Sơ đồ bộ biến đổi dùng IGBT

Sơ đồ tương đương của hệ thống bao gồm bộ biến đổi IGBT (bộ biến đổi DCDC) để tạo ra điện áp kích từ Uktmf cho máy phát. Cuộn dây kích từ được mơ tả bằng các phần tử điện trở Rktmf và điện cảm Lktmf. Từ thơng của dịng điện trong cuộn dây kích từ sẽ cảm ứng lên stator máy phát một sức điện động Emf. Trên sơ đồ tương đương Hình 2.2, bộ biến đổi điện áp một chiều IGBT có thể được coi như một khâu quán tính với hằng số thời gian trễ bằng thời gian đáp ứng của mạch điện tử cơng suất. Hàm truyền đạt của bộ biến đổi sẽ có dạng: Wbd (s)  Kktmf Tktmf s  1 (2. 1)

Kktmf là hệ số khuếch đại của bộ biến đổi điện áp một chiều, được xác định bởi tỉ số giữa điện áp định mức kích từ Uđmktmf và điện áp điều khiển kích từ Udkkt:

Kktmf  Kf Uđmktmf

U (2. 2)

đkđm

Hệ số truyền động của mạch kích từ

Uđmktmf: Điện áp định mức cuộn dây kích từ máy phát; Uđkkt: Điện áp điều khiển định mức; Kf: Hệ số khuếch đại bộ biến đổi; Tktmf = Tdt = 0,01s: Hằng số thời gian của mạch

kích từ và từ thông tương ứng trên máy phát. Dựa vào sơ đồ tương đương trên, phương trình cân bằng dịng điện trên mạch kích từ của máy phát được biểu diễn như sau

u  R i 

L diktmf (2. 3)

ktmf ktmf ktmf ktmf

dt

Thực hiện biến đổi Laplace với biểu thức (2.3) ta được uktmf (s)  iktmf (s)[Rktmf

Trong đó:

 sLktmf ] (2. 4)

Rktmf là điện trở kích từ máy phát; Lktmf là điện trở kháng kích từ máy phát Sức điện động cảm ứng trên stator động cơ được xác định theo

emf  Kmf mf (2.5)

thì:

Nếu coi máy phát làm việc ở vùng tuyến tính với tốc độ mf là không đổi

emf

 Kmf mf  Kmf iktmf (2. 6)

Từ (2.4) và (2.6) ta có hàm truyền đạt của máy phát được xác định bởi: W (s). Iktmf (s).Emf (s)

 Kmf 

mf

U (s).I (s) R  s.L T s  1 (2. 7)

ktmf ktmf ktmf ktmf mf

Trong đó Tktmf là hằng số thời gian của mạch kích từ máy phát được xác định bởi: Tktmf  Lktmf R (2. 8) ktmf Rktmf Kmf

2.3. Mơ hình tốn học hệ máy phát động cơ

a. Cấu tạo máy điện một chiều b. Sơ đồ thay thế tương đương