Điện tử công suất Giả thiết sau được áp dụng cho 2 câu 1 và 2. Cho bộ nghịch lưu áp 3 pha 2 bậc. Kỹ thuật điều chế độ rộng xung (PWM). Nguồn DC có giá trị 500V. Sóng mang u p dạng tam giác thay đổi giữa các giá trị (-1,1) có tần số 1kHz. Câu 1) Quá trình xung kích cho các linh kiện S1,S3 và S5 đạt được bằng cách so sánh sóng tam giác u p và sóng điều khiển của 3 pha tương ứng là u dka , u dkb và u dkc . Cho u dkA = 0.6; u dkB = 0.2; u dkC = −0.8 . Trong chu kỳ sóng tam giác, hãy xác định và vẽ: a) xung kích cho S1,S3,S5; b) điện áp common mode c) điện áp trên pha tải (pha A) d) Áp dụng công thức tính vector không gian, xác định biên độ và góc pha của vector áp tạo thành e) Xác định trật tự trạng thái đóng ngắt trong 1 chu kỳ sóng tam giác f) Xác định thời gian tác dụng của từng trạng thái vector trong 1 chu kỳ lấy mẫu. g) Để có thể tạo thành kỹ thuật SVPWM bằng sóng mang, hãy thiết lập giá trị hàm offset cần cộng thêm vào sóng điều khiển . Câu 2) Chế độ quá điện áp của kỹ thuật điều chế độ rộng xung sin làm đặc tính điều khiển trở nên phi tuyến. Xác định biên độ của sóng hài cơ bản của áp tải nếu biên độ sóng điều khiển bằng 2. Hình 2 Bài làm Câu 1 a, b, c) 1 Điện tử công suất • Tính các điện áp U a0 , U b0 , và U c0 Do sóng mang tam giác (-1,1) nên: dki d i u U U 2 0 = với i = a, b, c Như vậy: ( ) [ ] Vu U U dk d a 1506.0 2 500 2 10 === ( ) [ ] Vu U U dk d b 502.0 2 500 2 20 === 2 Điện tử công suất ( ) [ ] Vu U U dk d c 2008.0 2 500 2 30 −=−== • Điện áp common mode (trung bình) ( ) ( ) [ ] VUUUU cbaN 020050150 3 1 3 1 0000 =−+=++= • Tính điện áp tải 00 Niti UUU −= Do đó: [ ] VUUU Nata 150 00 =−= [ ] VUUU Nbtb 50 00 =−= [ ] VUUU Nctc 200 00 −=−= d) Tính vector áp tải [ ] tctbtat UaUaUV ⋅+⋅+= 2 3 2  với ( )  120exp ja = Suy ra: ( ) ( ) [ ] 866.05.0200866.05.050150 3 2 jjV t −−−+−+=  ( ) [ ] VjjV t   28.55exp386.2635.216150 =+= e) Trật tự trạng thái đóng ngắt trong một chu kỳ sóng tam giác (xem hình) f) Thời gian tác dụng của từng trạng thái vector trong 1 chu kỳ lấy mẫu Chu kỳ lấy mẫu T S = 1ms tương ứng với tần số sóng mang tam giác 1kHz Dựa vào hình vẽ ta tính các thời gian trên như sau: + Thời gian T 0 thực hiện vector V 0 : [ ] msT 2.0 2 6.01 5.02 0 = − ⋅⋅= + Thời gian T 1 thực hiện vector V 1 : 3 Điện tử công suất [ ] msT 2.0 2 2.06.0 5.02 1 = − ⋅⋅= + Thời gian T 2 thực hiện vector V 2 : ( ) [ ] msT 5.0 2 8.02.0 5.02 2 = −− ⋅⋅= + Thời gian T 7 thực hiện vector V 7 : ( ) [ ] msT 1.0 2 18.0 5.02 7 = −−− ⋅⋅= Vậy: S 1 S 3 S 5 Vector Thời gian [ms] 0 0 0 V 0 T 0 /2 = 0.1 1 0 0 V 1 T 1 /2 = 0.1 1 1 0 V 2 T 2 /2 = 0.25 1 1 1 V 7 T 7 /2 = 0.05 1 1 1 V 7 T 7 /2 = 0.05 1 1 0 V 2 T 2 /2 = 0.25 1 0 0 V 1 T 1 /2 = 0.1 0 0 0 V 0 T 0 /2 = 0.1 g) Điều chế vector không gian SVPWM Đặt ( ) [ ] VUUUMax tctbta 150,,max == ( ) [ ] VUUUMin tctbta 200,,min −== • Điện áp common mode Ta có: 22 0 d j d U U U ≤≤− 22 0 d Ntj d U UV U ≤+≤− tj d Ntj d V U UV U −≤≤−− 22 0 Do đó: [ ] VMin U V U U d tj d N 50200250 22 min min0 −=+−=−−=       −−= [ ] VMax U V U U d tj d N 100150250 22 max max0 =−=−=       −= 4 Điện tử công suất Do đó: [ ] [ ] VUV N 10050 0 ≤≤− Đối với SVPWM ta chọn: [ ] V UU U NN N 25 2 50100 2 min0max0 0 = − = + = • Xác định điện áp offset 00 2 v U U d N = [ ] V U U v d N 1.0 500 252 2 0 0 = ⋅ == Như vậy, để thực hiện SVPWM thì các áp điều khiển lúc này là: [ ] Vvuu dkadka 7.01.06.0 0 ' =+=+= [ ] Vvuu dkbdkb 3.01.02.0 0 ' =+=+= [ ] Vvuu dkcdkc 7.01.08.0 0 ' −=+−=+= • Kiểm tra lại với các giá trị tính toán trên thì đây có phải là SVPWM hay không Lúc này, thời gian thực hiện các vector như sau: + Thời gian T 0 ' thực hiện vector V 0 : [ ] msT 15.0 2 7.01 5.02 ' 0 = − ⋅⋅= + Thời gian T 1 ' thực hiện vector V 1 : [ ] msT 2.0 2 3.07.0 5.02 ' 1 = − ⋅⋅= + Thời gian T 2 ' thực hiện vector V 2 : ( ) [ ] msT 5.0 2 7.03.0 5.02 ' 2 = −− ⋅⋅= + Thời gian T 7 ' thực hiện vector V 7 : 5 Điện tử công suất ( ) [ ] msT 15.0 2 17.0 5.02 ' 7 = −−− ⋅⋅= Nhận thấy rằng: T 1 ' = T 1 , T 2 ' = T 2 , T 0 ' = T 7 ' (thỏa mãn yêu cầu) Vậy: S 1 S 3 S 5 Vector Thời gian [ms] 0 0 0 V 0 T 2 /2 = 0.1 1 0 0 V 1 T 1 /2 = 0.1 1 1 0 V 2 T 2 /2 = 0.25 1 1 1 V 7 T 7 /2 = 0.05 1 1 1 V 7 T 7 /2 = 0.05 1 1 0 V 2 T 2 /2 = 0.25 1 0 0 V 1 T 1 /2 = 0.1 0 0 0 V 0 T 2 /2 = 0.1 Câu 2 (không biết làm) 6