Mạch động lực của biến tần :
Hình 3.7 :Sơ đồ động lực điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha rô to lồng sóc bằng biến tần
+ Khâu (I) là khâu chỉnh lưu không điều khiển cầu 3 pha biến đổi nguồn xoay chiều thành nguồn một chiều cung cấp cho nghịch lưu.
+ Khâu (II) là khâu trung gian (bộ lọc) giữ cho E= Const.
+ khâu (III) là khâu nghịch lưu biến đổi nguồn một chiều thành nguồn xoay chiều cung cấp cho động cơ.
Hình 3.8 cho ta thấy sơ đồ nguyên lý của động cơ xoay chiều ba pha nuôi bởi biến tần dùng van bán dẫn. Thông thường các đôi van được vi xử lý/ vi tính điều khiển sao cho điện áp xoay chiều ba pha với biên độ cho trước được đặt lên ba cực của động cơ đúng theo yêu cầu. Biến tần được nuôi bởi điện áp một chiều Umc. Biến tần được đề cập trong đề tài này hoạt động theo kiểu cắt xung với tần số cao, các van bán dẫn ở đây chủ yếu dùng Transistor ( IGBT, MOSFET).
Sơ đồ điều khiển biến tần:
Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1 65
D1 D2 D4 T1 T3 D3 T5 D5 D1 D1 T4 D1 T6 D6 T2 D2 220V L C
(I) (II) (III)
Hình 3.8 :Sơ đồ nguyên lý của động cơ không đồng bộ ba pha nuôi bởi biến tần nguồn áp được điều khiển theo phương pháp điều chế vector không gian
Mỗi pha của động cơ có thể nhận một trong hai trạng thái: 1 (nối với cực dương của Umc) hoặc 0 (nối với cực âm của Umc ). Do có ba pha (ba cặp van bán dẫn nên sẽ tồn tại 23 = 8 khả năng nối các pha của động cơ với Umc như trong bảng sau :
Bảng 1: Các khả năng nối pha động cơ với Umc :
Cuộn dây pha 0 1 2 3 4 5 6 7
Pha u 0 1 1 0 0 0 1 1
Pha v 0 0 1 1 1 0 0 1
Pha w 0 0 0 0 1 1 1 1
Xét một trong tám khả năng đó, ví dụ khả năng thứ tự của bảng 1 với sơ đồ nối trong hình 3.9a. Ta dễ dàng tính được điện áp rơi trên từng cuộn dây pha u,v hoặc w. Bố trí hình học của ba cuộn dây pha trên mặt phẳng, ta thấy rằng tổ hợp thứ 4 đó tương đương với trường hợp ta áp đặt lên ba cụôn dây pha vactor điện áp Us với modul 2Umc/3 như trong hình 3.9b. Để tìm điên áp thực sự rơi trên từng pha ta chỉ việc tìm hình chiếu của vector Us lên trục của cuộn dây.
Error: Reference source not found
Hình 3.9 a) Sơ đồ nối ba cuộn dây pha theo khả năng thứ 4 của bảng 1 Hình 3.9 b) Vector không gian ứng với khả năng thứ 4 của bảng 1
Tương tự khả năng thứ tự, ta dể dàng xây dựng được vector điện áp tương ứng cho tất cả các trường hợp còn lại . Các vector chuẩn đó được đánh số u0, u1...,u7 hệ số thứ tự của bảng. Ở đây có hai trường hợp đặc biệt:
u0 cả ba cuộn dây pha nối với cực âm u7 cả ba cuộn dây pha nối với cực dương.
Của Umc. Hai vector này có modul bằng 0 và giữ một ý nghĩa rất quan trọng sau này.
Sinh viên :Nguyễn Khả Hoan –Phạm Trung Thành-Lớp ĐKTĐ1 66
S2 S1 U3 U2 U4 S6 S4 S3 Q1 Q 2 Q 3 Q4
Hình 3.10 :Tám vector chuẩn do ba cặp van bán dẩn của biến tần tạo nên Q1....Q4: các góc phần tư ; S1...S6: các góc phần sáu
Hình 3.10 cho ta thấy vị trí của từng vector chuẩn trong hệ tọa độ ab, modul của từng vector luôn có giá trị 2Umc/3. Ngoài quy ước thông thường về các góc phần tư Q1-
...Q4 phân chia bởi hai trục của hệ tọa độ, các vector chuẩn chia toàn bộ không gian thành các góc phần sáu S1....S6. Chỉ bằng tám vector chuẩn hóa của hình 3.9 , ta phải tạo nên điện áp stator với biên độ góc pha bất kỳ mà khâu điều chế dòng sau này yêu cầu.