giữa pha Ua và pha Ub.
5.3.2 Lôgic điều khiển quá trình chuyển mạch trình chuyển mạch
Lôgic điều khiển quá trình chuyển mạch được xây dựng theo phương pháp chuyển mạch 4 bước. Với chuyển mạch 4 bước chỉ cần kiếm soát được chiều dòng điện mà không cần quan tâm đến điện áp, tối thiểu hoá các khâu đo tín hiệu từ ngoài vào.
Ví dụ về quá trình chuyển mạch giữa pha Ua và pha Ub trên pha đầu ra A, với chiều dòng điện iL>0 được thể hiện trên hình 5.4. Giả sử ban đầu pha a đang dẫn với chiều dòng điện đã cho. Trong khoảng dẫn dòng cả hai IGBT đều
có tín hiệu điều khiển mở, do đó dòng có thể qua khóa theo cả hai chiều. Khi có yêu cầu chuyển mạch, ví dụ từ pha a sang pha b, tùy theo chiều dòng tải, van không dẫn dòng sẽ mất tín hiệu điều khiển trước.
Bước 1. SaA2 không tham gia dẫn dòng nên SaA2 sẽ mất tín hiệu
điều khiển ngay.
- Bước 2. Van ở pha b chuẩn bị
vào dẫn dòng, SbA1, được điều khiển mở. Dòng sẽ chạy qua SbA1 tại thời
điểm đó hoặc tại thời điểm tiếp theo, trong bước thứ ba.
Hình 5.5 Đồ thị thời gian các bước chuyển mạch.
- Bước 3. SaA1 mất tín hiệu điều khiển.
- Bước 4. Tín hiệu điều khiển đưa đến SbA2 để đảm bảo dòng pha b có thể chạy theo cả hai chiều.
Đồ thị thời gian của quá trình được thể hiện trên hình 5.5. Theo hình 5.5 mỗi bước thực hiện cách nhau một khoảng thời gian td, là thời gian khóa, mở
của IGBT, cỡ 1,5 – 2,5 µS. Quá trình xảy ra đối với dòng iL<0 có thể được suy luận tương tự. Như vậy trong chuyển mạch 4 bước thời gian để hoàn tất một quá trình chuyển mạch
là vào khoảng 4,5÷7,5 µS. Trạng thái lôgic của toàn bộ
quá trình chuyển mạch giữa hai pha ứng với cả hai chiều dòng điện được thể hiện dưới dạng bảng như trên bảng 5.2, gồm 8 trạng thái, từ S0 đến
S7. Đồ thị quả bóng của lôgic trạng thái biểu diễn như trên hình 5.6.
SaA=1 SbA=1 No
i>0 i<0 i>0 i<0
SaA1 SaA2 SbA1 SbA2 S0 S0 S0 S1 S7 1 1 0 0 S1 S0 x S2 x 1 0 0 0 S2 S1 x S3 x 1 0 1 0 S3 S2 x S4 x 0 0 1 0 S4 S3 S5 S4 S4 0 0 1 1 S5 x S6 x S4 0 0 0 1 S6 x S7 x S5 0 1 0 1 S7 x S0 x S6 0 1 0 0 Bảng 5.2 Bảng trạng thái lôgic
Quá trình trình toán các hệ số biến điệu cho MC sẽ
tạo ra tín hiệu điều khiển mở các khóa hai chiều sao cho tại một thời điểm bất kỳ không có hai pha đầu vào nào được nối với cùng
một pha đầu ra. Do đó quá trình chuyển mạch là độc lập đối với mỗi pha đầu ra. Với mỗi pha đầu ra sẽ diễn ra quá trình chuyển mạch giữa 3 pha đầu vào với nhau, trong đó quá trình là như nhau giữa a-b, b-c và c-a.
Hình 5.6 Đồ thị quả bóng trạng thái chuyển mạch giữa hai pha đầu vào.
a b c S0 S7 S1 S6 S2 S5 S3 S4 IL<0 IL>0
Hình 5.7 Trạng thái lôgic trong chuyển mạch ba pha.
Từ đó ta có được trạng thái lôgic điều khiển chuyển mạch cho một pha
đầu ra, như được biểu diễn trên hình 5.7, bao gồm 3 chu trình giống nhau. Mỗi chu trình sẽ có hai trạng thái tương đương với hai trạng thái ở hai chu trình khác. Ví dụ, S0 là trạng thái pha a dẫn trong chu trình (a-b) tương
đương với S4, cũng là pha a dẫn trong chu trình (a-c), … Các trạng thái tương đương được đặt trong hình elíp tô đậm trên hình 5.7.
Bảng 5.3 Trạng thái lôgic của quá trình chuyển mạch ba pha.
a=1 b=1 c=1 No No1
i>0 i<0 i>0 i<0 i>0 i<0
Sa1 Sa2 Sb1 Sb2 Sc1 Sc2 S0 S0 S0 S1 S7 11S3 11S5 1 1 0 0 S1 S0 S2 1 0 0 0 S2 S1 S3 1 0 1 0 S3 S2 S4 0 0 1 0 S4 S3 S5 S4 S4 01S1 01S7 0 0 1 1 S5 S6 S4 0 0 0 1 S6 S7 S5 0 1 0 1 00 S7 S0 S6 0 1 0 0 S0 00S3 00S5 S0 S0 S1 S7 1 1 0 0 S1 S0 S2 1 0 0 0 S2 S1 S3 1 0 1 0 S3 S2 S4 0 0 1 0 S4 11S1 11S7 S3 S5 S4 S4 0 0 1 1 S5 S6 S4 0 0 0 1 S6 S7 S5 0 1 0 1 01 S7 S0 S6 0 1 0 0 S0 S1 S7 01S3 01S5 S0 S0 0 0 1 1 S1 S2 S0 0 0 1 0 S2 S3 S1 1 0 1 0 S3 S4 S2 1 0 0 0 S4 S4 S4 00S1 00S7 S3 S5 1 1 0 0 S5 S4 S6 0 1 0 0 S6 S5 S7 0 1 0 1 11 S7 S6 S0 0 0 0 1
Bảng trạng thái lôgic với tính đối xứng như vậy được biểu diễn trên bảng 5.3, trên đó cũng chỉ ra các đầu ra tới điều khiển các IGBT tương ứng Sa1, Sa2, Sb1, Sb2, Sc1, Sc2. Trong ký hiệu này ta bỏ qua chữ cái chỉ pha đầu ra. Tín hiệu 00, 01, 11 trong cột thứ nhất dùng để mã hóa 3 chu trình riêng biệt giữa a-b, b-c, c-a. Các tín hiệu vào là lệnh nối a hoặc b hoặc c tới đầu ra và tín hiệu chỉ chiều dòng điện, i>0 hoặc i<0. Các ô trống chỉ các trạng thái không thể xảy ra hoặc không cần qua tâm.