Nghiên cứu hệ truyền động điện biến tần

1.1.3. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ đồng bộ . . 15

1.1.4. Hệ thống điều tốc biến tần – động cơ xoay chiều . 15

1.2. Sơ lược về các bộ biến tần dùng dụng cụ bán dẫn công suất . . 16

1.2.1. Biến tần trực tiếp (xoay chiều – xoay chiều) . . 16

1.2.2. Bộ biến tần gián tiếp . . 19

1.3. Biến tần bốn góc phần tư . 25

1.3.1. Các tồn tại của các bộ biến tần thông thường . 25

1.3.2. Biến tần bốn góc phần tư (biến tần 4Q) . . 27

CHưƠNG 2 – NGHIÊN CỨU CHỈNH LưU TÍCH CỰC PWM PHỤC VỤ

CHO BIẾN TẦN BỐN GÓC PHẦN Tư . 29

2.1. Đặt vấn đề . . 29

2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của biến tần nguồn áp bốn góc phần tư

dùng chỉnh lưu PWM . . 30

2.3. Mô tả toán học chỉnh lưu PWM . . 33

2.3.1. Mô tả điện áp đầu vào chỉnh lưu PWM . 34

2.3.2. Mô tả toán học chỉnh lưu PWM trong hệ tọa độ 3 pha . 35

2.3.3. Mô tả toán học chỉnh lưu PWM trong hệ tọa độ cố định  –  . . 36

2.3.4. Mô tả toán học chỉnh lưu PWM trên hệ tọa độ quay d – q . 37

2.3.5. Tính toán công suất chỉnh lưu PWM . . 38

2.4. Phạm vi và giới hạn tham số của chỉnh lưu PWM . . 39

2.4.1. Giới hạn cực tiểu của điện áp một chiều . . 39

2.4.2. Giới hạn giá trị điện áp trên điện cảm . . 39

2.5. ước lượng các đại lượng vector cơ bản . . 41

2.5.1. ước lượng vector điện áp đầu vào . . 41

2.5.2. ước lượng vector từ thông ảo . 42

2.6. Phương pháp điều khiển chỉnh lưu PWM . . 46

2.7. Cấu trúc điều khiển chỉnh lưu PWM định hướng theo vector điện áp. . 47

2.7.1. Cấu trúc điều khiển chỉnh lưu PWM định hướng theo vector điện áp

dựa vào dòng điện (VOC) . 47

2.7.2. Cấu trúc điều khiển chỉnh lưu PWM theo VFOC . . 49

2.8. Cấu trúc điều khiển chỉnh lưu PWM theo phương pháp trực tiếp công suất DPC . 50

2.8.1. ước lượng công suất theo vector điện áp . . 52

2.8.2. ước lượng công suất theo vector từ thông ảo . 53

2.8.3. Đặc điểm cơ bản của điều khiển trực tiếp công suất DPC cho chỉnhlưu PWM . . 54

2.8.4. Bộ điều khiển công suất . . 55

2.8.5. Lựa chọn phân vùng vector và bảng đóng cắt . 57

2.8.6. Tổ hợp vector điện áp . 58

CHưƠNG 3 – NGHỊCH LưU ĐIỀU KHIỂN VECTOR VÀ CẤU TRÚC HỆ

TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN BIẾN TẦN 4 Q – ĐỘNG CƠ KHÔNG

ĐỒNG BỘ BA PHA . 60

3.1. Mô hình toán học trạng thái động của động cơ không đồng bộ ba pha. . 60

3.1.1. Mô hình toán học nhiều biến của động cơ không đồng bộ ba pha 60

3.1.2. Phép biến đổi tọa độ và ma trận chuyển đổi . . 69

3.1.3. Mô hình toán học động cơ không đồng bộ trên hệ tọa độ quay 2 pha bất kỳ . . 81

3.1.4. Mô hình toán học động cơ điện không đồng bộ trên hệ tọa độ cố định 2 pha 82

3.1.5. Mô hình toán học động cơ không đồng bộ trên hệ tọa độ quay đồng bộ 2 pha 83

3.1.6. Mô hình toán học của động cơ không đồng bộ theo định hướng từ

trường trên hệ tọa độ quay đồng bộ 2 pha (hệ tọa độ MT) . 83

3.2. Biến tần gián tiếp với nghịch lưu điều khiển vector . . 85

3.2.1. Mô hình động cơ một chiều tương đương của động cơ không đồng bộ . 86

3.2.2. Ý tưởng về cấu trúc hệ thống điều khiển vector . 87

3.2.3. Phương trình cơ bản điều khiển vector . . 88

3.2.4. Mô hình quan sát từ thông rotor . . 89

3.3. Mô Hệ truyền động biến tần 4Q – ĐK . . 91

3.3.1. Sơ đồ khối của hệ truyền động biến tần 4Q – ĐK . 91

3.3.2. Sơ đồ nguyên lý phần mạch lực của hệ biến tần 4Q – ĐK . . 91

3.3.3. Khối điều khiển chỉnh lưu PWM . . 92

3.3.4. Khối điều khiển nghịch lưu áp dụng nguyên lý điều khiển vector . 94

CHưƠNG 4 – MÔ PHỎNG HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN BIẾN TẦN 4Q -ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA. . 97

4.1. Mô phỏng đặc tính làm việc của chỉnh lưu PWM . . 97

4.1.1. Xây dựng chương trình mô phỏng chỉnh lưu PWM . 97

4.1.2. Các kết quả mô phỏng chỉnh lưu PWM . 99

4.2. Mô phỏng hệ truyền động Biến tần 4Q-động cơ không đồng bộ ba pha . 100

4.2.1. Xây dựng sơ đồ mô phỏng hệ truyền động trong phần mềm Matlab . 100

4.2.2. Kết quả mô phỏng . . 103

Kết luận và kiến nghị . . 107

Tài liệu tham khảo . . 108