Bài giảng Điện tử công suất và điều khiển động cơ - Chương 4: Các bộ nghịch lưu - Nguyễn Thị Hồng Hạnh

11/21/2011
1
Chương 4
CÁC BỘ NGHỊCH LƯU
GIỚI THIỆU
Sơ ủồ và ủặc tớnh
11/21/2011
2
Sơ ủồ và ủặc tớnh (tiếp)
GIỚI THIỆU
- Thành phần nghịch lưu hoạt ủộng theo nguyờn tắc ủiều 
chế ủộ rộng xung (PWM – SPWM) ủể tạo ra dạng ủiện ỏp 
xoay chiều hỡnh sin từ thành phần ủiện ỏp một chiều.
- ðiện ỏp sau biến tần bao gồm súng cơ bản hỡnh sin và 
cỏc thành phần hài bậc cao. Hài bậc cao ủược loại bỏ 
bằng cỏch sử dụng cỏc cuộn chặn.
- Tựy theo cấu tạo mà biến tần cú thể hỗ trợ chế ủộ hoạt 
ủộng: hóm tỏi sinh, hóm ủộng năng
- Nghịch lưu ủược chia làm hai loại: nghịch lưu nguồn ỏp 
và nghịch lưu nguồn dũng.
- Van ủiện tử là loại: IGBT, BJT, MOSFET
1) dẫn và khúa
NGHỊCH LƯU MỘT PHA NGUỒN ÁP
Sơ ủồ ðiểm N tạo ra ủất ảo phớa 
ủầu ra phụ tải.
Tụ thành phần và cú 
giỏ trị lớn bằng nhau, hạn chế 
sự thăng giỏng ủiện ỏp trong 
mạch một chiều.
Trạng thỏi hoạt ủộng của van:
+C −C
+S −S
2) dẫn và khúa−S +S
3) và khúa+S −S
Nghịch lưu 1 nhỏnh van
11/21/2011
3
NGHỊCH LƯU MỘT PHA NGUỒN ÁP
ðặc tớnh
Trạng thỏi hoạt ủộng của van:
1) và dẫn, và khúa
2) và dẫn, và khúa
3) và dẫn, và khúa
4) và dẫn, và khúa
5) , , , ủều khúa 
Sơ ủồ
Nghịch lưu 2 nhỏnh van
NGHỊCH LƯU MỘT PHA NGUỒN ÁP
ðất ảo phớa phụ tải 
ủược tạo ra nhờ vào 
nhỏnh van thứ hai.
ðiểm giữa của mạch 
một chiều khụng cũn 
ủược nối ra ngoài 
theo như sơ ủồ 1 
nhỏnh van.
+1S
+1S +2S −1S −2S
−1S −2S +1S +2S
−1S+1S +2S −2S
+1S −2S −1S +2S
−1S +2S −2S
11/21/2011
4
ðặc tớnh
NGHỊCH LƯU MỘT PHA NGUỒN ÁP
Phương phỏp ủiều chế ủộ rộng xung
NGHỊCH LƯU MỘT PHA NGUỒN ÁP
ðiều chế lưỡng cực
Trạng thỏi hoạt ủộng của van:
1) và dẫn, và khúa
2) và dẫn, và khúa
giỏ trị ủiện ỏp tức thỡ ủược ủiều chế là và , biờn ủộ 
ủiện ỏp của hài cơ bản là
+1S −2S −1S +2S
−1S +2S −2S+1S
iV iV−
aimVV =0
với 1<am
11/21/2011
5
Phương phỏp ủiều chế ủộ rộng xung
NGHỊCH LƯU MỘT PHA NGUỒN ÁP
ðiều chế ủơn cực
Trạng thỏi hoạt ủộng của van:
1) và dẫn, và khúa
2) và dẫn, và khúa
3) và dẫn, và khúa
4) và dẫn, và khúa
giỏ trị ủiện ỏp tức thỡ ủược ủiều chế là , và 0, biờn 
ủộ ủiện ỏp của hài cơ bản là
+1S
+1S +2S −1S −2S
−1S −2S +1S +2S
+1S −2S −1S +2S
−1S +2S −2S
iV iV−
aimVV 20 =
với 1<am
NGHỊCH LƯU BA PHA NGUỒN ÁP
Sơ ủồ
ðiện ỏp ba pha sau bộ 
ủiều chế ủảm bảo yờu 
cầu: biờn ủộ bằng 
nhau, tần số bằng 
nhau, và gúc pha lần 
lượt lệch nhau 0120
3 cặp van ủược ủúng mở theo 8 trạng thỏi, ủảm bảo tại 
một thời ủiểm 2 van thuộc cựng một nhỏnh khụng mở 
ủồng thời, trỏnh tỡnh trạng ngắn mạch một chiều.
Van ủúng mở theo phương phỏp ủiều chế ủộ rộng xung -
PWM.
11/21/2011
6
NGHỊCH LƯU BA PHA NGUỒN ÁP
Bảng trạng thỏi ủúng mở của van
1) , , dẫn và , , khúa
2) , , dẫn và , , khúa
3) , , dẫn và , , khúa
4) , , dẫn và , , khúa
1S 2S 3S4S 5S6S
2S 3S 1S 5S 6S 4S
3S 4S 2S
5) , , dẫn và , , khúa
6) , , dẫn và , , khúa
7) , , dẫn và , , khúa
8) , , dẫn và , , khúa
6S 1S 5S
4S 5S 3S 1S 2S 6S
5S 6S 4S 2S 3S 1S
6S 1S 5S 3S 4S 2S
1S 2S 6S4S5S3S
4S 6S 5S1S 3S2S
abv bcv cav
iv iv−0
0 iv iv−
iv− 0 iv
iv− 0iv
iv−
iv−
0
iv
iv
0
0
0
0
0
0
0
NGHỊCH LƯU BA PHA NGUỒN ÁP
ðặc tớnh
11/21/2011
7
NGHỊCH LƯU BA PHA NGUỒN ÁP
Khụng gian vector Mặt phẳng khụng gian 
ủược chia thành 6 
gúc phần sỏu do 6 vectơ 
ủiện ỏp chuẩn.
αβ
Cú tất cả 8 vectơ ủiện 
ỏp chuẩn tương ứng với 
8 trạng thỏi ủúng mở 
của 6 van ủiện tử.
Hai vectơ cú 
mụủun bằng khụng.
87 ,VV
là vectơ hoặc .
NGHỊCH LƯU BA PHA NGUỒN ÁP
Khụng gian vector (tiếp)
ptc VVV
ɺɺɺ +=
00VTVTVTVT ttppcc ++=
Vectơ ủiện ỏp ủiều chế gồm hai thành 
phần:
Nếu phõn chia theo thời gian thỡ:
trong ủú là khoảng thời gian cần thiết ủể cú ủược ; 
là thời gian thực hiện và
cT cV
tp TT , tp VV ,
tpc TTTT −−=0
0V 7V 8V
11/21/2011
8
NGHỊCH LƯU BA PHA NGUỒN ÁP
Khụng gian vector (tiếp)
Vựng làm việc thực sự của phương phỏp ủiều chế ủiện ỏp 
sử dụng khụng gian vectơ nằm giới hạn bờn trong của 
hỡnh lục giỏc ủều tạo bởi 6 vectơ ủiện ỏp chuẩn. ðiểm này 
xuất phỏt từ thực tế như sau
ctp TTT <+
Vựng nằm trong vũng trũn nội tiếp hỡnh lục giỏc cho phộp 
kết quả ủiều chế ớt hài bậc cao hơn.
NGHỊCH LƯU BA PHA NGUỒN DềNG
Sơ ủồ
ðiện ỏp ba pha sau bộ 
ủiều chế ủảm bảo yờu 
cầu: biờn ủộ bằng 
nhau, tần số bằng 
nhau, và gúc pha lần 
lượt lệch nhau 0120
Van ủúng mở theo phương phỏp ủiều chế ủộ rộng xung -
PWM. 3 cặp van ủược ủúng mở theo 9 trạng thỏi, tụ phớa 
tải cú tỏc dụng giảm .dtdi
Tại một thời ủiểm luụn cú ớt nhất 1 van trờn và 1 van dưới 
phải ủúng ủể bảo vệ nguồn dũng khụng bị hỏng.
11/21/2011
9
NGHỊCH LƯU BA PHA NGUỒN DềNG
Bảng trạng thỏi ủúng mở của van
1) , dẫn và , , , khúa
2) , dẫn và , , , khúa
3) , dẫn và , , , khúa
4) , dẫn và , , , khúa
1S 2S 3S 4S 5S
2S 3S 5S 6S4S
3S 4S
5) , dẫn và , , , khúa
6) , dẫn và , , , khúa
7) , dẫn và , , , khúa
8) , dẫn và , , , khúa
6S 1S5S
4S 5S 1S 2S6S
5S 6S 2S 3S1S
6S 1S 3S 4S2S
1S 5S
4S 5S
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
oai obi oci
ii ii−
ii−ii
ii−
ii−
ii
ii
ii−
ii−
ii
ii
9) , dẫn và , , , khúa
4S
3S 6S
5S 2S
6S
1S
2S
3S
4S
5S
6S3S2S
1S 2S
1S 3S 4S 6S 0 0 0
NGHỊCH LƯU BA PHA NGUỒN DềNG
ðặc tớnh