ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
------------------------
TRẦN THỊ HOÀN
NGHIÊN CỨU BỘ BIẾN ĐỔI XOAY CHIỀU – MỘT
CHIỀU BỐN GÓC PHẦN TƯ
CHUYÊN NGÀNH: TỰ ĐỘNG HÓA
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS BÙI QUỐC KHÁNH
08/2009
MỤC LỤC
MỤC LỤC.................................................................................................................................................................2
MỤC LỤC.................................................................................................................................................................4
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT.................................................................................5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ................................................................................................................................6
MỞ ĐẦU...................................................................................................................................................................9
CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH NHƯỢC ĐIỂM TRUYỀN ĐỘNG T – Đ ĐẢO CHIỀU..................................10
1.1. GIỚI THIỆU VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG THIRISTO – ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU (T-Đ).................................................10
1.1. GIỚI THIỆU VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG THIRISTO – ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU (T-Đ)..................10
1.1.2. CHẾ ĐỘ DÒNG LIÊN TỤC.....................................................................................................................11
1.1.1. Chế độ dòng liên tục......................................................................................................................11
1.1.3. HIỆN TƯỢNG CHUYỂN MẠCH...........................................................................................................13
1.1.2. Hiện tượng chuyển mạch...............................................................................................................13
1.1.4. CHẾ ĐỘ DÒNG ĐIỆN GIÁN ĐOẠN.....................................................................................................15
1.1.3. Chế độ dòng điện gián đoạn..........................................................................................................15
1.2. PHÂN TÍCH SÓNG HÀI BẬC CAO.................................................................................................................18
1.2. PHÂN TÍCH SÓNG HÀI BẬC CAO..........................................................................................................18
1.4. DÒNG ĐIỆN GIÁN ĐOẠN..........................................................................................................................22
1.3. DÒNG ĐIỆN GIÁN ĐOẠN............................................................................................................................22
1.4. QUÁ TRÌNH ĐẢO CHIỀU Ở HỆ T- Đ............................................................................................................24
1.4.1. Mạch lực........................................................................................................................................24
A. PHÂN TÍCH ĐẢO CHIỀU.............................................................................................................................25
1.4.2. Phân tích đảo chiều.......................................................................................................................25
B. LOGIC ĐIỀU KHIỂN.....................................................................................................................................26
C. DIỄN BIẾN QUÁ TRÌNH ĐẢO CHIỀU.....................................................................................................27
1.5. KẾT LUẬN................................................................................................................................................30
CHƯƠNG 2PHÂN TÍCH NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA CHỈNH LƯU BIẾN ĐIỆU ĐỘ RỘNG
XUNG......................................................................................................................................................................31
CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA CHỈNH LƯU BIẾN ĐIỆU ĐỘ RỘNG
XUNG......................................................................................................................................................................31
2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ.................................................................................................................................................31
2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ............................................................................................................................................31
2.2. CẤU TRÚC MẠCH LỰC FQR (THREE- PHASE FOUR- QUADRANT PWM RECTIFIER).....................................31
2.2. CẤU TRÚC MẠCH LỰC.............................................................................................................................31
2.2.1. Bộ lọc đầu vào:..............................................................................................................................32
2.2.2. Bộ biến đổi.....................................................................................................................................33
2.3. ĐIỀU CHẾ VECTOR KHÔNG GIAN.......................................................................................................33
- 2 -
2.3. ĐIỀU CHẾ VECTOR KHÔNG GIAN................................................................................................................33
2.3.1. KHÁI NIỆM VECTOR KHÔNG GIAN VÀ VECTOR CHUẨN......................................................33
2.3.1. Khái niệm vector không gian và vector chuẩn..............................................................................33
2.3.2. XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ VECTOR KHÔNG GIAN............................................36
2.3.2. Xây dựng phương pháp điều chế vector không gian.....................................................................36
2.3.2.1. Xác định vector biên chuẩn........................................................................................................................36
2.3.2.1. XÁC ĐỊNH VECTORIREF THUỘC SECTOR NÀO......................................................................37
2.3.2.2. Xác định vector iref thuộc sector nào........................................................................................................37
2.3.2.2. XÁC ĐỊNH TỈ SỐ ĐIỀU BIẾN CHO TỪNG SECTOR..................................................................39
2.3.2.3. Xác định tỉ số điều biến d1, d2..................................................................................................................39
2.3.2.3. XÁC ĐỊNH MẪU XUNG CHO TỪNG SECTOR.............................................................................41
2.3.2.4. Xác định mẫu xung cho từng sector...........................................................................................................41
2.4. KẾT LUẬN................................................................................................................................................49
CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG CHỈNH LƯU PWM CHO TRUYỀN ĐỘNG ĐẢO CHIỀU ĐỘNG CƠ MỘT
CHIỀU.....................................................................................................................................................................50
CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG CHỈNH LƯU PWM CHO TRUYỀN ĐỘNG ĐẢO CHIỀU ĐỘNG CƠ MỘT
CHIỀU.....................................................................................................................................................................50
3.1. ĐẶT VẤN ĐỀ:................................................................................................................................................50
3.1. ĐẶT VẤN ĐỀ............................................................................................................................................50
3.2. XÂY DỰNG CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN BỐN GÓC PHẦN TƯ FQR (FOUR – QUADRANT PWM RECTIFIER) CHO
ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU DC.................................................................................................................................50
3.3. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU CHỈNH..........................................................................................................................51
3.3. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU CHỈNH.....................................................................................................................51
3.3.1. Động cơ một chiều.........................................................................................................................51
3.3.1. TỔNG HỢP MẠCH VÒNG DÒNG ĐIỆN.............................................................................................52
3.3.2. Tổng hợp mạch vòng dòng điện.....................................................................................................52
3.3.2. TỔNG HỢP MẠCH VÒNG TỐC ĐỘ....................................................................................................53
3.3.3. SỐ HÓA BỘ ĐIỀU CHỈNH......................................................................................................................55
3.3.3. Số hóa bộ điều chỉnh.....................................................................................................................55
3.4. ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG VÀ CÔNG SUẤT TÁC DỤNG..................................56
3.4. ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG VÀ CÔNG SUẤT TÁC DỤNG...............................................................56
CHƯƠNG 4 MÔ PHỎNG VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM................................................58
CHƯƠNG 4 MÔ PHỎNG VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM................................................58
4.1. MÔ PHỎNG BỘ CHỈNH LƯU BA PHA BỐN GÓC PHẦN TƯ...............................................................................58
4.1. MÔ PHỎNG BỘ CHỈNH LƯU BA PHA BỐN GÓC PHẦN TƯ..........................................................58
4.1.1. MÔ HÌNH MÔ PHỎNG CHỈNH LƯU PWM.......................................................................................58
4.1.1. Mô hình mô phỏng chỉnh lưu PWM...............................................................................................58
4.1.2. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG............................................................................................................................61
- 3 -
4.1.2. Kết Quả mô phỏng.........................................................................................................................61
4.2. XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM..........................................................................................................71
4.2.2.1. XÂY DỰNG MÔ HÌNH..........................................................................................................................71
4.2.1. Cấu trúc thực nghiệm..................................................................................................................71
4.2.1.1. Giới thiệu về card điều khiển 1104 của hãng dSPACE............................................................................73
4.2.1.2. Phần mền Control Desk..............................................................................................................................74
4.2.1.3.Card giao diện và hệ thống đo lường...........................................................................................................74
4.2.2. Quá trình thực nghiệm tại phòng thí nghiệm.................................................................................76
4.2.2. QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM....................................................................76
4.2.3. Kết quả thực nghiệm......................................................................................................................77
4.2.2.2. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM.................................................................................................................77
4.3. KẾT LUẬN:...............................................................................................................................................81
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................................................82
- 4 -
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT
idc Giá trị dòng điện một chiều
udc Giá trị điện áp một chiều
iref Giá trị dòng điện chỉnh lưu
i, i Thành phần vector dòng điện trên hệ trục tọa độ
f Tần số
RA Điện trở phần ứng
LA Điện cảm phần ứng
M Động cơ một chiều
Tốc độ quay của động cơ
* Giá trị tốc độ đặt
isd Thành phần vector dòng điện vào bộ chỉnh lưu trên hệ trục tọa độ d - q
isq Thành phần vector dòng điện vào bộ chỉnh lưu trên hệ trục tọa độ d - q
P Công suất tác dụng
Q Công suất phản kháng
RI Khâu điều chỉnh dòng điện
R Khâu điều chỉnh tốc độ
THD Hệ số méo dạng dòng điện
BBĐ Bộ biến đổi
MBA Máy biến áp
PLL Khối đồng pha
LC Mạch lọc LC
DC Động cơ một chiều
ADC Bộ chuyển đổi tương tự số (Analog -to Digital Converter)
I/O Cổng vào ra (Input/ Output)
PWM Điều chế độ rộng xung (viết tắt của Pulse Width Modulation)
SVM Điều biến vector không gian (viết tắt của Space Vector Modulation)
FQR Bộ chỉnh lưu điều biến độ rộng xung ba pha bốn góc phần tư (Three-
phase Four- Quadrant PWM Rectifier)
- 5 -
