0 TƯ 0E 9VAC Hình 5.9: Sơ đồ mạch nguyên lý Opto TLP251
Sas 4)⁄J900 SB Enilnto/JNE22077000)1 Dy THSa70C7E Ex. Carle Conier Shy Not M212
5.2 Kết quả thực nghiệm và so sánh kết quả
5.2.1. Kỹ thuật điều khiến cân bằng điện áp tụ điện Kết quả thực nghiệm theo từng giải thuật và theo các trị số điều chế khác nhau có so
sánh với giải thuật SPWM thông thường.
e Khi chỉ số điều chế m= 0.4
— Giải thuật điều khiển Sin PWM
Tek Ni @ Stop M Pos: -200,0.us MEASURE Tek Bì lị @ Stop M Pos: —4.600rms MEASURE
Ỷ CHI ¥ CHI
saan nên _ 4 Mean Pk-Pk
+ † qq Sự 360V
35.6 1.161/
MATH m ôCHI Mean Freq 1.90¥ 50,54H:
CH3 CH3 Pk—Pk Pk—-Pk
214 2144
“ CH3
stl Cyc RMS
= 53.9?
CH1 50,0¥ CH2+50.0¥ M 5,00ms CH3 / 520V CH1 5.00V M 5.00ms CH1 ⁄ 1.80V CH3 50.0V MATH 100V 2,36930kH2 CH3 50,0V 31-Jan-15 13:14 1,46273Hz
(a) (b)
Tek ml ee @ Stop M Pos: -4.600ms = MEASURE Tek SPs @ Stop Pos: 250.0Hz MATH
* ^EI1 +
bai Operation
r ` gid ; Source
Cyc RM CHI 1.15? -
CHI Freq M 4985H:
cu Window 172W
ej FFT Zoom
Cyc RMS | : L I | |
441? [hà ah AAW nA AA Dl
CH1 5.004 M 5.00ms CHI / 1.80V CH110.0dB SO.OHz C1.00kS/s) Flattop CH3 50.04 31-Jan-15 13:13 1.45455kH: 31-Jan-15 13:15 1.3267 7kH2
(c) (d) Hình 5.20: Từ trên xuống: (a) Dạng sóng điện áp trên Vcl và Vc2; Độ lệch điện
ap giữa 2 tụ điện; Dạng sóng áp nghịch lưu pha A. (b): Dạng sóng áp nghịch lưu va
dong điện tai pha A. (c): Dang sóng điện ap pha và dong tai pha A. (d): Phân tích FFT dong tai pha A theo ky thuật SPWM
Qua hình 5.20 ta thay khi dung giải thuật điều khiến SIN PWM truyền thống thì điện áp trên 2 tụ điện bị lệch, không tự cân bằng.
— Kf thuật điều khiển cân bằng áp tụ
Tek Ji. @ Stop M Pos: -6.200ms MEASURE Tek we @ Stop M Pos: -3.000ms © MEASURE
¥ CHI Ỷ CHI mu, 4 & Pu Mean Pk—-Pk
my ` ơỉ 99,6 420V
Mean Cực AMS 2, 98,51 1.13V7
| MATH CHT
T0.4m 49,55H2?
34 CH3 CH3
Pk-Pk Pk-Pk
| | 220V 244V
CH4 Off CH3
| | Cyc RMS
Eye Me a7.0V
CHI 500V CH2+50,0¥ M5,00ms CH3 / 28.0 CHI 5.00V M 5.00rns CHI -ð00rnV CH3 500V MATH 100V 1.7Ê772kH: CH3 50,04 18-Mar-15 12:52 538,895Hz
(a) (b)
Hình 5.21: Từ trên xuống: (a) Dạng sóng điện ap trên Vcl và Vc2; Độ lệch điện
ap giữa 2 tụ điện; Dang song ap nghịch lưu pha A. (b): Dạng sóng ap nghịch lưu và
dong điện tải pha A theo kỹ thuật điểu khiển cân bằng với đòng iNP min
Tek „h. @ Stop M Pos: 600,0,us MEASURE Tek a @ Stop M Pos: -3.000ms — MEASURE
` CHỈ + =
~ , CÁ 9 ủ Mean PE~P
: = 100 420V
Me =" ` CH2 CH1
Mean Cyc AMS
MATH CHỊ
-58,0rnV 49.552?
CH3 CH3 Pk-Pk Pk-Pk 21.2 244V
P CH3
CH4 Off `
Cực RMS
Cực RMS tin
CH1 500V CH2#S50/u/U M500ms CH3 7 -2.40V CHI 500V M 5.00ms CHI / -900m$
CH3 5.00/ MATH 100 860,230Hz CH3 50,0/ 18-Mar-15 12:52 S30 835Hz
(a) (b)
Hình 5.22: Từ trên xuống: (a) Dạng sóng điện ap trên Vcl và Vc2; Độ lệch điện
ap giữa 2 tụ điện; Dang song ap nghịch lưu pha A. (b): Dạng sóng ap nghịch lưu và
dong điện tải pha A theo kỹ thuật diéu khiển cân bang với ding iNP max
M Pos: -6.200ms MEASLIRE wv CHỊ
Mean Ị wy
Tek JIL. @ Stop
Mp + ki ằc CH2
Mean 1/0
MATH Mean -ðI,0m/
CH3 Pk-Ph
+ 220V
CH4 Off Cye RMS
CH3 7 -380W 1.84751kH:
CH1 50.0 CH3 5,00
CH2Sf.0
Tek SI.
Be wire
CHI 5.004 CH3 50,0V
= 6
@ Stop M Pos: -3.000ms MEASURE
Pk-Pk 420V PHI Cye AMS
1.13?
Freq 49,55Hz?
CH3 Pk-Pk 244y
CH3 Cyc RMS
47,0 M 5.00ms CH1 -800m 18-Mar-15 12:52 $38.895Hz
(b)
onal .N-
i hư
Hình 5.23: Từ trên xuống: (a) Dạng sóng điện ap trên Vcl và Vc2; Độ lệch điện
ap giữa 2 tụ điện; Dang song ap nghịch lưu pha A. (b): Dạng sóng ap nghịch lưu và
dòng điện tải pha A theo kỹ thuật điểu khiển cân bằng tránh chuyển mạch dòng lớn.
Từ hình 5.21 đến hình 5.23 ta thấy khả năng cân băng tụ điện khi dùng giải thuật cân bang theo dòng min, max và tránh chuyển mạch dòng lớn là rất tốt.
M Pos: -3.000ms MEASIRE
Hi
CH2
111?
CH3 3 Cyc RMS
1.18?
Tek JL @ Stop
CH4 Off Pk-Pk
CH4 Off Cyc RMS
M 5.00ms CH1 ý 2.88V 18-Mar-15 13:15 5.27504kH?
CH1 200V CH3 200
CH2 200v
Hình 5.24: Dạng sóng dòng điện tải 3 pha
CHS 50.0V
Hinh 5.25 pha A.
@ Stop M Pos: -3,000ms CH3
Coupling
BY Limit
+
100MHz Volts/Diy
Probe 10%
Voltage
Invert Off
CH3 800 2,.24860KHz M 5.00rms
18-Mar-15 13:20
- Dang song điện ap pha tai
Tek dị tế @ Stop M Pos: -3,000ms MATH
Operation
Sources
Vertical Scale 100
M 5,00ms CH3 7 50.0 MATH 100 2,09552kH2
Hình 5.26: Dang sóng điện ap day tai pha A.
© Khi chỉ số điều chế m = 0.866
— Sin PWM
CHI Mean
CH2 Mean
101
MATH Mean
—2,07¥
CH3 Pk—-Ph 216)
CH4 Off None
CHT 500V CH2*50,0¥ M500ms CH3 / 52/0 CH3 50,0¥ MATH 100 2.32638KH2
(a)
M Pos: -200.0us MEASURE Tek JI. M Pos: -4.600ms MEASURE
¥ CHI
P}-PI
?.40\
CH1
2.494?
CHI Freq 45,65H2?
CH3 Pk-Pk 238V
CH3 Cyc RMS
2
M 5.0rns CH1 ⁄ 360V 31-Jan-15 13:21 766,486H2
(b)
@ Stop M Pos: -4.600ms = MEASURE
Ỷ CH1
Pk-Pk 740%
CHI Cyc AMS
CHI Freq 43,502 ?
CH3 Pk-Pk
308V
CH3 Cyc RMS
211V?
CHI1 / 180V
?43.530H:
CH1 500V CH3 50.0
M 5.00ms 31-Jan-15 13:20
(c)
M Pos: -4.600ms MEASURE
Ỷ CHI
Pk—-Phk ủ,80V
CHI tực RMS
CH1 Freq 43.46Hz?
CH3 Pk-P 448V
CH3 Cyc RMS
119?
Tek J. @ Stop
CH1 5.004 CH3 100V
Hình 5.27: Từ trên xuống: (a) Dạng sóng điện áp trên Vcl và Vc2; Độ lệch điện
ap giữa 2 tụ điện; Dang song ap nghịch lưu pha A. (b): Dạng sóng ap nghịch lưu và dong điện tai pha A. (c): Dang sóng điện ap pha và dong tai pha A. (3): Dang sóng điện ap day AB va dong tai pha A theo kỹ thuật SPWM
Qua hình 5.27, ta thay khi tăng chi số điều chế lên cao thì khả năng mat cân bang tụ điện diễn ra, nghĩa là càng tăng chỉ số điều chế thì độ lệch điện áp càng tăng.
— Kỹ thuật điều khiển cân bằng
ths @ Stop M Pos: -6.200ms MEASURE
¥ CHI
Mean 102v
M — ơ.. CH2
Mean + 1011
MATH Mean
~170m\
CH3 Pk-Pk
€ 228V
CH4 Off Cye RMS
CH3 7 -3.80V 1.57447kH:
CH1 SOLO CH3 500V
CH2#50uU/ MM 5.00ms
MATH 100¥
Hình 5.28: Từ trên xuống: Dang
song điện áp trên Vel và Vc2; Độ lệch điện ap giữa 2 tụ điện; Dang song ap
Tek ak @ Stop M Pos: 0.000s MEASURE
Ỷ CHI
ae sli i ti a at Mean100\/
Mean
2+ 3921
MATH Mean + -152m\
3 CH3
Pk-Pk 212
CH4 Off Cye RMS
CH 500V CH2v500V M5.00ms CH3 / 4/00 CH3 5.00V MATH 100 1/23723kH:
Hình 5.29: Từ trên xuống: Dạng
song điện áp trên Vel và Vc2; Độ lệch điện áp giữa 2 tụ điện; Dạng song áp
nghịch lưu pha A theo kỹ thuật diéu khiển cân bang với dong iNP min
Tek Ni lễ @ Stop M Pos: 600,0,us MEASURE
Ỷ CHT
Mean
+ằ 100/
: MATH
Mean
~16.8mV
3+ CH3
Pk-Pk 222W
CH4 Off Cyc RMS
PH1 500V CH2500/ M5/00ms CH3 -2.40V CH3 5.00 MATH 100 S65,683H2
Hình 5.30: Từ trên xuống: Dang
song điện áp trên Vel và Vc2; Độ lệch
điện ap giữa 2 tụ điện; Dang song ap
nghịch lưu pha A theo kỹ thuật diéu khiển cân bằng tránh chuyển mạch dòng
lớn.
Tek Ls @ Stop M Pos: -3.000ms CH
x
Couplina
BY Limit Off 100MHz
Volts/Div
Invert Off
M 5,00ms CH3 / 800v MATH 100¥ 2.6821 5kH2
Hình 5.32: Dang sóng điện ap dáy tai pha A.
Tek T1.
CHI 500V CH3 500V
nghịch lưu pha A theo kỹ thuật diéu khiển cân bang với dòng iNP max
M Pos: -3.000ms CHI Tek J. @ Stop
Couplina DC
BY Linit Off 10MH¿
Invert Off
CHS 7 80,0¥
2,34064IH:
k{ 5.00ms 18-Mar-15 13:29 CH1 SO.0Y
Hình 5.31:
pha A.
Dang song dién ap pha tai
M Pos: -3.000ms MEASLIRE
¥ CHỊ
28.4V?
CH2
€ Cyc RMS
CH3
@ Stop
3 Cyc RMS
2.87?
CH4 Off Ph-Pk
CH4 Off Cyc RMS
CH3 / 60.0¥
1.05613H:
CH2 500V M{ 5,00ms
18-Mar-15 13:32
Hình 5.33: Dạng sóng dòng điện tải 3 pha.
Từ hình 5.28 đến hình 5.30 ta thấy khi tang chỉ số điều chế lên cao thì khả năng duy trì điện áp vẫn được diễn ra. Độ lệch điện áp tính trung bình dao động dưới 1V.
e Ki chỉ số điểu ché mì = I
— Sin PWM
Tek Jl. @ Stop MPos:-200.0us MEASURE Tek II @ Stop Pos: 250,0Hz MATH
HH th en cheyenne ol
101¥
CH2, Source
i ee ce ec ca ee Mean >
2 103V
MATH Mean Me
¢ -311V
7 ke pli
i 290 i Flattop
CH4 Off | | FFT Zoom
None — LIẬU (IUlil.l hie tid, 8 IIftUll\I f II RAUL „li
CHI 500V CH2#5fU0/ M500ms CH3 / 520V CH110,0dB SO,0H2 C1.00kS/s) Flattop CH3 500V MATH 100V 1.863342kHz 31-Jan-15 13:29 S03,903Hz
(a) (b)
Hình 5.34: (a):Dang song ap nghịch hưu va dong điện tai pha A; (b): Phan tích FFT dong điện tai pha A theo ky thuật SPWM
— Kỹ thuật điều khiển cân bằng theo dòng iyp min
Tek ns @ Stop M Pos: -6.200ms MEASURE Tek „h1. @ Stop M Pos: 0.000 MEASURE
+ CHI HI
101 300V
Mean Cyc RMS 2+ 100V 283V
MATH CHI Mean Freq -63imi¥ 43.36H:?
3 CHS CH3
Pk-Pk Pk-Pk
€ 21§V 2.50k¥
pee HH Cyc RMSCH3
5 890V PHI 500/ CH2#50/ M5.00ms CH3 -3.80V CHI 5.00V M 5.00ms CHI / 2.40V CH3 5.00 MATH 100v 1/25877kHz CH3 500 4-Feb-15 18:13 43.4441H:
(a)
M Pos: 2.300ms MEASURE
CHI
Pk-Pk San
CHI
"vị RMI
H]
Freq
CH3 Pk-Pk 2.46kY CH3 Cyc RMS
865V H1 $%.90V M 2.5ms CHI / 2.404 CH3 500V 4-Ƒeb-15 18:22 43.4973H:
(Cc)
(b)
Hình 5.35: Từ trên xuống: (a) Dạng sóng điện áp trên Vcl và Vc2; Độ lệch điện áp
giữa 2 tụ điện; Dạng song ap nghịch lưu pha A. (b): Dạng sóng áp nghịch hưu và dong
điện tải pha A; (c): Zoom từ hình (b) theo kỹ thuật diéu khiển cân bang với dòng iNP
min.
Theo hình 5.35, khi điều khién theo giải thuật bù dong min thì khi dòng điện có giá tri là min sẽ không chuyên mạch.
— Kỹ thuật điều khiển cân bằng theo dòng iyp max
Tek OTL. @ LF
CHI
m——_T——m—<— Men
101!/
Mean + 101
MATH Mean
€ = -824mi¥
3 CH3
PkK-Pk 220V
CH4 Off Cyc RMS
CH 510/ CH2450,0¥ M5.00ms CH3 / 4.004 CH3 500v MATH 100V 1,35044kH2
(a)
M Pos; 0,000s MEASURE Tek JL.
$
“H1 S00 CHS 50V
M Pos: -1.620ms MEASURE
CHỊ Pv-P{
8.0V
CH1 Cye RMS
⁄, CHI
f...ΠFreq 43.41H:
CH3 Pk-Pk 246kV
CH3 Cyc RMS
859V M 5.00ms “Hi J 400m\
4-Feb-15 19:50 43,3496H2
(b)
`~
M Pos: 4.800ms MEASURE
LH]
P1-P\
800V
Hì
Cyc RM!
CHT Freq
CH1 S.00V CH3 500V
M 2.50ms CH¡ 7 000W 4-Feb-15 19:30 49.4422H:
(Cc)
Hình 5.36: Từ trên xuống: (a) Dạng sóng điện áp trên Vcl và Vc2; Độ lệch điện áp
gitta 2 tụ điện; Dạng song áp nghịch lưu pha A. (b): Dạng sóng ap nghịch lưu và dong
điện tải pha A; (c): Zoom từ hình (b) theo kỹ thuật diéu khiển cân bang với dòng iNP
Max
Theo hình 5.36, khi điều khién theo giải thuật bù dòng max thi khi dòng điện có giá tri là max sẽ không chuyển mạch
— Kỹ thuật điều khiển cân bằng tránh chuyển mạch dòng lớn
M Pos: 600,0 us MEASURE
CHI
Bil Bi ae A ee Hưng
103
Tek I1. @ So Ấ
Mean
2+ 102V
MATH Mean
~368mV
3 1 CHS
Pk-Pk 222V
CH4 0ff Cyc RMS
CH3 / -200m¥
212.743H:
EH2#500/ M500ms
MATH 100V
(a)
CH1 500V CH3 5.00
Tek
CH1 500V
CH3 500v
M Pos: —360/0 Us MEASURE
Pt-P‡
§ 40V
CHI
[ V c RMS
é 8Ê\/
Freq 43.50H:?
CH3 Py-Pk 218V
CH3 Cyc RMS
55.5¥?
M 5.00ms cH 2.60 14-Mar-15 12:25 49,4975H2
(b)
Tek mA @ Stop M Pos: 3,300ms MEASURE Tek ủ ken @ Stop Pos; 250.0Hz MATH
v Ỷ
P.—D\ Operation 2/24 FFT
ae th
4 M
CH3 :
h Wind
me | FFT Zoom
Cyc RMS :
= co} TOV? Wad Mall erry dllllf
H1 5/00 M 2.50ms Hi / 2.60% CH110.0dB 500H: (1.00kS/s) Flattop CH3 500V 14-Mar-15 12:24 43/5719H¡ 14-Mar-15 12:49 43,497 4Hz
(c) (d)
Hình 5.37: Từ trên xuống: (a) Dạng sóng điện áp trên Vcl và Vc2; Độ lệch điện áp
giữa 2 tụ điện; Dạng song ap nghịch lưu pha A. (b): Dạng sóng áp nghịch hưu và dong
điện tai pha A; (c): Zoom từ hình (b); (d) Phan tích FFT dong điện tai pha A theo kỹ
thuật diéu khiển cân bằng tránh chuyển mach dong lớn.
Theo hình 5.37, khi điều khiến theo giải thuật tránh chuyên mạch dòng lớn thì khi dòng điện của pha nào dat giá trị tuyệt đối là max thì pha đó sẽ không chuyền mạch, từ đó giảm tốn hao khi chuyển mạch.