c. Biến tần biến điệu bề rộng xung PWM
5.4.3. Biến tần trực tiếp
Nguyên lý biến tần trực tiếp
Sơ đồ cơ bản của biến tần trực tiếp cho trên hình 5.43 . Sơ đồ gồm ba pha điện áp ra. Mỗi pha đầu ra, về nguyên tắc, chính là đầu ra của một chỉnh lưu có đảo chiều. Mối sơ đồ chỉnh lưu có đảo chiều có thể điều khiển chung hoặc điều khiển riêng. Phương pháp điều khiển riêng cho phép loại bỏ cuộn kháng cân bằng là một kỹ thuật tiên tiến thường được áp dụng ngày nay. Nguyên lý điều khiển và dạng điện áp ra một pha của biến tần trực tiếp trên hình 5.43 được mơ tả trên hình 5.44
Hình 5.43 Sơ đồ nguyên lý biến tần trực tiếp.
Như đã biết, điện áp ra của sơ đồ chỉnh lưu phụ thuộc góc điều khiển theo quy luật:
0cos
d d
U U .
Nếu sử dụng quy luật điều khiển arccos, sao cho arccosUr, thì ta sẽ có
0
d d r
U U U . Do đó nếu thay đổi điện áp điều khiển Ur theo một sóng hình sin, tần
số thấp Ur sin 2t , ta sẽ có được:
0 sin 2
d d
U U t ,
177 ,max ;0 1 r r U U là hệ số biến điệu.
Hình 5.44 Dạng điện áp ra một pha của biến tần trực tiếp.
Đồ thị hình 5.44 mơ tả nguyên lý hoạt động trên. Theo nguyên lý này, một điện áp sin chuẩn với tần số góc 2 được so sánh với hệ thống điện áp tựa dạng cơsin để xác định góc điều khiển cho sơ đồ chỉnh cầu ba pha. Để quá trình biến điệu thực hiện được tần số của điện áp ra mong muốn phải nhỏ hơn hai lần tần số điện áp lưới.
178
Điện áp tựa dạng côsin được tạo ra từ chính các điện áp pha. Ví dụ, trong sơ đồ chỉnh lưu cầu ba pha góc điều khiển 0 được tính từ các điểm chuyển mạch tự nhiên. Đối với các tiristo thuộc pha A, điểm chuyển mạch tự nhiên chậm pha so với pha A góc 30. Như vậy một điện áp sớm pha hơn 60 so với pha A sẽ có điểm cao nhất sau 90, đó chính là điện áp pha –B. Tương tự như vậy có thể xác định được tất cả các đường điện áp tựa cho các pha còn lại.
Theo nguyên tắc điều khiển riêng, các bộ biến đổi chỉ được phép đảo chiều khi dòng điện về đến 0, sau một thời gian trễ an toàn . Vì vậy, nếu tải là trở cảm các bộ biến đổi sẽ luân phiên làm việc ở chế độ chỉnh lưu và chế độ nghịch lưu phụ thuộc trong mỗi nửa chu kỳ của dòng điện ra tải. Điều này được chỉ rõ trên đồ thị hình 5.44 với giả thiết gần đúng dịng điện ra có dạng sin. Hình ảnh thực tế hơn về dạng điện áp ra cũng như dòng tải trong biến tần trực tiếp có thể thu đuợc nhờ mơ phỏng trên MATLAB-SIMULINK.
179
Bài 6 Nghịch lưu Mục tiêu
- Trình bày được nguyên lý hoạt động, đặc tính và phạm vi ứng dụng các mạch nghịch lưu thông dụng
- Kiểm tra, sửa chữa các mạch nghịch lưu thơng dụng
- Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an tồn và vệ sinh cơng nghiệp