động cơ được tạo bởi tải, không phải bởi mạch nghịch lưu.
21
Trong thực tế mạch nghịch lưu dòng điện thường sử dụng các tranzitor điều khiển không hoàn toàn có nguyên lý như hình 1.16. Dây quấn 3 pha động cơ phân bố đối xứng, nên điện áp động cơ có dạng gần hình sin. Một cách lý tưởng, dạng dòng điện là các xung chữ nhật có biên độ không đổi. Nhưng thực tế, dòng điện động cơ không thể thay đổi tức thời, trong thời gian quá độ chuyển mạch, dòng điện sẽ chuyển từ tranzitor của pha này sang pha khác.
22
Hình 1.15: Sơđồ nối dây chuyển mạch và dạng dòng điện các pha Trên hình 1.17 là các đặc tính momen - tốc độ động cơ khi cung cấp từ biến tần nguồn áp và biến tần nguồn dòng. Trên các đặc tính đó, ta quan tâm đến 2 điểm thuộc vùng đặc tính cơ có độ cứng âm là điểm làm việc ổn định và điểm làm việc trên cùng có đặc tính dương là điểm làm việc không ổn định. Một số kết quả nghiên cứu cho thấy rằng động cơ làm việc lâu dài tại điểm
23
làm việc ổn định sẽ không thích hợp vì giá trị từ thông làm việc khá lớn, mạch từđộng cơ sẽ bão hòa, dòng từ hóa là tổn hao sẽ tăng.
Ở điểm làm việc không ổn định, từ thông động cơ gần bằng định mức và tổn hao từ hóa sẽ không lớn. Đó là giao điểm của hai đường đặc tính cơ ứng với điện áp định mức và dòng điện định mức. Tuy nhiên động cơ được cung cấp từ biến tần nguồn dòng không thể làm việc ổn định tại thời điểm ở vùng có độ cứng dương. Hình 1.17: Đặc tính cơ động cơở biến tần nguồn áp và nguồn dòng Biến tần nghịch lưu dòng điện có một số ưu điểm quan trọng so với biến tần nghịch lưu điện áp: ~ U1, f ~U 2 f2 T1 T3 T5 T4 T6 T2 Rb T7 Hình 1.16 Sơđồ nguyên lý mạch nghịch lưu dòng điện tranzitor
24
- Khi khả năng vượt qua được các sự cố chuyển mạch và tự phục hồi về trạng thái làm việc bình thường.
- Khi khả năng thực hiện hãm tái sinh trả năng lượng về lưới bằng đảo dấu cực tính điện áp một chiều trong khi chiều dòng điện không đổi chiều. Vì vậy không yêu cầu nối thêm một bộ chỉnh lưu ngược như biến tần nguồn áp. Sự làm việc của động cơ khi độ trượt âm sẽ tự động điều khiển đảo dấu điện áp một chiều vì dòng điện một chiều là biến được điều khiển. Do đó năng lượng được tự động tái sinh trả về lưới điện. Nhược điểm của hệ truyền động biến tần nghịch lưu dòng điện là không thể làm việc được ở chếđộ không tải. Kích thước và giá thành của các tụ điện chuyển mạch và điện cảm lọc một chiều khá lớn. Các tụ điện chuyển mạch có trị số lớn cần thiết để thu nhận năng lượng phản kháng của điện cảm tản dây quấn stato khi chuyển mạch. Để đảm bảo mức trao đổi năng lượng phản kháng tối thiểu, động cơ được thiết kế sao cho điện cảm tản nhỏ nhất. Tuy nhiên đó sẽ mâu thuẫn với tiêu chuẩn thiết kế động cơ kinh điển về khía cạnh các thông sốđịnh mức.
1.5. BỘ ĐIỂU CHỈNH DÒNG ĐIỆN CHO CÁC HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BIẾN TẦN - ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỔNG BỘ