intTypePromotion=3
Array
(
    [0] => Array
        (
            [banner_id] => 140
            [banner_name] => KM1 - nhân đôi thời gian
            [banner_picture] => 964_1568020473.jpg
            [banner_picture2] => 839_1568020473.jpg
            [banner_picture3] => 620_1568020473.jpg
            [banner_picture4] => 849_1568189308.jpg
            [banner_picture5] => 
            [banner_type] => 8
            [banner_link] => https://tailieu.vn/nang-cap-tai-khoan-vip.html
            [banner_status] => 1
            [banner_priority] => 0
            [banner_lastmodify] => 2019-09-11 15:08:43
            [banner_startdate] => 2019-09-11 00:00:00
            [banner_enddate] => 2019-09-11 23:59:59
            [banner_isauto_active] => 0
            [banner_timeautoactive] => 
            [user_username] => sonpham
        )

)

Bài giảng Điều khiển số hệ thống điện cơ điều khiển máy điện - Động cơ điện điều khiển bộ biến tần - ThS. Trần Công Binh

Chia sẻ: Cô đơn | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:171

0
124
lượt xem
46
download

Bài giảng Điều khiển số hệ thống điện cơ điều khiển máy điện - Động cơ điện điều khiển bộ biến tần - ThS. Trần Công Binh

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Điều khiển số hệ thống điện cơ điều khiển máy điện - Động cơ điện điều khiển bộ biến tần" cung cấp cho người học các kiến thức: Bộ nghịch lưu ba pha và Vector không gian, hệ qui chiếu quay, mô hình ĐCKĐB 3 pha, điều khiển định hướng từ thông, một số phương pháp ước lƣợng từ thông rotor,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Điều khiển số hệ thống điện cơ điều khiển máy điện - Động cơ điện điều khiển bộ biến tần - ThS. Trần Công Binh

  1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Bài giảng: ĐIỀU KHIỂN SỐ HỆ THỐNG ĐIỆN CƠ ĐIỀU KHIỂN MÁY ĐIỆN / ĐỘNG CƠ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN BỘ BIẾN TẦN Biên soạn: ThS. Trần Công Binh TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 1 NĂM 2014
  2. (HTĐKS-ĐKCMĐ) TB GIỚI THIỆU MÔN HỌC 1. Tên môn học: ĐIỀU KHIỂN SỐ HỆ THỐNG ĐIỆN CƠ- ĐIỀU KHIỂN CÁC MÁY ĐIỆN / ĐỘNG CƠ ĐIỆN / BỘ BIẾN TẦN 2. Mã số: 3. Phân phối giờ: 4. Số tín chỉ: 2(2.1.5) Bài tập: 30% Kiểm tra: 20%, Thi: 50% 5. Môn tiên quyết: 6. Môn song hành: 7. Giáo trình chính: 8. Tài liệu tham khảo: [1] Trần Công Binh, “Điều khiển động cơ không đồng bộ dùng DSP TMS320LF2407A”, 11/2004. [2] Emil Levi, High Performance Drive, Liverpool John Moores Univerity, 2002. [3] Slobodan N.Vukosavic, “Digital Control of Electrical Drives”, Springer 2007. [4] Bimal K.Bose, “Power Electronics and Motor Drivers”, Elsevier 2006. 9. Tóm tắc nội dung:  Phần Tiếng Việt:  Summary: Electrical Engineering 10. Đối tượng học: Sinh viên ngành Điện Năng, Hệ thống năng lượng, Kỹ thuật điện – điện tử. 07/01/2014 2
  3. (HTĐKS-ĐKCMĐ) TB CHƢƠNG TRÌNH MÔN HỌC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ - ĐIỀU KHIỂN CÁC MÁY ĐIỆN Chương 1: Bộ nghịch lƣu ba pha và Vector không gian (4T)  Vector không gian.  Bộ nghịch lưu ba pha. Chương 2: Hệ qui chiếu quay (2T)  Hệ qui chiếu quay.  Chuyển đổi hệ toạ độ abc    dq (Biến đổi Park). Chương 3: Mô hình ĐCKĐB 3 pha (), (dq) (9T)  Sơ đồ tương đương của động cơ và một số ký hiệu.  Mô hình động cơ trong HTĐ stator ().  Mô hình động cơ trong HTĐ từ thông rotor (r). Chương 4: Điều khiển định hƣớng từ thông (FOC) ĐCKĐB (12T)  Điều khiển PID  Các phương pháp điều khiển vô hướng (Scalar Control).  Điều khiển độc lập moment và từ thông.  Điều khiển tiếp dòng.  Điều khiển tiếp áp.  Điều khiển FOC trực tiếp, gián tiếp.  Tính toán thiết kế bộ điều khiển FOC.  Mô phỏng điều khiển FOC. Chương 5: Một số phƣơng pháp ƣớc lƣợng từ thông rotor (3T)  Từ m và ia, ib hồi tiếp.  Từ us và ia, ib hồi tiếp.  Từ  và ia, ib hồi tiếp.  Ước lượng vị trí (góc) vector r.  Ước lượng (r) trong HTĐ dq.  Ước lượng từ thông rotor dùng khâu quan sát (observer)  Đáp ứng mô phỏng FOC. Chương 6: Điều khiển động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (?T)  Điều khiển dòng trong HQC (): vòng trễ và so sánh.  Điều khiển dòng trong HQC (dq). Chương 7: Các phƣơng pháp điều khiển dòng (3T)  Điều khiển dòng trong HQC (): vòng trễ và so sánh.  Điều khiển dòng trong HQC (dq). Chương 8: Một số phƣơng pháp ƣớc lƣợng tốc độ động cơ (3T)  Ước lượng vận tốc vòng hở (2 pp).  Ước lượng vận tốc vòng kín (có hồi tiếp).  Điều khiển không dùng cảm biến (sensorless). Chương 9: Bộ biến tần (6T)  Cấu trúc một hệ thống điều khiển động cơ.  Cảm biến đo lường  Một số ưu điểm khi sử dụng bộ điều khiển tốc độ động cơ  Hệ thống điều khiển số động cơ không đồng bộ ba pha  Bộ biến tần (42 tiết) 07/01/2014 3
  4. (ĐKCMĐ-ĐKSHTĐC-ĐKĐCKĐB) TB Chương 1: VECTOR KHÔNG GIAN VÀ BỘ NGHỊCH LƯU BA PHA I. Vector không gian I.1. Biểu diễn vector không gian cho các đại lượng ba pha Động cơ không đồng bộ (ĐCKĐB) ba pha có ba (hay bội số của ba) cuộn dây stator bố trí trong không gian như hình vẽ sau: usb Pha B stator usa Pha A rotor usc Pha C Hình 1.1: Sơ đồ đấu dây và điện áp stator của ĐCKĐB ba pha. (Ba trục của ba cuộn dây lệch nhau một góc 1200 trong không gian) B A N C Ba điện áp cấp cho ba đầu dây của động cơ từ lưới ba pha hay từ bộ nghịch lưu, biến tần; ba điện áp này thỏa mãn phương trình: usa(t) + usb(t) + usc(t) = 0 (1.1) Trong đó: usa(t) = |us| cos(st) (1.2a) usb(t) = |us| cos(st – 1200) (1.2b) usc(t) = |us| cos(st + 1200) (1.2c) Với s = 2fs; fs là tần số của mạch stator; |us| là biên độ của điện áp pha, có thể thay đổi. Chương 1: Vector không gian và Bộ nghịch lưu ba pha I.1
  5. (ĐKCMĐ-ĐKSHTĐC-ĐKĐCKĐB) TB (điện áp pha là các số thực) Vector không gian của điện áp stator được định nghĩa như sau:  2    u s ( t )  u sa ( t )  u sb ( t )  u sc ( t ) (1.3) 3  2  u s ( t )  u sa ( t )e j0  u sb ( t )e j120  u sc ( t )e j240 3 0 0 0  (mặt phẳng ba chiều với 3 vector đơn vị)  2  us (t )  usa (t )  usb (t )e j120  usc (t )e j 240 (1.4) 3 0 0  (tương tự như vector trong mặt phẳng phức hai chiều với 2 vector đơn vị)  2  u s ( t )  u sa ( t )  a.u sb ( t )  a 2 .u sc ( t ) 3  với a  e j120 0   1  a  a 2   e j00  e j1200  e j2400  0 Ví dụ 1.1: Chứng minh?  a) us ( t )  us e js t  us s t   us coss t   jsins t  (1.6) 2   3 3   b) u s   u as  0,5ubs  0,5ucs   j   ubs  ucs   (1.5) 3  2 2   2    u s ( t )  u sa ( t )  u sb ( t )  u sc ( t ) 3  Im usc B s usa Re  A C usb Hình 1.2: Vector không gian điện áp stator trong hệ tọa độ . Theo hình vẽ trên, điện áp của từng pha chính là hình chiếu của vector điện áp  stator u s lên trục của cuộn dây tương ứng. Đối với các đại lượng khác của động cơ: dòng điện stator, dòng rotor, từ thông stator và từ thông rotor đều có thể xây dựng các vector không gian tương ứng như đối với điện áp stator ở trên. I.2. Hệ tọa độ cố định stator Vector không gian điện áp stator là một vector có modul xác định (|us|) quay trên mặt phẳng phức với tốc độ góc s và tạo với trục thực (trùng với cuộn dây pha A) một góc Chương 1: Vector không gian và Bộ nghịch lưu ba pha I.2
  6. (ĐKCMĐ-ĐKSHTĐC-ĐKĐCKĐB) TB st. Đặt tên cho trục thực là  và trục ảo là , vector không gian (điện áp stator) có thể được mô tả thông qua hai giá trị thực (us) và ảo (us) là hai thành phần của vector. Hệ tọa độ này là hệ tọa độ stator cố định, gọi tắt là hệ tọa độ . j usc Cuộn dây us pha B usb Cuộn dây pha A  0 usa = us Cuộn dây pha C  Hình 1.3: Vector không gian điện áp stator u s và các điện áp pha.   2  us ( t )  usa ( t )  usb ( t )e j120  usc ( t )e j240  us  ju s 3 0 0 Bằng cách tính hình chiếu các thành phần của vector không gian điện áp stator u s , u s  lên trục pha A, B (trên hình 1.3), có thể xác định các thành phần theo phương pháp hình học: usa = us (1.7a) usb = (1.7b) suy ra (1.8a) us = usa (1.8b) us = Theo phương trình (1.1), và dựa trên hình 1.3 thì chỉ cần xác định hai trong số ba điện áp  pha stator là có thể tính được vector u s . Hay từ phương trình (1.5) 2  3  u s   u as  0,5u bs  0,5u cs   j 3 u bs  u cs   (1.9) 3   2 2   có thể xác định ma trận chuyển đổi abc  αβ theo phương pháp đại số: Chương 1: Vector không gian và Bộ nghịch lưu ba pha I.3
  7. (ĐKCMĐ-ĐKSHTĐC-ĐKĐCKĐB) TB  1 1  u  1   u  2  2   s as s 2  s    u bs  (1.10)  s  u 3  3 3   0  2   cs  u 2 Ví dụ 1.2: Chứng minh ma trận chuyển đổi hệ toạ độ αβ  abc?   1 0  u as    s    1 3  u s  u bs      (1.11) u   2 2  u ss    cs   1 3   2  2  Ví dụ 1.3: Chứng minh: Bằng cách tương tự như đối với vector không gian điện áp stator, các vector không gian dòng điện stator, dòng điện rotor, từ thông stator và từ thông rotor đều có thể được biểu diễn trong hệ tọa độ stator cố định (hệ tọa độ ) như sau: = us + j us (1.12a) = is + j is (1.12b) = ir + j ir (1.12c) (1.12d) (1.12e) II. Bộ nghịch lưu ba pha II.1. Bộ nghịch lưu ba pha Chương 1: Vector không gian và Bộ nghịch lưu ba pha I.4
  8. (ĐKCMĐ-ĐKSHTĐC-ĐKĐCKĐB) TB Biến tần ngõ vào 1 pha, nếu tụ lọc nhỏ, điện áp DC trung bình là: 2 2 U phase_ RMS U dc _ tb   Biến tần ngõ vào 3 pha, nếu tụ lọc nhỏ, điện áp DC trung bình là: 3 3 2U phase_ RMS U dc _ tb   Nếu tụ lọc đủ lớn (hay khi không tải), điện áp DC sẽ được lọc phẳng. Trị điện áp DC trung bình của: Chương 1: Vector không gian và Bộ nghịch lưu ba pha I.5
  9. (ĐKCMĐ-ĐKSHTĐC-ĐKĐCKĐB) TB _ Biến tần ngõ vào 1 pha : U dc  2U phase_ RMS _ Biến tần ngõ vào 3 pha : U dc  2U line_ RMS  2 3U phase_ RMS . R S1 S3 S5 Udc A motor B C N S7 S2 S4 S6 n n Hình 1.4: Sơ đồ bộ nghịch lưu ba pha cân bằng gồm 6 khoá S1S6. Ví dụ 1.4: Chứng minh các phương trình tính điện áp pha? U Nn  U An  U Bn  U Cn  1 a) 3 2 1 1 b) U AN  U An  U Bn  U Cn 3 3 3 Phương pháp tính mạch điện: Ví dụ 1.5: Tính điện áp các pha ở trạng thái S1, S3, S6 ON và S2, S4, S5 OFF? A B UAN UBN Udc N UCN n C Chương 1: Vector không gian và Bộ nghịch lưu ba pha I.6
  10. (ĐKCMĐ-ĐKSHTĐC-ĐKĐCKĐB) TB Hình 1.5: Trạng thái các khoá S1, S3, S6 ON, và S2, S4, S5 OFF (trạng thái 110). II.2. Vector không gian điện áp Đơn vị (Udc) Va Vb Vc usa usb usc uab ubc uca U Deg us k S1 S3 S5 UAN UBN UCN UAB UBC UCA us us 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 U0 U000 1 1 0 0 2/3 -1/3 -1/3 1 0 -1 U1 0o 2 1 1 0 1/3 1/3 -2/3 0 1 -1 U2 60 o 3 0 1 0 -1/3 2/3 -1/3 -1 1 0 U3 120 o 4 0 1 1 -2/3 1/3 1/3 -1 0 1 U4 180 o 5 0 0 1 -1/3 -1/3 2/3 0 -1 1 U5 240 o 6 1 0 1 1/3 -2/3 1/3 1 -1 0 U6 300 o 7 1 1 1 0 0 0 0 0 0 U7 U111 Bảng 1.1: Các điện áp thành phần tương ứng với 8 trạng thái của bộ nghịch lưu. Ví dụ 1.6: Tính các điện áp thành phần us và us tương ứng với 8 trạng thái trong bảng 1.1?  Điều chế vector không gian điện áp sử dụng bộ nghịch lưu ba pha Ví dụ 1.7: Xét bộ nghịch lưu ở trạng thái 110: Khi đó các điện áp pha usa=1/3Udc, usb= 1/3Udc, usc=-2/3Udc. Phương pháp đại số: theo phương trình (1.4):  2   2 1 1 2 0  u phase_ 2  u sa ( t )  u sb ( t )e j120  u sc ( t )e j240   Udc  Udce j120  Udce j240  3 0 0 3 3 3 0 3    u phase_ 2  2 Udc 3 3  0 0  0 2 3  0 2 3 0 0 2 1  e j120  e j240  3e j240   Udce j240  Udce j240 e j180  Udce j60 , 3 0 Hay  2   2 1 1 2  u phase_ 2  u sa ( t )  a.u sb ( t )  a 2 .u sc ( t )   Udc  a.Udc  a 2 .Udc  3 3 3 3 3  với a  e j120 , 1  a  a 2   0 0   u phase_ 2  2 Udc 3 3    2 2 2 1  a  a 2  3a 2   Udca 2   Udce j240  Udce j60 3 3 0 3 0 Phương pháp hình học: có hình vẽ Chương 1: Vector không gian và Bộ nghịch lưu ba pha I.7
  11. (ĐKCMĐ-ĐKSHTĐC-ĐKĐCKĐB) TB B U2(110) Udc A C  Hình 1.6: Vector không gian điện áp stator u s ứng với trạng thái (110).  Ở trạng thái (110), vector không gian điện áp stator pha u phase_ 1 có độ lớn bằng 2/3Udc và có góc pha là 60o.  Ví dụ 1.8: Tìm (độ lớn và góc của) vector không gian điện áp stator u s ( t ) ứng với trạng thái (101)? (Giải theo phương pháp đại số như trên hay theo phương pháp hình học)  Xét tương tự cho các trang thái còn lại, rút ra được công thức tổng quát  2 j( k 1) U k  U dc e 3 với k = 1, 2, 3, 4, 5, 6 = sector. 3 U3 (010) U2 (110) CCW U0 (000) U4 (011) U1 (100) U7 (111) CW U5 (001) U6 (101) Hình 1.7: 8 vector không gian điện áp stator tương ứng với 8 trạng thái. Chương 1: Vector không gian và Bộ nghịch lưu ba pha I.8
  12. (ĐKCMĐ-ĐKSHTĐC-ĐKĐCKĐB) TB  2 j( k 1) U k  U dc e 3 k = 1, 2, 3, 4, 5, 6 = sector. U0 và U7 là vector 0. 3 Các trường hợp xét ở trên là vector không gian điện áp pha stator. Up3 Up2 b Up0 Up1 a Up4 Trục usa Up7 c Up5 Up6 Hình 1.8: Các vector không gian điện áp pha stator.  2 j( k 1) U phase_ k  U dc e 3 k = 1, 2, 3, 4, 5, 6 = sector. 3 Bằng cách điều khiển chuyển đổi trạng thái đóng cắt các khóa của bộ nghịch lưu dễ dàng điều khiển vector không gian điện áp “quay” thuận nghịch, nhanh chậm. Khi đó dạng điện áp ngõ ra bộ nghịch lưu có dạng 6 bước (six step). Hình 1.9: Các điện áp thành phần tương ứng với 6 trạng thái. 2 Ví dụ 1.9: Chứng minh u phase_ 1  0 Udce j0 3 Xét bộ nghịch lưu ở trạng thái 100: Khi đó các điện áp pha usa=2/3Udc, usb= –1/3Udc, usc=-1/3Udc.  2  Phương pháp đại số: theo phương trình (1.3): u s (t )  u sa (t )  u sb (t )  u sc (t ) 3 hay phương trình (1.4):  2   2 2 1 1 0  u phase_1  u sa ( t )  u sb ( t )e j120  u sc ( t )e j240   U dc  U dce j120  U dce j240  3 0 0 3 3 3 0 3  Chương 1: Vector không gian và Bộ nghịch lưu ba pha I.9
  13. (ĐKCMĐ-ĐKSHTĐC-ĐKĐCKĐB) TB   u phase_1  2 U dc 3 3   2  2 3  1  e j120  e j240  U dc  U dce j0 , 0 0 3 3 0 Hay  2   2 2 1 1  u phase_1  u sa ( t )  a.u sb ( t )  a 2 .u sc ( t )   U dc  a.U dc  a 2 .U dc  3 3 3 3 3  với a  e j120 , 1  a  a 2   0 0   u phase_1  2 U dc 3 3   2  2 3  1  a  a 2  U dc  U dce j0 3 3 0 Phương pháp hình học: có hình vẽ B 2/3Udc A U1(100) C  Hình 1.10: Vector không gian điện áp stator u s ứng với trạng thái (100).  Ở trạng thái (100), vector không gian điện áp pha stator u phase_ 0 có độ lớn bằng 2/3Udc và có góc pha trùng với trục pha A.  Trong một số trường hợp, cần xét vector không gian điện áp dây của stator.  2    u line  u ab ( t )  u bc ( t )  u ca ( t ) 3 hay  2   u line  u ab ( t )  u bc ( t )e j120  u ca ( t )e j240 3 0 0 hay  2   u line  u ab ( t )  a.u ba ( t )  a 2 .u ca ( t ) 3 với a  e j120 0 Ví dụ 1.10: Xét bộ nghịch lưu ở trạng thái 100: Khi đó các điện áp pha uab=Udc, ubc= 0, uca= -Udc. Phương pháp đại số: theo phương trình trên:  2    2 u line_1  u ab ( t )  u bc ( t )e j120  u ca ( t )e j240  U dc  U dce j240 3 0 0 3 0   2  0 2   0 2   1 u line_1  U dc  U dce j240  U dc 1  e j60  U dc 1    j 3    3 3 3   2 2  Chương 1: Vector không gian và Bộ nghịch lưu ba pha I.10
  14. (ĐKCMĐ-ĐKSHTĐC-ĐKĐCKĐB) TB  2 3 3 2  3 1 2 u line_1  U dc   j   3U dc   j   0 3U dce j30 3 2 2  3  2 2 3 Phương pháp hình học: có hình vẽ: BC 2/3Udc Uline_1 AB CA  Hình 1.11: Vector không gian điện áp dây stator u line _ 1 ứng với trạng thái (100).  Ở trạng thái (100), vector không gian điện áp dây stator u line _ 1 có độ lớn bằng 2 3U dc và có góc pha là 30o. 3  Ví dụ 1.11: Tìm (độ lớn và góc của) vector không gian điện áp stator u line ứng với  trạng thái (110), u line _ 2 ? (Giải theo phương pháp đại số và phương pháp hình học)  Xét tương tự cho các trạng thái còn lại, rút ra được công thức tổng quát  2 j( 2 k 1) U line _ k  3U dc e 6 k = 1, 2, 3, 4, 5, 6 3 Ud2 Ud3 Ud1 Ud0 Ud7 Trục uab Ud4 Ud6 Ud5 Chương 1: Vector không gian và Bộ nghịch lưu ba pha I.11
  15. (ĐKCMĐ-ĐKSHTĐC-ĐKĐCKĐB) TB Hình 1.12: Các vector không gian điện áp dây stator. Ví dụ 1.12: Chứng minh các vector điện áp có giá trị như sau: 5 5 2 j 2 j a/ v 6 pha  VDC e 3 b/ v3 day  3VDC e 6 3 3  Điều chế biên độ và góc vector không gian điện áp dùng bộ nghịch lưu ba pha U3 (010) U2 (110) CCW T2 us U0 (000)  U4 (011) U1 (100) T1 U7 (111) CW U5 (001) U6 (101) Hình 1.13: Điều chế biên độ và góc vector không gian điện áp. Để không quá điều chế, biên độ điện áp phải nằm trong U dc vòng tròn nội tuyến của lục giác: u s  3 T1 T T us  U1  2 U 2  0 U 0 ( U 7 ) TPWM TPWM TPWM hay u s  a.U1  b.U 2  c.U 0 (U 7 ) Chương 1: Vector không gian và Bộ nghịch lưu ba pha I.12
  16. (ĐKCMĐ-ĐKSHTĐC-ĐKĐCKĐB) TB U2 (110) T2 us U0 (000)  U1 (100) T1 U7 (111) us  us a 3 sin(   ) b 3 sin   c  1 – (a+b) Udc 3 Udc  T1 = a.TPWM T2 = b.TPWM T0 = c.TPWM với chu kỳ điều rộng xung: TPWM  (T1 + T2) + T0 hay T0  TPWM – (T1 + T2) với TPWM  const Tổng quát: us =a.Ux + b.Ux+60 + c.{U0, U7} Trong đó,  là góc giữa vector Ux và vector điện áp us.  a  b   2U dc  2U dc  Có thể tính theo: a  b  c     3 hay c  a  b    3 u  1 u  s   s  Bằng cách điều khiển chuyển đổi trạng thái đóng cắt các khóa của bộ nghịch lưu thông qua T1, T2 và T0, dễ dàng điều khiển độ lớn và tốc độ quay của vector không gian điện áp. Khi đó dạng điện áp ngõ ra bộ nghịch lưu có dạng PWM sin.  2  2 j  Ví dụ 1.13: Chứng minh u s e j  T1  U dc   T2  U dce 6   3  3  Chương 1: Vector không gian và Bộ nghịch lưu ba pha I.13
  17. (ĐKCMĐ-ĐKSHTĐC-ĐKĐCKĐB) TB Hình 1.14: Điều chế biên độ và tần số điện áp. Chương 1: Vector không gian và Bộ nghịch lưu ba pha I.14
  18. (ĐKCMĐ-ĐKSHTĐC-ĐKĐCKĐB) TB Hình 1.15: Dạng điện áp và dòng điện PWM sin. Chương 1: Vector không gian và Bộ nghịch lưu ba pha I.15
  19. (ĐKCMĐ-ĐKSHTĐC-ĐKĐCKĐB) TB 4 2 j Bài tập 1.1. Chứng minh: u phase_ 5  U dce 3 3 7 2 j Bài tập 1.2. Chứng minh: u line_ 4  3U dce 6 3 Bài tập 1.3. Điện áp ba pha 380V, 50Hz. Tại thời điểm t = 6ms. Tính usa, usb, usc? Từ đó tính us , us, |us| theo định nghĩa vector không gian? Biết góc pha ban đầu của pha A là o = 0. Bài tập 1.4. Lưới điện 3 pha 4 dây 380V. Tính Udc trung bình, Us max (trong vòng tròn nội tiếp), Upha, Udây của biến tần: a. 1 pha. b. 3 pha. Bài tập 1.5. Điện áp ba pha cấp cho bộ nghịch lưu là 380V, 50Hz. Tính điện áp pha lớn nhất mà bộ nghịch lưu có thể cung cấp cho động cơ nối Y. Bài tập 1.6. Điện áp một pha cấp cho bộ nghịch lưu là 220V, 50Hz. Tính điện áp dây lớn nhất mà bộ nghịch lưu có thể cung cấp cho động cơ. Bài tập 1.7. Bộ biến tần dùng ở Việt Nam, 3 pha 380V (ngõ vào). Được cấp nguồn 3 pha 380V, 50Hz. a) Tụ lọc khá nhỏ: _ Tính điện áp trung bình trên DC Link? _ Tính biên độ điện áp pha lớn nhất (chưa quá điều chế)? _ Tính điện áp hiệu dụng pha lớn nhất? _ Tính điện áp hiệu dụng dây lớn nhất? b) Tụ lọc đủ lớn: tính lại câu a). Bài tập 1.8. Tính lại câu trên với biến tần 1 pha 220V (ngõ vào). Bài tập 1.9. Bộ biến tần như hình vẽ trên được cấp điện 3 pha có điện áp dây 380V, 50Hz. Giả sử tụ C1 cuộn dây L1 rất nhỏ. a. Tính giá trị điện áp một chiều trung bình Udc_tb trên ngõ ra của bộ chỉnh lưu? b. Tính trị hiệu dụng của điện áp dây UdRMS lớn nhất mà biến tần trên có thể  cấp cho động cơ 3 pha nối Y (khi chưa quá điều chế, u s như hình vẽ trên)? Bài tập 1.10. Điện áp ba pha cấp cho bộ nghịch lưu là 380V, 50Hz. Điện áp pha bộ nghịch lưu cấp cho đồng cơ là 150V và 50Hz. Tại thời điểm t = 6ms. Tính T1, T2 và T0? Biết góc pha ban đầu o = 0 và tần số điều rộng xung là 20KHz. Bài tập 1.11. Lập bảng và vẽ giản đồ vector các điện áp dây thành phần tương ứng với 8 trạng thái của bộ nghịch lưu. Bài tập 1.12. Nêu các chức năng của khoá S7 và các diode ngược (mắc song song với các khoá đóng cắt S1 –S6) trong bộ nghịch lưu? Bài tập 1.13. Cho Udc = 309V, trạng thái các khoá như sau: S2, S3, S6: ON; và S1, S4, S5: OFF. Tính các điện áp usa, usb, usc, UAB, UBC? Bài tập 1.14. Khi tăng tần số điều rộng xung (PWM) của bộ nghịch lưu, đánh giá tác động của sóng hài bậc cao lên dòng điện động cơ. Phương pháp điều khiển nào có tần số PWM luôn thay đổi? Bài tập 1.15. Biến tần (hình dưới) có thông số ngõ vào 3 pha 380Vrms, 50Hz; ngõ ra 380V, 0-400Hz, động cơ 2HP, nối , 380Vrms, 50Hz, hệ số công suất PF=0,8. Biết tụ điện C đủ lớn để lọc phẳng điện áp DC. Ngõ vào biến tần được cấp nguồn 3 pha 380Vrms, 50Hz. Ngõ ra biến tần cấp nguồn cho động cơ không đồng bộ ba pha. Chương 1: Vector không gian và Bộ nghịch lưu ba pha I.16
  20. (ĐKCMĐ-ĐKSHTĐC-ĐKĐCKĐB) TB a) Tính điện áp một chiều trên tụ điện C (DC Link)? (0,5 b) Tính giá trị cuộn dây choke 3 pha 3% (sụt áp trên choke bằng 3% điện áp định mức) gắn thêm trước bộ điều khiển động cơ để lọc sóng hài? (0,5 c) Tính công suất lớn nhất của động cơ nối , 220Vrms, 50Hz, PF=0,8 mà biến tần trên có thể điều khiển được? (0,5 d) Nếu động cơ nối , 220Vrms, 50Hz được đấu dây lại thành nối Y: tính công suất lớn nhất của động cơ mà biến tần trên có thể điều khiển được? Khi đó tính điện áp hiệu dụng pha và điện áp hiệu dụng dây lớn nhất mà biến tần có thể cấp cho động cơ (khi chưa quá điều chế)? (1 e) Động cơ nối Y, biết trạng thái các khoá của biến tần trên như sau: S1, S4, S5: ON; và S2, S3, S6: OFF. Tính các điện áp pha của động cơ (stator) trên các hệ tọa độ abc (usa, usb, usc),  (us, us)? f) Chương 2: Tính các điện áp pha của động cơ (stator) trên hệ tọa độ dq (usd, usq). Cho biết góc hệ toạ độ quay lúc đó là r = 270o. (1,5 Ví dụ 1.1: Chứng minh?  a) us ( t )  us e js t  us s t   us coss t   jsins t  (1.6) 2   3  b) us  u as  0,5u bs  0,5u cs   j u bs  3 u cs   (1.5) 3   2 2   Ví dụ 1.2: Chứng minh ma trận chuyển đổi hệ toạ độ αβ  abc?   1 0  u as    s    1 3  u s  u bs      (1.11) u   2 2  u ss    cs   1 3   2  2  Ví dụ 1.3: Chứng minh: Ví dụ 1.4: Chứng minh các phương trình tính điện áp pha? U Nn  U An  U Bn  U Cn  1 a) 3 2 1 1 b) U AN  U An  U Bn  U Cn 3 3 3 Chương 1: Vector không gian và Bộ nghịch lưu ba pha I.17

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản