là van transistor. Hiện nay, loại van thụng dụng là transistor MOSFET và transistor IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor) với thời gian chuyển mạch cỡ 1-2às đủ để đỏp ứng với yờu cầu của cỏc hệ truyền động. Cỏc sản phẩm biến tần ACS600 hiện nay của hóng ABB đang sử dụng van chuyển mạch là loại van IGBT.
5.3 Lụgic chuyển mạch tối ưu
Như đó trỡnh bày ở trờn, logic chuyển mạch tối ưu xỏc định trạng thỏi đúng mở cỏc van bỏn dẫn theo trỡnh tự nhất định theo sự điều chỉnh từ thụng stator và mụ men động cơ. Logớc chuyển mạch tối ưu thực chất là một bảng chuyển mạch đó được xỏc định từ trước, dựa trờn cỏc thụng số về từ thụng và mụ men động cơ, từ bảng chuyển mạch, ta sẽ cú được vector điện ỏp thớch hợp hay quy luật đúng mở cỏc van bỏn dẫn. Tuỳ theo yờu cầu chất lượng của hệ truyền động mà hệ sử dụng bộ nghịch lưu hai mức hay ba mức... Với nghịch lưu hai mức, ta sẽ cú 6 vector điện ỏp khỏc 0 và hai vector 0, chia khụng gian vector thành 6 phần; với ngịch lưu ba mức, ta cú 12 vector điện ỏp. Việc chia nhỏ khụng gian ra sẽ khiến cho chất lượng hệ tốt hơn rất nhiều so với trường hợp nghịch lưu hai mức, tuy nhiờn điều này cũng
ĐCU2 U2 V2 W2 + - UDC Chùm xung kích từ vi xử lý
khiến cho bộ điều khiển phức tạp thờm. Đối với hệ truyền động ACS600 sử dụng trong truyền động cho mỏy quang, chỉ cần sử dụng bộ nghịch lưu hai mức là đỏp ứng đẩy đủ cỏc chỉ tiờu chất lượng hệ.
Phần dưới đõy ta sẽ đi sõu vào hệ nghịch lưu hai mức, cũn hệ nghịch lưu ba mức khụng phải là đối tượng của đồ ỏn này nờn ta sẽ khụng đề cập đến nữa.
Hỡnh 5-8 cho ta thấy sơ đồ nguyờn lý của động cơ xoay chiều ba pha rotor lồng súc nuụi bởi biến tần dựng van bỏn dẫn IGBT. Thụng thường cỏc đụi van được vi xử lý/vi tớnh điều khiển sao ch điện ỏp xoay chiều ba pha với biờn độ cho trước, với tần số cũng như với gúc pha cho trước, được đặt lờn ba cực của động cơ đỳng theo yờu cầu. Biến tần được nuụi bởi điện ỏp một chiều UDC.
Giỏ trị điện ỏp stator cú thể được viết dưới dạng:
( ) ( 0 j2400) c 120 j b a DC c b a s U S S e S e 3 2 S , S , S u = + +
với Sa, Sb, Sc miờu tả trạng thỏi của ba pha: 0 nếu pha nối với cực õm của UDC
1 nếu pha nối với cực dương của UDC
ĐKSa Sb S Sa Sb S c + - (1) (0)
5. Truyền động điều chỉnh mụ men trực tiếp 5.3 Logic chuyển mạch tối ưu
Với ba cặp van bỏn dẫn, ta sẽ tạo ra được 8 khả năng nối cỏc pha của động cơ với UDC tương ứng với 8 vector điện ỏp, trong đú cú 6 vector điện ỏp khỏc 0 và 2 vector 0 (Sa, Sb, Sc cựng đúng hoặc cựng mở). Hỡnh 2-10 miờu tả mặt phẳng vector điện ỏp của hệ điều chỉnh mụ men trực tiếp nghịch lưu hai mức. Mặt phẳng được chia thành 6 phần bằng nhau bởi cỏc vector điện ỏp khỏc khụng, mỗi vector điện ỏp chia mỗi miền thành 2 phần bằng nhau. Mỗi cung, 4 trong 6 vector điện ỏp khỏc 0 cú thể được sử dụng, đú là
65 5 3
2 ,V ,V ,V
V . Mỗi vector này lại cú tỏc động khỏc nhau lờn từ thụng
stator:
• V sẽ làm tăng cường độ vector từ thụng stator và quay vector theo 2
hướng làm tăng gúc giữa nú và vector từ thụng rotor, mụ men tạo ra tăng.
• V sẽ làm giảm cường độ vector từ thụng stator và quay vector theo 3
hướng làm tăng gúc giữa nú và vector từ thụng rotor, mụ men tạo ra tăng.
• V sẽ làm giảm cường độ vector từ thụng stator và quay vector theo 5
hướng làm giảm gúc giữa nú và vector từ thụng rotor, mụ men tạo ra giảm.
• V sẽ làm tăng cường độ vector từ thụng stator và quay vector theo 6
hướng làm giảm gúc giữa nú và vector từ thụng rotor, mụ men tạo ra giảm.
sector 5 sector 4 V4 V5 sector 6 V6 sector 2 sector 1 V0 V7 λs V3 sector 3 V2 V1 ∆λs
Nếu vector điện ỏp 0 được chọn (V hay 0 V ), vector từ thụng stator sẽ 7
khụng thay đổi. Trong thực tế, cường độ vector từ thụng stator sẽ giảm ở mức rất nhỏ tuỳ theo điện trở stator, cũn mụ men sẽ giảm.
Tất cả cỏc khả năng cú thể được tớnh toỏn và lập thành bảng gọi là bảng chuyển mạch 5.1. Tớn hiệu đầu ra của bộ so sỏnh trễ mụ men là ∆Tem, tớn hiệu đầu ra của bộ so sỏnh trễ từ thụng stator là ∆λ. Ta cú bộ so sỏnh trễ mụ men là bộ so sỏnh ba giỏ trị: ∆Tem = -1 cú nghĩa là giỏ trị thực mụ men lớn hơn giỏ trị ngưỡng trờn và nằm ngoài vựng giới hạn trễ, ∆Tem = 1 tức là giỏ trị thực mụ men nhỏ hơn giỏ trị ngưỡng dưới và nằm ngoài vựng giới hạn trễ, cũn ∆Tem = 0 tức là. Trong khi đú, bộ so sỏnh từ thụng là bộ so sỏnh hai giỏ trị: ∆λ = 1 cú nghĩa là giỏ trị từ thụng thực tế nhỏ hơn giỏ trị ngưỡng và nằm ngoài giới hạn trễ, ∆λ = 0 tức là giỏ trị thực lớn hơn giỏ trị ngưỡng và nằm ngoài giới hạn trễ.
Dựa vào bảng, ta hoàn toàn cú thể chọn được vector điện ỏp tối ưu. Vớ dụ: Vector từ thụng stator đang ở sector 1, cỏc tớn hiệu đến từ bộ so sỏnh trễ mụ men là 1 và so sỏnh trễ từ thụng là 1; như thế vector điện ỏp cần lựa chọn cho lần chuyển mạch tiếp theo sẽ là V2. Khi bộ so sỏnh trễ mụ men cho giỏ trị 0 (giỏ trị mụ men thực nằm trong vựng giới hạn ngưỡng) thỡ một vector điện ỏp 0 sẽ được chọn (V0 hoặc V7 tuỳ theo trỡnh tự thực hiện vector).
sector ∆λ ∆Tem 1 2 3 4 5 6 1 1 V2 V3 V4 V5 V6 V1 0 V7 V0 V7 V0 V7 V0 -1 V6 V1 V2 V3 V4 V5 0 1 V3 V4 V5 V6 V1 V2 0 V0 V7 V0 V7 V0 V7 -1 V5 V6 V1 V2 V3 V4