Mạch điện cần mô phỏng:
- Giải thuật điều khiển PD ( sóng mang cùng pha).
- Lấy sóng mang Car1, Car2 từ Elements/Sources/Voltage/Triangular
sau đó khai báo cho Car1 VPeak to Peak=1, Frequency= 1500Hz, DC offset= -1.
Car2 VPeak to Peak=1, Frequency= 1500Hz, DC offset= 0.
- Lấy sóng sin từ Elements/Sources/Voltage/Sine sau đó khai báo
cho SinA, Peak amplitude = 0.98, Frequency= 50Hz, Phase angle = 0.
- Khai báo cho SinB, Peak amplitude = 0.98, Frequency= 50Hz,
Phase angle = 120.
- Khai báo cho SinB, Peak amplitude = 0.98, Frequency= 50Hz,
Phase angle = 240.
- Để giao tiếp giữa bộ điều khiển và công suất PSIM cần sử dụng
bộ on/off switch controler, lấy bộ on/off switch controler từ
Elements/Orther/ Switch controler.
119 trang |
Chia sẻ: Tiểu Khải Minh | Ngày: 27/02/2024 | Lượt xem: 31 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Giáo trình Ứng dụng PSIM trong điện tử công suất (Phần 2) (Giáo trình dành cho sinh viên ngành Điện - Điện tử), để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
điểm γ tồn tại cả hai dòng điện của ISCR13,
ISCR24 nên ngắn mạch ngõ ra làm sụt áp ngõ ra, giải thích tương tự cho
giai đoạn 2.
Hiện tượng trên ta gọi là hiện tượng trùng dẫn.
154
b. Mô phỏng bằng phần mềm PSIM
Mạch điện cần mô phỏng:
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
Hình 3.27: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và dòng điện, điện áp trên tải
R+L cầu một pha có điều khiển trường hợp trùng dẫn
155
5. TẢI R+E
a. Cơ sở lý thuyết
Ud
R
U2U1
I2I1
Id
SCR1SCR4
SCR2SCR3
E
+
, U2, E
t
t
0
Ud
E
0
GĐ1 GĐ3GĐ2 GĐ4 GĐ5
α
GĐ6 GĐ7 GĐ8
θ1 π+θ1π 2ππ+αα θ2 π+θ2
Hình 3.28: Sơ đồ và đồ thị dạng sóng điện áp ngõ vào, điện áp trên tải
R+E cầu một pha có điều khiển
Điều kiện để SCR dẫn: VA>VK, u2>E, VG>0 (được kích xung từ
0÷π hoặc từ π÷2π).
Giai đoạn 1 (GĐ1): Trong khoảng từ 0÷θ1, u2>0, u2<E, SCR1,
SCR3chưa có xung kích nên chưa đủ điều kiện dẫn (do chưa có xung kích
và u2<E) ⇒ Ud có dạng sóng ngõ ra bằng nguồn E.
Giai đoạn 2 (GĐ2): Trong khoảng từ θ1÷α (xung kích phát từ
0÷π), VA>VK, u2>E, SCR1, SCR3 chưa có xung kích nên chưa đủ điều
kiện dẫn ⇒ Ud có dạng sóng ngõ ra bằng nguồn E.
Giai đoạn 3 (GĐ3): Trong khoảng từ α÷θ2 , VA>VK, u2>E, VG>0
(SCR1, SCR3 được kích xung từ 0÷π) nên SCR1, SCR3 dẫn (thỏa mãn
điều kiện dẫn) ⇒ Ud có dạng sóng giống như dạng sóng u2 (u2 tính từ
α÷θ2) .
Giai đoạn 4 (GĐ4): Trong khoảng từ θ2÷π , VA>VK, u20
(xung được duy trì) nên SCR2, SCR4PCN (do u2<E) ⇒ Ud có dạng sóng
ngõ ra bằng nguồn E.
Giai đoạn 5 (GĐ5): Trong khoảng từ π÷(π+θ1), VA<VK nên SCR2,
SCR4 chưa đủ điều kiện dẫn (do chưa có xung kích và u2<E). Vì thế Ud
có dạng sóng ngõ ra bằng nguồn E.
156
Giai đoạn 6 (GĐ2): Trong khoảng từ (π+θ1)÷(π +α)(xung kích phát
từ π÷2π), VA>VK, u2>E, SCR2, SCR4chưa có xungkích nênchưa đủ điều
kiện ⇒ Ud có dạng sóng ngõ ra bằng nguồn E.
Giai đoạn 7 (GĐ3): Trong khoảng từ (π +α)÷(π+θ2), VA>VK, u2>E,
VG>0 (SCR2, SCR4 được kích xung từ π÷2π) nên SCR2, SCR4 dẫn (thỏa
mãn điều kiện dẫn) ⇒ Ud có dạng sóng giống như dạng sóng u2 (u2 tính từ
(π+α)÷π+θ2).
Giai đoạn 8 (GĐ4): Trong khoảng từ (π+θ2)÷2π, VA>VK, u2<E,
VG>0 (xung được duy trì)nên SCR2, SCR4 PCN (do u2<E) ⇒Ud có dạng
sóng ngõ ra bằng nguồn E.
b. Mô phỏng bằng phần mềm PSIM
Mạch điện cần mô phỏng:
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
Hình 3.29: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và dòng điện, điện áp trên tải
R+E cầu một pha có điều khiển
157
6. TẢI R+L+E
a. Cơ sở lý thuyết
Ud
R
U2U1
I2I1
Id
SCR1SCR4
SCR2SCR3
E+
, U2, E
t
t
0
Ud
E
0
GĐ1 GĐ3GĐ2 GĐ4 GĐ5
α
GĐ6 GĐ7 GĐ8
L
α
λ
θ1 π+θ1π 2ππ+αα θ2 π+θ2
Hình 3.30: Sơ đồ và đồ thị dạng sóng điện áp ngõ vào, điện áp trên tải
R+L+E cầu một pha có điều khiển
Điều kiện để Diode Phân cực thuận: VA>VK, u2>E, VG>0 (được
kích xung từ 0÷π hoặc từ π÷2π).
Giai đoạn 1 (GĐ1): Trong khoảng từ 0÷θ1, u2>0, u2<E, SCR1,
SCR3 chưa có xung kích nên chưa đủ điều kiện dẫn (do u2<E) ⇒ Ud có
dạng sóng ngõ ra bằng nguồn E.
Giai đoạn 2 (GĐ2): Trong khoảng từ θ1÷α1 (xung kích phát từ
0÷π), VA>VK, u2>E, SCR1, SCR3 chưa có xung kích nên chưa đủ điều
kiện dẫn ⇒ Ud có dạng sóng ngõ ra bằng nguồn E.
Giai đoạn 3 (GĐ3): Trong khoảng từ α÷θ2, VA>VK, u2>E, VG>0
(được kích xung từ 0÷π) nên SCR1, SCR3 dẫn (thỏa mãn điều kiện dẫn)
⇒ Ud có dạng sóng giống như dạng sóng u2 (u2 tính từ α÷θ2), do đó L
nạp năng lượng.
Giai đoạn 4 (GĐ4): Trong khoảng từ θ2÷π , VA>VK, u20
(xung được duy trì) nên SCR2, SCR4 PCN (u2<E), L xả năng lượng ⇒Ud
có dạng sóng ngõ ra xả qua góc θ2.
Giai đoạn 5 (GĐ5): Trong khoảng từ π÷(π+θ1), VA<VK nên SCR2,
SCR4 chưa đủ điều kiện dẫn (do chưa có xung kích và u2<E) ⇒ Ud có
dạng sóng ngõ ra bằng nguồn E.
Giai đoạn 6 (GĐ2): Trong khoảng từ (π+θ1)÷(π +α), xung kích phát
từ π÷2π), VA>VK, u2>E, SCR2, SCR4 chưa có xung kích nên chưa đủ
điều kiện dẫn ⇒ Ud có dạng sóng ngõ ra bằng nguồn E.
158
Giai đoạn 7 (GĐ3): Trong khoảng từ (π +α)÷(π+θ2), VA>VK,
u2>E, VG>0, được kích xung từ π÷2π nên SCR2, SCR4 dẫn (thỏa mãn
điều kiện dẫn) ⇒ Ud có dạng sóng giống như dạng sóng u2 (tính từ (π
+α)÷(π+θ2)), L nạp năng lượng.
Giai đoạn 8 (GĐ4): Trong khoảng từ (π+θ2)÷2π, VA>VK, u2<E,
VG>0, xung được duy trì nên SCR2, SCR4 PCN do u2<E ⇒ L xả năng
lượng ⇒ Ud có dạng sóng ngõ ra xả qua góc π+θ2.
b. Mô phỏng bằng phần mềm PSIM
Mạch điện cần mô phỏng:
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
Hình 3.31: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và dòng điện, điện áp trên tải
R+L+E cầu một pha có điều khiển
159
IV. CHỈNH LƯU TIA BA PHA CÓ ĐIỀU KHIỂN
1. TẢI R
a. Cơ sở lý thuyết
Ud
A
B
C
R Id
0
ua
ub
uc
Ua,b,c
t
t
t
t
t
t
0
0
0
0
0
α=300
α=00
α=600
α=900
α=1200
SCR1
SCR2
SCR3
π/6 5π/6 9π/6 13π/6
GĐ1
0
GĐ2
GĐ3 GĐ4
GĐ5 GĐ6
5π/6+α 9π/6+α
5π/6+α 9π/6+α
5π/6+α 9π/6+α
VA >VK
VG >0
π/6+α
π/6+α
π/6+α
Hình 3.32: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và điện áp trên tải R tia ba pha
có điều khiển
Điều kiện để SCR dẫn: VA>VK và VG(được kích xung từ π/6+ α
hoặc 5π/6+ α hoặc 9π/6+ α).
- Trường hợp dòng liên tục: α < π/6 .
Xét: π/6+α ÷5π/6+α VA>VK và VG được kích SCR1 dẫn
5π/6+α÷9π/6+α VA>VK và VG được kích SCR2 dẫn
9π/6+α÷13π/6+α VA>VK và VG được kích SCR3 dẫn
- Trường hợp dòng gián đoạn: α > π/6.
Xét: π/6+α÷π VA>VK và VG được kích SCR1 dẫn
(π+α)÷10π/6 VA>VK và VG được kích SCR2 dẫn
10π/6+α÷14π/6 VA>VK và VG được kích SCR3 dẫn
Trong phần điều khiển tia ba pha, điểm chuyển mạch tự nhiên của
pha A: π/6, pha B: 5π/6, pha C: 9π/6, ta biết điều kiện SCR dẫn VA>VK,
VG>0 (đồng bộ giữa điện áp đặt trên tải và xung kích), nếu mất đồng bộ
điện áp trên tải rất khó điều khiển. Đối với mạch chỉnh lưu ba pha khi tín
hiệu sine A > π/6+0.7, sine B > 5π/6+0.7, sine C > 9π/6+0.7 là VA>VK,
trong mạch mô phỏng ta lấy cảm biến áp A đặt vào hai đầu tín hiệu đồng
bộ (do mối nối chuyển mạch của Diod = 0.7 quá nhỏ so với điện áp trên
160
tải nên có thể bỏ qua do đó chỉ nối giữa hai đầu pha A và pha Cchứ
không cần cộng thêm 0.7 như đã phân tích ), cảm biến áp B đặt vào hai
đầu tín hiệu đồng bộ (giữa hai đầu pha B và pha A), cảm biến áp C đặt
vào hai đầu tín hiệu đồng bộ (giữa hai đầu pha C và pha B) ngõ ra cảm
biến sẽ đến mạch điều khiển phát xung.
b. Mô phỏng bằng phần mềm PSIM
Mạch điện cần mô phỏng:
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
α=1450
α=1200
α=900
α=600
α=300
α=00
Hình 3.33: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và dòng điện, điện áp trên tải R
tia ba pha có điều khiển
161
2. TẢI R+ L
a. Cơ sở lý thuyết
Ud
A
B
C
R Id
0
ua
ub
uc
Ua,b,c
t
t
t
t
t
t
0
0
0
0
0
α=300
α=00
α=600
α=900
α=1200
SCR1
SCR2
SCR3
π/6 5π/6 9π/6 13π/6
Dòng gián đoạn
L
λ
λ
VA >VK
VG >0
Hình 3.34: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và điện áp trên tải R+L tia ba
pha có điều khiển
VA>VK và VG được kích (được kích xung từ π/6+α hoặc 5π/6+α
hoặc 9π/6+α)
- Trường hợp dòng liên tục: α<π/6 .
Xét : π/6+α÷5π/6+α VA>VK và VG được kích SCR1 dẫn ⇒ L nạp
năng lượng
5π/6+α÷9π/6+α VA>VK và VG được kích SCR2 dẫn
⇒ L nạp năng lượng
9π/6+α÷13π/6+α VA>VK và VG được kích SCR3 dẫn ⇒
L nạp năng lượng
- Trường hợp dòng gián đoạn: α>π/6.
Xét: π/6+α÷π VA>VK và VG được kích SCR1 dẫn ⇒
L nạp năng lượng
π÷λ L xả năng lượng duy trì thời gian dẫn
cho SCR1 ⇒ L xả qua trục 0
5π /6÷10π/6 VA>VK và VG được kích SCR2 dẫn ⇒
L nạp năng lượng
10π/6÷λ L xả năng lượng duy trì thời gian dẫn
cho SCR2 ⇒ L xả qua trục 0
162
9π/6÷14π/6 VA>VK và VG được kích SCR3 dẫn ⇒
L nạp năng lượng
14π/6÷λ L xả năng lượng duy trì thời gian dẫn
cho SCR3 ⇒ L xả qua trục 0
b. Mô phỏng bằng phần mềm PSIM
Mạch điện cần mô phỏng:
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
α=00
α=300
α=600
α=900
α=1200
Hình 3.35: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và dòng điện, điện áp
trên tải R+L tia ba pha có điều khiển
163
3. TẢI R+ E
a. Cơ sở lý thuyết
- Trường hợp nguồn E nhỏ hơn điểm chuyển mạch tự nhiên
�√
2𝑈𝑈2
2
> 𝐸𝐸�
Điều kiện để SCR phân cực thuận: VA>VK, VG>0, ua,b,c>E. Do E
nhỏ hơn điểm chuyển mạch tự nhiên �√2𝑈𝑈2
2
> 𝐸𝐸� nên u2 luôn lớn hơn E.
Dạng sóng được biểu diễn như tia ba pha có điều khiển tải R.
- Trường hợp nguồn E nhỏ hơn điểm chuyển mạch tự nhiên
�√
2𝑈𝑈2
2
< 𝐸𝐸�
Ud
A
B
C
R Id
0
ua
ub
uc
Ua,b,c
t
t
t
0
0
α=300
α=00
α=900
SCR1
SCR2
SCR3
E
E
0
0
t
θ2θ1
π/6+α
π π+θ2 2π-θ1 2π+θ1
5π/6+α 9π/6+α
VA >VK
VG >0
U2 >E
Hình 3.36: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và điện áp trên tải R+E tia ba
pha có điều khiển
Điều kiện để SCR phân cực thuận: VA>VK , ua,b,c>E, VG>0
Trong khoảng từ 0÷θ1: ua>0, ua<E, SCR1 chưa có xung kích nên
SCR1 PCN ⇒ Ud có dạng sóng ngõ ra bằng E.
Trong khoảng từ θ1÷α: ua>0, ua>E, SCR1 chưa có xung kích nên
SCR1 PCN ⇒ Ud có dạng sóng ngõ ra bằng E.
Trong khoảng từ (π/6+α)÷θ2: ua>0, ua>E, VG>0, SCR1 có xung kích
nên SCR1 PCT ⇒ Ud có dạng sóng ra như dạng sóng ngõ vào ua (dạng
sóng ua từ π/6+α÷θ2).
164
Trong khoảng từ θ2÷π, ub>0, ub<E, SCR2 chưa có xung kích nên
PCN ⇒ Ud có dạng sóng ngõ ra bằng E.
Trong khoảng từ π÷(π+ θ1): ub>0, ub>E, SCR2 chưa có xung kích
nên SCR2 PCN ⇒ Ud có dạng sóng ngõ ra bằng E.
Trong khoảng từ (5π/6+α)÷(π+θ2): ub>0, ub>E, VG> 0, SCR2 có
xung kích nên SCR2 PCT ⇒ Ud có dạng sóng ra như dạng sóng ngõ vào
ub (dạng sóng ub từ (5π/6+α)÷(π+θ2)).
Trong khoảng từ (π+θ2)÷(2π- θ1): uc>0, uc<E, VG<0, SCR3 chưa có
xung kích nên SCR3 PCN ⇒ Ud có dạng sóng ngõ ra bằng E.
Trong khoảng từ (2π+θ1)÷(9π/6+α): uc>0, uc>E, SCR3 chưa có
xung kích nên SCR3 PCN ⇒ Ud có dạng sóng ngõ ra bằng E.
Trong khoảng từ (9π/6+α)÷(2π+θ2): uc>0, uc>E, VG> 0, SCR3 có
xung kích nên SCR3 PCT ⇒ Ud có dạng sóng ra như dạng sóng ngõ vào
uc (dạng sóng uc từ (9π/6+α)÷(2π+θ2)).
b. Mô phỏng bằng phần mềm PSIM
Mạch điện cần mô phỏng:
165
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
α=00
α=300
α=900
Hình 3.37: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và dòng điện, điện áp trên tải
R+E tia ba pha có điều khiển trường hợp �√2𝑈𝑈2
2
< 𝐸𝐸�
4. TẢI R+ L + E
a. Cơ sở lý thuyết
Ud
A
B
C
R Id
0
ua
ub
uc
Ua,b,c
t
t
t
0
0
α=300
α=00
α=900
SCR1
SCR2
SCR3
E
E
0
0
t
L
Hình 3.38: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và điện áp trên tải
R+L+E tia ba pha có điều khiển
166
Điều kiện để SCR phân cực thuận: VA>VK, ua,b,c>E, VG>0
Trong khoảng từ 0 ÷θ1: ua>0, ua<E, SCR1 chưa có xung kích nên
SCR1 PCN ⇒ Ud có dạng sóng ngõ ra bằng E.
Trong khoảng từ θ1÷α: ua>0, ua>E, SCR1 chưa có xung kích nên
SCR1 PCN ⇒ Ud có dạng sóng ngõ ra bằng E.
Trong khoảng từ (π/6+α)÷θ2: ua>0, ua>E, VG>0 SCR1 có xung kích
nên SCR1 PCT ⇒ Ud có dạng sóng ra như dạng sóng ngõ vào ua (dạng
sóng ua từ (π/6+α)÷θ2)), L nạp năng lượng.
Trong khoảng từ θ2÷π: ub>0, ub<E, SCR2 chưa có xung kích nên
SCR2 PCN, L xả năng lượng duy trì thời gian dẫn cho SCR1 ⇒ Ud có
dạng sóng xả qua trục 0.
Trong khoảng từ π÷(π+θ1): ub>0, ub>E, SCR2 chưa có xung kích
SCR2 PCN, L xả năng lượng duy trì thời gian dẫn cho SCR1 ⇒ Ud có
dạng nênxả qua trục 0 (phụ thuộc số vòng cuộn dây).
Trong khoảng từ (5π/6+α)÷(π+ θ2): ub>0, ub>E VG>0, SCR2 có
xung kích nên SCR2 PCT ⇒ Ud có dạng sóng ra như dạng sóng ngõ vào
ub (dạng sóng ub từ (5π/6+α)÷(π+θ2)), L nạp năng lượng.
Trong khoảng từ (π+θ2)÷( 2π-θ1): uc>0, uc<E, VG<0, SCR3 chưa có
kích xung nên SCR3 PCN, L xả năng lượng duy trì thời gian dẫn cho
SCR1 ⇒ Ud có dạng sóng xả qua trục 0.
Trong khoảng từ (2π+θ1)÷(9π/6+ α): uc>0, uc>E, SCR3 chưa có
xung kích nên SCR3 PCN, L xả năng lượng duy trì thời gian dẫn cho
SCR1 ⇒ Ud có dạng sóng xả qua trục 0.
Trong khoảng từ (9π/6+α)÷(2π+θ2): uc>0, uc>E, VG>0, SCR3 có
xung kích nên SCR3 PCT ⇒ Ud có dạng sóng ra như dạng sóng ngõ vào
uc (dạng sóng uc từ (9π/6+α)÷(2π+θ2)), L nạp năng lượng.
167
b. Mô phỏng bằng phần mềm PSIM
Mạch điện cần mô phỏng:
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
α=900
α=300
α=00
Hình 3.39: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và dòng điện, điện áp
trên tải R+L+E tia ba pha có điều khiển
168
V. CHỈNH LƯU CẦU BA PHA CÓ ĐIỀU KHIỂN
TOÀN PHẦN
1. TẢI R ĐIỀU KHIỂN TOÀN PHẦN
a. Cơ sở lý thuyết
Ud
SCR1 Id
A
B
C
Ua
Ub
Uc
Ud
P (+)
N (-)
R
SCR3 SCR5
SCR4 SCR6 SCR2
Ua,b,c
t
t
t
t
t
Xung lồng
0
0
0
α=300
α=00
α=600
α=900
π/6 3π/6
Ud
Ud
Ud
0
5π/6 7π/6 9π/611π/613π/6
Hình 3.40: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và điện áp trên tải R cầu ba
pha điều khiển toàn phần
Điều kiện để SCR dẫn: VA>VK và VG được kích (được kích xung
từ π/6+ α, 3π/6+ α, 5π/6+ α, 7π/6+ α, 9π/6+ α, 11π/6+ α). Xung kích phải
là xung rộng, xung chùm hoặc xung lồng.
- Trường hợp dòng liên tục: α < π/3.
Xét: π/6+α ÷ 3π/6+α VA>VK và VG được kích SCR1, SCR6 dẫn
3π/6+α ÷ 5π/6+α VA>VK và VG được kích SCR1, SCR2 dẫn
5π/6+α ÷ 7π/6+α VA>VK và VG được kích SCR3, SCR2 dẫn
7π/6 +α ÷ 9π/6+α VA>VK và VG được kích SCR3, SCR4 dẫn
9π/6 +α ÷ 11π/6+α VA>VK và VG được kích SCR5, SCR4 dẫn
11π/6 +α ÷ 13π/6+α VA>VK và VG được kích SCR5, SCR6 dẫn
- Trường hợp dòng gián đoạn: α > π/3.
Xét: π/6 +α ÷ 5π/6 VA>VK và VG được kích SCR1, SCR6 dẫn
3π/6 +α ÷ 7 π/6 VA>VK và VG được kích SCR1, SCR2 dẫn
5π/6 +α ÷ 9 π/ 6 VA>VK và VG được kích SCR3, SCR2 dẫn
169
7π/6 +α ÷ 11π/6 VA>VK và VG được kích SCR3, SCR4 dẫn
9π/6 +α ÷ 13π/6 VA>VK và VG được kích SCR5, SCR4 dẫn
11π/6 +α ÷ 15π/6 VA>VK và VG được kích SCR5, SCR6 dẫn
Trong phần điều khiển cầu pha, điểm chuyển mạch tự nhiên của
UAB: π/6, pha UAC: 3π/6, UBC: 5π/6, UBA : 7π/6, UCA : 9π/6, UCB: 11π/6 ta
biết điều kiện SCR dẫn VA>VK, VG>0 (đồng bộ giữa điện áp đặt trên tải
và xung kích) nếu mất đồng bộ điện áp trên tải rất khó điều khiển. Đối
với mạch chỉnh lưu cầu ba pha khi tín hiệu UAB (SCR1)>π/6÷3π/6, UBC
(SCR3) >5π/6÷7π/6, UCA (SCR5)>9π/6÷11π/6, UAC ta lấy xung đảo của
UCA, UBA ta lấy xung đảo của UAB, UCB ta lấy xung đảo của UBC là
VA>VK, trong mạch mô phỏng ta lấy cảm biến áp UAB (SCR1) đặt vào
hai đầu tín hiệu đồng bộ (giữa hai đầu pha A và pha B), cảm biến áp UBC
(SCR3) đặt vào hai đầu tín hiệu đồng bộ (giữa hai đầu pha B và pha C),
cảm biến áp UCA (SCR5) đặt vào hai đầu tín hiệu đồng bộ ( giữa hai đầu
pha C và pha A), cảm biến áp UAC (SCR4) đặt vào hai đầu tín hiệu đồng
bộ (giữa hai đầu pha A và pha C), lấy cảm biến áp UBA (SCR6) đặt vào
hai đầu tín hiệu đồng bộ (giữa hai đầu pha B và A), cảm biến áp UCB
(SCR2) đặt vào hai đầu tín hiệu đồng bộ (giữa hai đầu pha C và pha B)
ngõ ra cảm biến sẽ đến mạch điều khiển phát xung. Trong mạch chỉnh
lưu cầu ba pha toàn phần, trong một thời điểm có hai SCR cùng dẫn nên
ta phải khai báo độ rộng xung lớn bằng cách vào các Anpha control nhập
PWM = 1200. Nếu độ rộng xung nhỏ quá khi α = 600 điện áp trên tải sẽ bị
mất pha.
Mạch điện cần mô phỏng:
170
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
α=00
α=300
α=600
α=1100
α=900
Hình 3.41: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và dòng điện, điện áp
trên tải R cầu ba pha điều khiển toàn phần
2. TẢI R+L
a. Cơ sở lý thuyết
Ud
SCR1 Id
A
B
C
Ua
Ub
Uc
Ud
P (+)
N (-)
R
SCR3 SCR5
SCR4 SCR6 SCR2
Ua,b,c
t
t
t
t
t
0
0
0
0
α=300
α=00
α=600
α=900
Ud
Ud
Ud
0
L
Dòng gián đoạn
π
6
3π
6
5π
6
7π
6
11π
6
13π
6
15π
6
9π
6
Xung lồng
Hình 3.42: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và điện áp trên tải R+L
cầu ba pha điều khiển toàn phần
171
Điều kiện để SCR dẫn: VA>VK và VG được kích
- Trường hợp dòng liên tục: α < π/3 .
Xét : π/6 +α ÷ 3 π/6+α VA>VK và VG được kích SCR1, SCR6
dẫn ⇒ L nạp năng lượng
3π/6 +α ÷ 5 π/6+α VA>VK và VG được kích SCR1, SCR2
dẫn ⇒ L nạp năng lượng
5π/6 +α ÷ 7 π/6+α VA>VK và VG được kích SCR3, SCR2
dẫn ⇒ L nạp năng lượng
7π/6 +α ÷ 9 π/6+α VA>VK và VG được kích SCR3, SCR4
dẫn ⇒ L nạp năng lượng
9π/6 +α ÷ 11 π/6+α VA>VK và VG được kích SCR5, SCR4
dẫn ⇒ L nạp năng lượng
11π/6 +α ÷ 13 π/6+α VA>VK và VG được kích SCR5, SCR6
dẫn ⇒ L nạp năng lượng
- Trường hợp dòng gián đoạn: α > π/3.
Xét: π/6 +α ÷ 5π/6 VA>VK và VG được kích SCR1, SCR6
dẫn ⇒ L nạp năng lượng
5π/6 ÷ 6π/6 SCR1, SCR2 chưa xung kích không
dẫn ⇒ L xả năng lượng
3π/6 +α ÷ 7 π/6 VA>VK và VG được kích SCR1, SCR2
dẫn ⇒ L nạp năng lượng
7π/6 ÷ 8π /6 SCR3, SCR2 chưa xung kích không
dẫn => L xả năng lượng
5π/6 +α ÷ 9 π/ 6 VA>VK và VG được kích SCR3, SCR2
dẫn ⇒ L nạp năng lượng
9π/6 ÷ 10 π/6 SCR3, SCR4 chưa xung kích không
dẫn ⇒ L xả năng lượng
7π/6 +α ÷ 11 π/6 VA>VK và VG được kích SCR3, SCR4
dẫn ⇒ L nạp năng lượng
11π/6 ÷ 12 π/6 SCR5, SCR4 chưa xung kích không
dẫn ⇒ L xả năng lượng
9π/6 +α ÷ 13 π/6 VA>VK và VG được kích SCR5, SCR4
dẫn ⇒ L nạp năng lượng
172
13π/6 ÷ 14 π/6 SCR5, SCR6 chưa xung kích không
dẫn ⇒ L xả năng lượng
11π/6 +α ÷ 15 π/6 VA>VK và VG được kích SCR5, SCR6
dẫn ⇒ L nạp năng lượng
15π/6 ÷ 16 π/6 SCR1, SCR6 chưa xung kích không
dẫn ⇒ L xả năng lượng
Mạch điện cần mô phỏng:
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
α=00
α=300
α=600
α=900
α=1100
Hình 3.43: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và dòng điện, điện áp trên tải
R+L cầu ba pha điều khiển toàn phần
173
3. TẢI R+L+E ĐIỀU KHIỂN TOÀN PHẦN
a. Cơ sở lý thuyết
Ud
SCR1 Id
A
B
C
Ua
Ub
Uc
P (+)
N (-)
R
SCR3 SCR5
SCR4 SCR6 SCR2
+
-
E
L
Ud
Ua,b,c
t
t
t
t
t
0
0
0
0
α=300
α=00
α=600
α=750
π/6
Ud
Ud
Ud
0
3π/6 5π/6 7π/6 9π/6 11π/6 13π/6
Xung lồng
Hình 3.44: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và điện áp trên tải
R+L+E cầu ba pha điều khiển toàn phần
b. Mô phỏng bằng phần mềm PSIM
Mạch điện cần mô phỏng:
174
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
α=1100
α=00
α=300
α=600
α=750
Hình 3.45: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và dòng điện, điện áp trên tải
R+L+E cầu ba pha điều khiển toàn phần
4. TẢI R+L ĐIỀU KHIỂN BÁN PHẦN
a. Cơ sở lý thuyết
Ud
SCR1 Id
A
B
C
Ua
Ub
Uc
Ud
P (+)
N (-)
R
SCR3 SCR5
D4
Ua,b,c
t
t
t
t
t
0
0
0
0
α=300
α=00
α=600
α=900
π/6 3π/6
Ud
Ud
Ud
0
L
D6 D2
13π/65π/6 7π/6 9π/611π/6
Hình 3.46: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và điện áp trên tải R+L cầu ba
pha điều khiển bán phần
175
Điều kiện để SCR dẫn: VA>VK và VG được kích
Điều kiện để Diode dẫn: VA>VK
- Trường hợp: α < π/3
Xét: π/6+α ÷ 3 π/6+α VA>VK và VG được kích SCR1, D6
dẫn ⇒ L nạp năng lượng
3π/6 +α ÷ 5 π/6+α VA>VK và VG được kích SCR1, D2
dẫn ⇒ L nạp năng lượng
5π/6 +α ÷ 7 π/6+α VA>VK và VG được kích SCR3, D2
dẫn ⇒ L nạp năng lượng
7π/6 +α ÷ 9 π/6+α VA>VK và VG được kích SCR3, D4
dẫn ⇒ L nạp năng lượng
9π/6 +α ÷ 11 π/6+α VA>VK và VG được kích SCR5, D4
dẫn ⇒ L nạp năng lượng
11π/6 +α ÷ 13 π/6+α VA>VK và VG được kích SCR5, D6
dẫn ⇒ L nạp năng lượng
- Trường hợp: α > π/3.
Xét: π/6 +α ÷ 7π/6 VA>VK và VG được kích SCR1, D6,
D2 dẫn
5π/6 +α ÷ 11 π/6 VA>VK và VG được kích SCR3, D2,
D4 dẫn
9π/6 +α ÷ 13 π/ 6 VA>VK và VG được kích SCR5, D4,
D6 dẫn
Trong phần điều khiển cầu ba pha bán phần chỉ có 3 SCR được
điều khiển nên điểm chuyển mạch tự nhiên của pha A: π/6, pha B: 5π/6,
pha C: 9π/6, ta biết điều kiện SCR dẫn VA>VK, VG>0 (đồng bộ giữa điện
áp đặt trên tải và xung kích) nếu mất đồng bộ điện áp trên tải rất khó điều
khiển. Đối với mạch chỉnh lưu cầu ba pha bán phần khi tín hiệu sin
A(SCR1) > π/6+0.7, sin B(SCR3)> 5π/6+0.7, sin C(SCR3)> 9π/6+0.7 là
VA>VK, trong mạch mô phỏng ta lấy cảm biến áp A đặt vào hai đầu tín
hiệu đồng bộ (giữa hai đầu pha A và pha C), cảm biến áp B đặt vào hai
đầu tín hiệu đồng bộ (giữa hai đầu pha B và pha A), cảm biến áp C đặt
vào hai đầu tín hiệu đồng bộ (giữa hai đầu pha C và pha B) ngõ ra cảm
biến sẽ đến mạch điều khiển phát xung.
176
b. Mô phỏng bằng phần mềm PSIM
Mạch điện cần mô phỏng:
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
α=00
α=300
α=1200
α=900
Hình 3.47: Đồ thị dạng sóng điện áp vào điện áp trên tải R+L
cầu ba pha điều khiển bán phần
177
VI. CHỈNH LƯU TIA SÁU PHA CÓ ĐIỀU KHIỂN
1. TẢI R (BA PHA KÉP)
a. Cơ sở lý thuyết
Ud
A
B
C
R Id
0
ua
ub
uc
Ua,b,c
t
t
t
t
t
0
0
0
0
α=300
α=00
α=600
α=900
SCR1
SCR2
SCR3
π/3
Ua’
Ub’
Uc’
SCR4
SCR5
SCR6 2π/3
a c’ b a’ c b’
7π/3
Hình 3.48: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và điện áp trên tải R tia sáu
pha có điều khiển
- Trường hợp: α < π/3
Xét : π/3 +α ÷ 2 π/3+α VA>VK và VG được kích SCR1 dẫn
2π/3 +α ÷ 3 π/3+α VA>VK và VG được kích SCR6 dẫn
3π/3 +α ÷ 4 π/3+α VA>VK và VG được kích SCR2 dẫn
4π/3 +α ÷ 5 π/3+α VA>VK và VG được kích SCR4 dẫn
5π/3 +α ÷ 6 π/3+α VA>VK và VG được kích SCR3 dẫn
6π/3 +α ÷ 7 π/3+α VA>VK và VG được kích SCR5 dẫn
- Trường hợp: α > π/3.
Xét: π/3 +α ÷ π VA>VK và VG được kích SCR1 dẫn
2π/3 +α ÷ π VA>VK và VG được kích SCR6 dẫn
3π/3 +α ÷ π VA>VK và VG được kích SCR2 dẫn
4π/3 +α ÷ π VA>VK và VG được kích SCR4 dẫn
5π/3 +α ÷ π VA>VK và VG được kích SCR3 dẫn
6π/3 +α ÷ π VA>VK và VG được kích SCR5 dẫn
178
Trong phần điều khiển tia sáu pha, điểm chuyển mạch tự nhiên của
pha A: π/3, pha C: 2π/3, pha B: 3π/3, A_: 4π/3, pha C: 5π/3, pha B:
6π/3ta biết điều kiện SCR dẫn VA>VK, VG>0 (đồng bộ giữa điện áp đặt
trên tải và xung kích) nếu mất đồng bộ điện áp trên tải rất khó điều khiển.
Đối với mạch chỉnh lưu sáu pha khi tín hiệu sinA > π/3, sinC_>2π/3, sin
B>3π/3, sinA > 4π/3, sinC > 5π/3, sinB > 6π/3là VA>VK, trong mạch mô
phỏng ta lấy cảm biến áp A đặt vào hai đầu tín hiệu đồng bộ (giữa hai
đầu pha A và pha B), cảm biến áp B đặt vào hai đầu tín hiệu đồng bộ
(giữa hai đầu pha B và pha C), cảm biến áp C đặt vào hai đầu tín hiệu
đồng bộ (giữa hai đầu pha C và pha A), cảm biến áp A đặt vào hai đầu tín
hiệu đồng bộ (giữa hai đầu pha A và pha B), cảm biến áp B đặt vào hai
đầu tín hiệu đồng bộ (giữa hai đầu pha B và pha C), cảm biến áp C đặt
vào hai đầu tín hiệu đồng bộ (giữa hai đầu pha C và pha A) ngõ ra cảm
biến sẽ đến mạch điều khiển phát xung.
b. Mô phỏng bằng phần mềm PSIM
Mạch điện cần mô phỏng:
179
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
α=750
α=00
α=300
α=600
900
α=1150
Hình 3.49: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và dòng điện, điện áp
trên tải R tia sáu pha có điều khiển
180
2. TẢI R+L
a. Cơ sở lý thuyết
Ud
A
B
C
R Id
0
ua
ub
uc
Ua,b,c
t
t
t
t
t
0
0
0
0
α=300
α=00
α=600
α=900
SCR1
SCR2
SCR3
π/3
Ua’
Ub’
Uc’
SCR4
SCR5
SCR6 2π/3
a c’ b a’ c b’
L
7π/3
Hình 3.50: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và điện áp trên tải R+L
tia sáu pha có điều khiển
b. Mô phỏng bằng phần mềm PSIM
Mạch điện cần mô phỏng:
181
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
α=00
α=300
α=600
α=900
L=0.01H
L=0.01H
L=0.01H
L=0.01H
Hình 3.51: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và dòng điện, điện áp
trên tải R+L tia sáu pha có điều khiển
182
3. TẢI R+ L+E
a. Cơ sở lý thuyết
Ud
A
B
C
R Id
0
ua
ub
uc
Ua,b,c
t
t
t
t
t
0
0
0
0
α=300
α=00
α=600
α=900
SCR1
SCR2
SCR3
π/3
Ua’
Ub’
Uc’
SCR4
SCR5
SCR6 2π/3
a c’ b a’ c b’
LE
7π/3
Hình 3.52: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và điện áp trên tải R+L+E tia
sáu pha có điều khiển
b. Mô phỏng bằng phần mềm PSIM
Mạch điện cần mô phỏng:
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
183
α=300
α=900 – L= 0.01H – E=400V
α=1200 – L= 0.01H – E=400V
Hình 3.53: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và dòng điện, điện áp
trên tải R+L+E tia sáu pha có điều khiển
185
Chương 4
BỘ BIẾN ĐỔI AC - AC
I. BỘ BIẾN ĐỔI MỘT PHA
1. TẢI R
a. Cơ sở lý thuyết
α
t
t
I
SCR1
SCR2
R
U
URU UR
Hình 4.1: Đồ thị dạng sóng điện áp vào, dòng điện và điện áp trên tải R
Xét : α÷ π VA>VK và VG được kích SCR1 dẫn
Xét: π+α ÷ 2π VA<VK và VG được kích SCR2 dẫn
b. Mạch điện cần mô phỏng
186
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
Hình 4.2: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và điện áp trên tải R
2. TẢI R+L
a. Cơ sở lý thuyết
SCR1
SCR2
R
L
α
t
t
U
I
Ф
α
Ф
Ф
α
t
t
U UR-L
UR-L
Hình 4.3: Đồ thị dạng sóng điện áp vào, dòng điện và điện áp trên tải R+L
187
Giá trị hiệu dụng điện áp trên tải R+L được cho bởi công thức:
π
βα
π
ψ
2
2sin2sin. −+= UU Z
Với ψ là góc dẫn và β là góc tắt của SCR và TRIAC.
Góc tới hạn THα là góc điều khiển mà dòng điện tải ở ranh giới
giữa chế độ dòng điện gián đoạn và dòng liên tục. Với tải R+L, góc tới
hạn cho bởi công thức:
R
LarctgTH
.ωϕα ==
Khi góc điều khiển lớn hơn THα , dòng điện qua tải sẽ bị gián đoạn.
Trường hợp ngược lại dòng điện tải là liên tục.
Điều kiện sử dụng tải R+L của bộ biến đổi AC-AC:
- Độ rộng xung đủ lớn (tùy theo giá trị L mà chọn độ rộng xung).
- Góc kích α không vượt qua góc tới hạn nếu độ rộng xung nhỏ
(góc tới hạn trong phần mô phỏng khi α=350, L=0.1H, PWM=10). Như
hình 4.4 khi góc kích ở 200, PWM=10, tín hiệu trở thành DC.
b. Mạch điện cần mô phỏng
188
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
α=300 , L=0.05H, PWM=10
α=600 , L=0.05H, PWM=10
α=350 , L=0.1H, PWM=10
α=200 , L=0.1H, PWM=10
α=200 , L=0.1H, PWM=20
Hình 4.4: Đồ thị dạng sóng điện áp vào, dòng điện và điện áp trên tải
R+L tương ứng với các thông số khác nhau
189
II. BỘ BIẾN ĐỔI BA PHATẢI ĐẤU SAO
CÓ TRUNG TÍNH
1. TẢI R
a. Cơ sở lý thuyết
SCR2 SCR6SCR5SCR4
A CB
N
t
U
α
t
I
SCR1 SCR3
R R R
URa, URb,
URc
Hình 4.5: Đồ thị dạng sóng điện áp vào, dòng điện và điện áp trên tải R
b. Mạch điện cần mô phỏng
190
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
α=100, PWM=100
Hình 4.6: Đồ thị dạng sóng điện áp vào, dòng điện và điện áp trên tải R
2.TẢI R+L
a. Cơ sở lý thuyết
SCR2 SCR6SCR5SCR4
A CB
N
t
U
α
t
URa, URb,
URc
SCR1 SCR3
R R R
LL L
Hình 4.7: Đồ thị dạng sóng điện áp vào, dòng điện và điện áp trên tải
R+L
191
b. Mạch điện cần mô phỏng
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
α=100 , L=0.2H, PWM=1200
Hình 4.8: Đồ thị dạng sóng điện áp vào, xung điều khiển, điện áp và
dòng điện trên tải R+L
192
Sơ đồ dạng sóng ở trên với α=100, L=0.2H, PWM=1200, dạng sóng
điện áp và dòng điện liên tục, cùng các thông số trên nhưng thay L=0.5H
thì dạng sóng thể hiện như sau:
α=100 , L=0.5H, PWM=1200 Dạng sóng điện áp và dòng điện có thành phần 1 chiều
Hình 4.9: Đồ thị dạng sóng điện áp vào, dòng điện và điện áp trên tải
R+L
Khi tăng giá trị L=0.5H, dạng sóng điện áp và dòng điện xuất hiện
thành phần một chiều rất dễ làm thiết bị xoay chiều phát nhiệt ảnh hưởng
đến tuổi thọ của thiết bị.
Mặt khác khi hệ số PWM có độ rộng lớn làm cho BJT và biến áp
xung luôn làm việc và mau hư, hệ số PWM nhỏ BJT và biến áp xung sẽ
an toàn nhưng điện áp và dòng điện đầu ra sẽ trở thành một chiều làm
hỏng thiết bị xoay chiều, được thể hiện như hình 4.10:
Nhận xét:
- Hình 4.8 α=100, L=0.2H, độ rộng xung PWM=1200dòng điện
và điện áp trên tải liên tục.
- Hình 4.9 α=100, L=0.5H, độ rộng xung PWM=1200dòng điện
và điện áp trên tải bị gián đoạn một pha.
- Hình 4.10 α=100, L=0.5H, độ rộng xung PWM=100dòng điện
và điện áp trên tải bị gián đoạn cả ba pha
193
α=100 , L=0.5H, PWM=100 Dạng sóng điện áp và dòng điện 1 chiều
Hình 4.10: Đồ thị dạng sóng điện áp vào, dòng điện và điện áp trên tải R+L
III. BỘ BIẾN ĐỔI BA PHA TẢI ĐẤU SAO
KHÔNG TRUNG TÍNH
1. TẢI R
a. Cơ sở lý thuyết
SCR2 SCR6SCR5SCR4
A CB
SCR1 SCR3
R R R
0
2π θ π
dẫn
0
θ
0
SCR
u
α
θ5
uA’ (1/2)uAB
θ6
i’GB iGB i’GB
iGC i’GC iGC
θ
SA
SA SA SA SA
3π θ1
π/6
π/3
θ3
π/2
2π/
3
θ4
5π/6
(½)
uAC
iGA i’GA iGA
θ2
uCuBuA
iG
SC S’C
S’B SB S’BS’B S’C
S’C
Hình 4.11: Đồ thị dạng sóng điện áp vào và điện áp trên tải R
194
- Trong giai đoạn θ1÷θ2 (π/6÷π/3)
Từ đồ thị các điện áp pha của nguồn uA, uB, uC và đồ thị các xung
dòng điện điều khiển mở các SCR iGA, i’GA, iGB, i’GB, iGC, i’GC, ta thấy:
iGA≠ 0 và uA> 0 nên SA dẫn điện
i’GB≠ 0 và uB< 0 nên S’B dẫn điện
iGC≠ 0 và uC> 0 nên SC dẫn điện
Trong giai đoạn này có ba SCR là SA, S’B, SC cùng dẫn điện nên
điện áp trên ba cặp SCR uSA = uSB = uSC = 0.
- Trong giai đoạn θ2÷θ3 (π/3÷π/2)
Lúc này ta có :
iGA≠ 0 và uA> 0 nên SA dẫn điện
i’GA≠ 0 và uB< 0 nên S’B dẫn điện
Có hai SCR là SA và S’B dẫn điện nên uSA = uSB = 0
- Trong giai đoạn θ3 ÷θ4 (π/2÷2π/3)
Trong khoảng này ta có:
iGA≠0 và uA> 0 nên SA dẫn điện
i’GB≠ 0 và uB< 0 nên S’B dẫn điện
i’GC≠ 0 và uC< 0 nên S’C dẫn điện
Vì có ba SCR ở ba pha khác nhau là SA, S’B, S’C cùng dẫn điện nên
điện áp trên ba cặp SCR bằng không.
- Trong giai đoạn θ4÷θ5(2π/3÷5π/6)
Trong giai đoạn này ta có:
iGA≠0 và uA> 0 nên SA dẫn điện
i’GC≠0 và uC< 0 nên S’C dẫn điện
Hai SCR SA và S’C cùng dẫn điện nên
uSA = uSC = 0 và iB = 0; iA = -iC
- Trong giai đoạn θ5÷θ6(5π/6÷π)
Ta có:
iGA≠0; uA> 0 nên SA dẫn điện
195
iGB≠ 0; uB> 0 nên SB dẫn điện
i’GC ≠ 0; uC< 0 nên S’C dẫn điện
Vì ba SCR ở ba pha khác nhau SA, SB, S’C, cùng dẫn điện nên điện
áp trên ba cặp SCR bằng 0. uSA= uSB = uSC = 0
b. Mạch điện cần mô phỏng
196
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
α=1350 , PWM=1200
α=300 , PWM=1200
α=750 , PWM=1200
Hình 4.12: Đồ thị dạng sóng điện áp đầu vào và điện áp trên tải R với
nhiều thông số khác nhau
2. TẢI R+L
a. Cơ sở lý thuyết
SCR2 SCR6SCR5SCR4
A CB
N
t
U
α
t
URa, URb,
URc
SCR1 SCR3
R R R
LL L
Hình 4.13: Đồ thị dạng sóng điện áp đầu vào và điện áp trên tải R+L
197
b. Mạch điện cần mô phỏng
198
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
α=600 , L= 0.04H, PWM=1200
α=750 , L= 0.04H, PWM=1200
α=900 , L= 0.04H, PWM=1200
Hình 4.14: Đồ thị dạng sóng điện áp đầu vào và điện áp trên tải R+L với
nhiều thông số khác nhau
199
IV. BỘ BIẾN ĐỔI BA PHA TẢI ĐẤU TAM GIÁC
1. TẢI R
a. Cơ sở lý thuyết
SCR2 SCR6SCR5SCR4
A CB
SCR1 SCR3
R R R
Hình 4.15: Đồ thị dạng sóng điện áp đầu vào và điện áp trên tải R
b. Mạch điện cần mô phỏng
200
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
α=300 , PWM=1200
α=600 , PWM=1200
α=900 , PWM=1200
Hình 4.16: Đồ thị dạng sóng điện áp đầu vào và điện áp trên tải R với
nhiều thông số khác nhau
So với tải đấu sao thì mạch điều khiển không đổi nhưng điện áp
ngõ ra tăng lên 3 lần khi ta đấu tải kiểu tam giác.
201
Chương 5
BỘ BIẾN ĐỔI DC - DC
I. BỘ BIẾN ĐỔI GIẢM ÁP BUCK
1. Cơ sở lý thuyết
IL
t
t
0
0
VL
IL
ILMAX
ILMIN
DT (1-D)T
ΔIL
+
_
S
L
C R
+ -VL
D0
Vd
Vd-V0
-V0
-V0
Hình 5.1: Sơ đồ nguyên lý, dạng sóng điện áp VL và dòng điện IL
Trạng thái đóng S
+
_
S L
C R
+ -VL
D0
K22Vd V0
Hình 5.2: Sơ đồ tương đương trạng thái đóng khóa S
Phương trình trạng thái khi khóa S đóng
VL= Vd - V0
VL= L dIL/dt
=> dIL/dt =(Vd - V0)/L = ∆IL(đóng)/DT
∆IL(đóng)= (Vd - V0)DT/L
202
Trạng thái ngắt S
+
_
S L
C R
+ -VL
D0
K22
Vd V0
Hình 5.3: Sơ đồ tương đương trạng thái ngắt khóa S
Phương trình trạng thái khi khóa S ngắt
VL= -V0
VL= L dIL/dt
=> dIL/dt = - V0/L = ∆IL(ngắt)/(1-D)T
∆IL(ngắt)= - V0(1-D)T/L
Trạng thái ổn định
∆IL(đóng)+ ∆IL(ngắt)=0
(Vd - V0)DT/L - V0 (1-D)T/L
V0 = D Vd
2. Mạch điện cần mô phỏng
Lấy bộ phát xung Gating Block vào Elements => Power => Switch
=> Gating Block
−
+=
∆
+=
Lf
D
R
UiI tLLLI 2
)1(1
2
(max)
−
−=
∆
−=
Lf
D
R
UiI tLLLI 2
)1(1
2
(min)
203
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
Vd=100V, V0=80V, L=0.5H, R=15, fs=20Hz
Hình 5.4: Đồ thị dạng sóng điện áp vào, dòng điện IL, điện áp VL và
điện áp ngõ ra V0
Vd=100V, V0=80V, L=0.5H, R=15, fs=200Hz
Hình 5.5: Đồ thị dạng sóng điện áp vào, dòng điện IL, điện áp VL và điện
áp ngõ ra V0
204
II. BỘ BIẾN ĐỔI TĂNG ÁP BOOST
1. Cơ sở lý thuyết
+
_
S
L
C R
D0
VL+ -
IL
t
t
0
0
VL
IL
ILMAX
ILMIN
DT (1-D)T
ΔIL
Vd V0
Vd
Vd -V0
Hình 5.6: Sơ đồ nguyên lý, dạng sóng điện áp VL và dòng điện IL bộ
tăng áp
Trạng thái đóng S
+
_
S
L
C R
D0VL+ -
Vd
V0
K22
Hình 5.7: Sơ đồ tương đương trạng thái đóng khóa S
Phương trình trạng thái khi khóa S đóng
VL= Vd
VL= L dIL/dt
=> dIL/dt = Vd /L = ∆IL(đóng)/DT
∆IL(đóng)= VdDT/L
205
Trạng thái ngắt S
V0+
_
S
L
C R
D0VL+ -
Vd
K22
Hình 5.8: Sơ đồ tương đương trạng thái ngắt khóa S
Phương trình trạng thái khi khóa S ngắt
VL= Vd-V0
VL= L dIL/dt
=> dIL/dt = (Vd - V0)/L = ∆IL(ngắt)/(1-D)T
∆IL(ngắt)= (Vd- V0)(1-D)T/L
Trạng thái ổn định
∆IL(đóng)+ ∆IL(ngắt)=0
VdDT/L + (Vd- V0)(1-D)T/L
V0 = Vd/1-D
( )
+
−
=
∆
+=
Lf
D
RD
UiI LLL 21
1
2
(max) 2I
( )
−
−
=
∆
−=
Lf
D
RD
UiI LLL 21
1
2
(min) 2I
206
2. Mạch điện cần mô phỏng
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
Vd=50V, V0=200V, L=0.5H, R=100, fs=50Hz
Hình 5.9: Đồ thị dạng sóng điện áp đầu vào, dòng điện IL, điện áp VL và
điện áp đầu ra với tần số fs=50Hz
207
Vd=50V, V0=200V, L=0.5H, R=100, fs=500Hz
Hình 5.10: Đồ thị dạng sóng điện áp đầu vào, dòng điện IL, điện áp VL
và điện áp đầu ra với tần số fs=500Hz
III. BỘ BIẾN ĐỔI TĂNG, GIẢM ÁP BUCK - BOOST
1. Cơ sở lý thuyết
IL
t
t
0
0
VL
IL
I LMAX
I LMIN
DT (1-D)T
+
_
S
L C R
+
-
Vd
VL
V0
D0
VL
Vd-V0
ΔIL
Hình 5.11: Sơ đồ nguyên lý, dạng sóng điện áp VL và dòng điện IL của
bộ tăng, giảm áp
208
Trạng thái đóng S
+
_
S
L C R
D0
+
-
Vd
V0
K22
VL
Hình 5.12: Sơ đồ tương đương trạng thái đóng khóa S
Phương trình trạng thái khi khóa S đóng
VL= Vd
VL= L dIL/dt
=> dIL/dt = Vd /L = ∆IL(đóng)/DT
∆IL(đóng)= VdDT/L
Trạng thái ngắt S
+
+
_
_
S
S
L
L
C
C
R
R
D
D
0
0
+
+-
-
V
V
d
d
V
V
0
0
VL
Hình 5.13: Sơ đồ tương đương trạng thái ngắt khóa S
Phương trình trạng thái khi khóa S ngắt
VL= V0
VL= L dIL/dt
=> dIL/dt = V0/L = ∆IL(ngắt)/(1-D)T
∆IL(ngắt)= V0(1-D)T/L
209
Trạng thái ổn định
∆IL(đóng)+ ∆IL(ngắt)=0
VdDT/L + V0(1-D)T/L
V0 = -VdD/1-D
2. Mạch điện cần mô phỏng
( )
+
−
=
∆
+=
Lf
D
RD
DUiI LLL 212
(max) 2I
( )
−
−
=
∆
−=
Lf
D
RD
DUiI LLL 212
(min) 2I
210
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
Vd= 50V, Vo = -90V, VL=20mH, R=15, fs=20Hz
Hình 5.14: Đồ thị dạng sóng điện áp đầu vào, dòng điện IL, điện áp VL
và điện áp đầu ra với tần số fs=20Hz
Vd= 50V, Vo = -90V, VL=20mH, R=15, fs=200Hz
Hình 5.15: Đồ thị dạng sóng điện áp đầu vào, dòng điện IL, điện áp VL
và điện áp đầu ra V0 với tần số fs=200Hz
211
Chương 6
MẠCH NGHỊCH LƯU
I. NGHỊCH LƯU MỘT PHA
1. NGHỊCH LƯU NỬA CẦU MỘT PHA THEO GIẢI THUẬT
ON/OFF (HAI NGUỒN DC)
1.1. Tải R
a. Cơ sở lý thuyết
Vđk1
Vđk2
+E
-E
0
t
t
t
E
E UR
R
+
IGBT1
+
-
-
G1
G2
IGBT2
VR
Hình 6.1: Sơ đồ và đồ thị dạng sóng điều khiển và điện áp tải R
Điều kiện điều khiển: IGBT1 đảo pha 1800 so với IGBT2
IGBT1 dẫn điện áp ngõ ra là +E.
IGBT2 dẫn điện áp ngõ ra là -E.
212
b. Mô phỏng bằng phần mềm PSIM
Mạch điện cần mô phỏng:
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
Hình 6.2: Đồ thị dạng sóng điện áp điều khiển và điện áp trên tải R
213
1.2. Tải R+L
a. Cơ sở lý thuyết
E
E UR
R
+
IGBT1
+
-
-
G1
G2
IGBT2
L
Vđk1
Vđk2
+E
-E
0
t
t
t
VR
Hình 6.3: Sơ đồ và đồ thị dạng sóng điều khiển và điện áp tải R+L
Điều kiện điều khiển: IGBT1 đảo pha 1800 so với IGBT2
IGBT1 dẫn điện áp ngõ ra là +E.
IGBT2 dẫn điện áp ngõ ra là -E.
b. Mô phỏng bằng phần mềm PSIM
Mạch điện cần mô phỏng:
214
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
Hình 6.4: Đồ thị dạng sóng điện áp điều khiển, dòng điện và điện áp trên
tải R+L
2. NGHỊCH LƯU CẦU MỘT PHA THEO GIẢI THUẬT ON/OFF
(MỘT NGUỒN DC)
2.1. Tải R
a. Cơ sở lý thuyết
E
R+
IGBT1
-
G1
IGBT2IGBT3
IGBT4
G2G3
G4
UR
Vđk2,4
Vđk1,3
+E
-E
0
t
t
t
VR
Hình 6.5: Sơ đồ và đồ thị dạng sóng điều khiển và điện áp tải R
215
Điều kiện điều khiển: IGBT1, IGBT3 đảo pha 1800 so với IGBT2,
IGBT4
IGBT1, IGBT3 dẫn điện áp ngõ ra là +E.
IGBT2, IGBT4 dẫn điện áp ngõ ra là -E.
b. Mô phỏng bằng phần mềm PSIM
Mạch điện cần mô phỏng:
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
Hình 6.6: Đồ thị dạng sóng điện áp điều khiển, dòng điện và điện áp trên
tải R
216
2.2. Tải R+L
a. Cơ sở lý thuyết
E
R+
IGBT1
-
G1
IGBT2IGBT3
IGBT4
G2G3
G4
UR
L
Vđk2,4
Vđk1,3
+E
-E
0
t
t
t
VR
Hình 6.7: Sơ đồ và đồ thị dạng sóng điều khiển và điện áp tải R+L
Điều kiện điều khiển: IGBT1, IGBT3 đảo pha 1800 so với IGBT2,
IGBT4
IGBT1, IGBT3 dẫn điện áp ngõ ra là +E.
IGBT2, IGBT4 dẫn điện áp ngõ ra là -E.
b. Mô phỏng bằng phần mềm PSIM
Mạch điện cần mô phỏng:
217
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
Hình 6.8: Đồ thị dạng sóng điện áp điều khiển, dòng điện và điện áp trên
tải R+L
3. NGHỊCH LƯU NỬA CẦU MỘT PHA THEO GIẢI THUẬT
SINPWM (HAI NGUỒN DC)
3.1. Tải R
a. Cơ sở lý thuyết
E
E UR
R
+
IGBT1
+
-
-
G1
G2
Vđk1
IGBT2
Vsin, Vcar1, Vcar2
Vsin, Vcar1, Vcar2
t
Vđk2
+E
-E
0
t
t
t
VR
Hình 6.9: Sơ đồ và đồ thị dạng sóng điều khiển và điện áp tải R
Điều kiện điều khiển IGBT1 đảo pha 1800 so với IGBT2
IGBT1 dẫn điện áp ngõ ra là +E.
218
IGBT2 dẫn điện áp ngõ ra là -E.
Sin>Car (tam giác) ngõ ra là mức cao và ngược lại ngõ ra là mức thấp.
VR= Vđk1-Vđk2
b. Mô phỏng bằng phần mềm PSIM
Mạch điện cần mô phỏng:
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
Hình 6.10: Đồ thị dạng sóng điện áp điều khiển và điện áp trên tải R
219
3.2. Tải R+L
a. Cơ sở lý thuyết
E
E UR
R
+
IGBT1
+
-
-
G1
G2
IGBT2
L
Vsin, Vcar1, Vcar2
Vsin, Vcar1, Vcar2
t
Vđk2
+E
-E
0
t
t
t
Hình 6.11: Sơ đồ và đồ thị dạng sóng điều khiển và điện áp tải R+L
Điều kiện điều khiển IGBT1 đảo pha 1800 so với IGBT2
IGBT1 dẫn điện áp ngõ ra là +E.
IGBT2 dẫn điện áp ngõ ra là -E.
b. Mô phỏng bằng phần mềm PSIM
Mạch điện cần mô phỏng:
220
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
L=1H, Vd=200, R=12, fs=1000Hz, , , fs z
Hình 6.12: Đồ thị dạng sóng điện áp điều khiển, dòng điện và điện áp
trên tải R+L
4. NGHỊCH LƯU CẦU MỘT PHA THEO GIẢI THUẬT SINPWM
(MỘT NGUỒN DC)
4.1. Tải R
a. Cơ sở lý thuyết
E
R+
IGBT1
-
G1
IGBT2IGBT3
IGBT4
G2G3
G4
UR
Vsin, Vcar1, Vcar2
Vsin, Vcar1, Vcar2
t
Vđk2,4
+E
-E
0
t
t
t
Vđk1,3
Hình 6.13: Sơ đồ và đồ thị dạng sóng điều khiển và điện áp tải R
221
Điều kiện điều khiển IGBT1, IGBT3 đảo pha 1800 so với IGBT2,
IGBT4
IGBT1, IGBT3 dẫn điện áp ngõ ra là +E.
IGBT2, IGBT4 dẫn điện áp ngõ ra là -E.
VR= Vđk1-Vđk2
b. Mô phỏng bằng phần mềm PSIM
Mạch điện cần mô phỏng:
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
Hình 6.14: Đồ thị dạng sóng điện áp điều khiển, dòng điện và điện áp
trên tải R
222
4.2. Tải R+L
a. Cơ sở lý thuyết
E
R+
IGBT1
-
G1
IGBT2IGBT3
IGBT4
G2G3
G4
UR
L
Vsin, Vcar1, Vcar2
Vsin, Vcar1, Vcar2
t
Vđk2,4
+E
-E
0
t
t
t
Vđk1,3
Hình 6.15: Sơ đồ và đồ thị dạng sóng điều khiển và điện áp tải R+L
Điều kiện điều khiển IGBT1, IGBT3 đảo pha 1800 so với IGBT2,
IGBT4
IGBT1, IGBT3 dẫn điện áp ngõ ra là +E.
IGBT2, IGBT4 dẫn điện áp ngõ ra là -E.
VR= Vđk1-Vđk2
b. Mô phỏng bằng phần mềm PSIM
Mạch điện cần mô phỏng:
223
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
Hình 6.16: Đồ thị dạng sóng điện áp điều khiển, dòng điện và điện áp
trên tải R+L
II. NGHỊCH LƯU BA PHA SÁU BƯỚC
1. NGHỊCH LƯU SÁU BƯỚC DẪN 1200 LỆCH 600 TẢI R
a. Cơ sở lý thuyết
TẢI BA
PHA
E
+
-
S1
S4
S3
S6
S5
S2
D1
D4
D5
D2
D3
D6 N
A
B
C
0
t
t
t
+E
-E-
0
VBN
VCN
0
VAN
+E
-E-
+E
-E-
Hình 6.17: Sơ đồ và đồ thị dạng sóng điều khiển và điện áp tải R+L
224
Giản đồ điều khiển
Độ chia
0 - 600 60
0 -
1200
1200 -
1800
1800 -
2400
2400 -
3000
3000 -
3600 Điện áp
VAN
+E2 +E2 0 −E2 −E2 0
VBN
−E2 0 +E2 +E2 0 −E2
VCN 0
−E2 −E2 0 +E2 +E2
VAB +E
+E2 −E2 -E −E2 +E2
VBC
−E2 +E2 +E +E2 −E2 -E
VCA
−E2 -E −E2 +E2 +E +E2
b. Mô phỏng bằng phần mềm PSIM
Mạch điện cần mô phỏng:
225
Kích vào bộ kích xung Switching point cho S1 khai báo:
No.of point = 2, Switching point = 0 – 120.
Kích vào bộ kích xung Switching point cho S3 khai báo:
No.of point = 2, Switching point = 120 – 240.
Kích vào bộ kích xung Switching point cho S5 khai báo:
No.of point = 2, Switching point = 240 – 360.
Kích vào bộ kích xung Switching point cho S4 khai báo:
No.of point = 2, Switching point = 180 – 300.
Kích vào bộ kích xung Switching point cho S6 khai báo:
No.of point = 2, Switching point = 300 – 420.
Kích vào bộ kích xung Switching point cho S2 khai báo:
No.of point = 2, Switching point = 60 – 180.
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
Vd=200, R=100, fs=100Hz
Hình 6.18: Đồ thị dạng sóng điện áp trên tải R
226
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
Vd=200, R=10, L=0.1H, fs=100Hz
Hình 6.19: Đồ thị dạng sóng điện áp trên tải R+L
227
2. NGHỊCH LƯU SÁU BƯỚC DẪN 1800 LỆCH 600 TẢI R
a. Cơ sở lý thuyết
0
t
t
t
+2E/3/
+E/3/
-E/3- /
-2E/3- /
0
+2E/3/
+E/3/
-E/3- /
-2E/3- /
VBN
VBN
+2E/3/
-2E/3- /
-E/3- /
+E/3/
0
TẢI BA
PHA
E
+
-
S1
S4
S3
S6
S5
S2
D1
D4
D5
D2
D3
D6 N
A
B
C
VAN
Hình 6.20: Sơ đồ và đồ thị dạng sóng điều khiển và điện áp tải R+L
Giản đồ điều khiển
Độ chia
0 - 600 60
0 -
1200
1200 -
1800
1800 -
2400
2400 -
3000
3000 -
3600 Điện áp
VAN
+E3 +2E3 +E3 −E3 −2E3 −E3
VBN
−2E3 −E3 +E3 +2E3 +E3 −E3
VCN
+E3 −E3 −2E3 −E3 +E3 +2E3
VAB +E +E 0 -E -E 0
VBC -E 0 +E +E 0 -E
VCA 0 -E -E 0 +E +E
228
b. Mô phỏng bằng phần mềm PSIM
Mạch điện cần mô phỏng:
Kích vào bộ kích xung Switching point cho S1 khai báo:
No.of point = 2, Switching point = 0 – 180.
Kích vào bộ kích xung Switching point cho S3 khai báo:
No.of point = 2, Switching point = 120 – 300.
Kích vào bộ kích xung Switching point cho S5 khai báo:
No.of point = 2, Switching point = 240 – 420.
Kích vào bộ kích xung Switching point cho S4 khai báo:
No.of point = 2, Switching point = 180 – 360.
Kích vào bộ kích xung Switching point cho S6 khai báo:
No.of point = 2, Switching point = 300 – 480.
Kích vào bộ kích xung Switching point cho S2 khai báo:
No.of point = 2, Switching point = 60 – 240.
229
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
Vd=200, R=100, fs=50Hz
Hình 6.21: Đồ thị dạng sóng điện áp trên tải R
230
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
Vd=200, R=100, L=0.1H, fs=50Hz
Hình 6.22: Đồ thị dạng sóng điện áp trên tải R+L, khi L=0.1H
Vd=200, R=100, L=1H, fs=50Hz
Hình 6.23: Đồ thị dạng sóng điện áp trên tải R+L, khi L=1H
231
III. NGHỊCH LƯU BA PHA HAI BẬC SINPWM
1. TẢI R
a. Cơ sở lý thuyết
UA
Pha C
Pha A
Pha B
Uđk S1 1
Uđk S2 2
Uđk S6 6
Uđk S4 4
Uđk S5 5
Uđk S3 3
UB UC
t
E
+
-
S1 D1
A
B
C
T Ả I BA
PHA
N
S3 D3 S5 D5
S4 D4 S6 D6 S2 D2
Hình 6.24: Sơ đồ và đồ thị dạng sóng điều khiển và điện áp tải R
Sin>Car (tam giác) ngõ ra là mức cao và ngược lại ngõ ra là mức thấp.
b. Mô phỏng bằng phần mềm PSIM
Mạch điện cần mô phỏng:
- Lấy sóng mang từ Elements/Sources/Voltage/Triangular sau đó
khai báo cho Car1 VPeak to Peak=1, Frequency= 1000Hz, DC offset= 0.
- Lấy sóng sin từ Elements/Sources/Voltage/Sine sau đó khai báo
cho SinA, Peak amplitude = 0.98, Frequency= 50Hz, Phase angle = 0.
- Khai báo cho SinB, Peak amplitude = 0.98, Frequency= 50Hz,
Phase angle = 120.
- Khai báo cho SinB, Peak amplitude = 0.98, Frequency= 50Hz,
Phase angle = 240.
- Để giao tiếp giữa bộ điều khiển và công suất PSIM cần sử dụng
bộ on/off switch controler, lấy bộ on/off switch controler từ
Elements/Orther/Switch controler.
232
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
Vd=200, R=100, fs=1000Hz
Hình 6.25: Đồ thị dạng sóng điện áp trên tải R
233
2. TẢI R+L
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
Vd=200, R=100, L=0.1H, fs=1000Hz
Hình 6.26: Đồ thị dạng sóng điện áp trên tải R+L, khi L=0.1H
234
Vd=200, R=100, L=1H, fs=1000Hz
Hình 6.27: Đồ thị dạng sóng điện áp trên tải R+L, khi L=1H
IV. NGHỊCH LƯU BA PHA BA BẬC
DIODE KẸP SINPWM
1. TẢI R
a. Cơ sở lý thuyết
Hình 6.28: Sơ đồ và đồ thị dạng sóng điều khiển và điện áp tải R
235
Trạng thái đóng ngắt của bộ nghịch lưu 3 bậc NPC
Vout = Vxo S2x S1x S’2x S’1x
+Vdc/2 1 1 0 0
0 0 1 1 0
-Vdc/2 0 0 1 1
b. Mô phỏng bằng phần mềm PSIM
Mạch điện cần mô phỏng:
- Giải thuật điều khiển PD ( sóng mang cùng pha).
- Lấy sóng mang Car1, Car2 từ Elements/Sources/Voltage/Triangular
sau đó khai báo cho Car1 VPeak to Peak=1, Frequency= 1500Hz, DC offset= -1.
Car2 VPeak to Peak=1, Frequency= 1500Hz, DC offset= 0.
- Lấy sóng sin từ Elements/Sources/Voltage/Sine sau đó khai báo
cho SinA, Peak amplitude = 0.98, Frequency= 50Hz, Phase angle = 0.
- Khai báo cho SinB, Peak amplitude = 0.98, Frequency= 50Hz,
Phase angle = 120.
- Khai báo cho SinB, Peak amplitude = 0.98, Frequency= 50Hz,
Phase angle = 240.
- Để giao tiếp giữa bộ điều khiển và công suất PSIM cần sử dụng
bộ on/off switch controler, lấy bộ on/off switch controler từ
Elements/Orther/ Switch controler.
236
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
Vd=200, R=47, fs=1500Hz
Hình 6.29: Đồ thị dạng sóng điện áp, dòng điện trên tải R
2. TẢI R+L
237
Vd=200, R=47, L=0.2H, fs=1500Hz
Hình 6.30: Đồ thị dạng sóng điện áp, dòng điện trên tải R+L
V. NGHỊCH LƯU BA PHA NĂM BẬC
CASCADE SINPWM
1. TẢI R
a. Cơ sở lý thuyết
Hình 6.31: Sơ đồ và đồ thị dạng sóng điều khiển và điện áp tải R
238
Trạng thái đóng ngắt của bộ nghịch lưu năm bậc Cascade
Vout =
Vx0 V01 V02
Sx
1
S
x
2
Sx
3
Sx
4
S’
x1
S’x
2
S’
x3
S’
x4
Vx0 =
+2Vdc
+ Vdc + Vdc 1 1 0 0 1 1 0 0
Vx0 =
+V
+ Vdc 0 1 1 0 0 1 0 1 0
+ Vdc 0 1 1 0 0 0 1 0 1
0 + Vdc 1 0 1 0 1 1 0 0
0 + Vdc 0 1 0 1 1 1 0 0
Vx0 = 0
+ Vdc - Vdc 1 1 0 0 0 0 1 1
-Vdc + Vdc 0 0 1 1 1 1 0 0
0 0 1 0 1 0 1 0 1 0
0 0 1 0 1 0 0 1 0 1
0 0 0 1 0 1 1 0 1 0
0 0 0 1 0 1 0 1 0 1
Vx0 = -V
-Vdc 0 0 0 1 1 1 0 1 0
-Vdc 0 0 0 1 1 0 1 0 1
0 -Vdc 1 0 1 0 0 0 1 1
0 - Vdc 0 1 0 1 0 0 1 1
Vx0 = -
2V
-Vdc -Vdc 0 0 1 1 0 0 1 1
b. Mô phỏng bằng phần mềm PSIM
Mạch điện cần mô phỏng:
- Giải thuật điều khiển PD (sóng mang cùng pha).
239
- Lấy sóng mang Car1, Car2, Car3, Car4 từ
Elements/Sources/Voltage/Triangular sau đó khai báo cho Car1 VPeak to
Peak=1, Frequency= 1500Hz, DC offset= 0. Car2 VPeak to Peak=1,
Frequency= 1500Hz, DC offset= -1. Car3 VPeak to Peak=1, Frequency=
1500Hz, DC offset= 1. Car4 VPeak to Peak=1, Frequency= 1500Hz, DC
offset= -2.
- Lấy sóng sin từ Elements/sources/voltage/sine sau đó khai báo
cho SinA, Peak amplitude = 0.98, Frequency= 50Hz, Phase angle = 0.
- Khai báo cho SinB, Peak amplitude= 0.98, Frequency= 50Hz,
Phase angle= 120.
- Khai báo cho SinB, Peak amplitude= 0.98, Frequency= 50Hz,
Phase angle= 240.
- Để giao tiếp giữa bộ điều khiển và công suất PSIM cần sử dụng
bộ on/off switch controler, lấy bộ on/off switch controler từ
Elements/orther/switch controler.
240
Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM
Vd=200, R=47, fs=1500Hz
Hình 6.32: Đồ thị dạng sóng điện áp, dòng điện trên tải R
2. TẢI R+L
241
Vd=200, R=47, L=0.2H, fs=1500Hz
Hình 6.33: Đồ thị dạng sóng điện áp, dòng điện trên tải R+L
242
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lê Văn Doanh, Điện tử công suất, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ
thuật, 2005.- 499tr.
2. Nguyễn Văn Nhờ, “Giáo trình điện tử công suất 1”, Nhà xuất bản
Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh, 2002.
3. Hoàng Ngọc Văn, Giáo trình lý thuyết Điện tử công suất, Trường
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh, 2010.- 158tr.; 24cm.
4. Hoàng Ngọc Văn, Giáo trình thực hành Điện tử công suất, Trường
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh, 2014.- 279tr.
5. The Power Electronics Handbook, CRC 2002.
Author: Timothy L. Skvarenina
ISBN: 0-8493-7336-0
625 pages
6. Power Electronic Semiconductor Devices
Edited by: Robert Perrnet
ISBN: 9781848210646
Publishing: 2009
7. Fundamentals of Power Electronics with MATLAB
Edited by: Randall Shaffer
ISBN: 1-58450-852-3
401 pages
GIÁO TRÌNH
ỨNG DỤNG PSIM TRONG
ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
ThS. ĐỖ ĐỨC TRÍ
ThS. VƯƠNG THỊ NGỌC HÂN
NHÀ XUẤT BẢN
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Khu phố 6, Phường Linh Trung, Quận Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh
Số 3, Công trường Quốc tế, Quận 3, TP Hồ Chí Minh
ĐT: 38239171 - 38225227 - 38239172
Fax: 38239172
E-mail: vnuhp@vnuhcm.edu.vn
PHÒNG PHÁT HÀNH
Số 3, Công trường Quốc tế, Quận 3, TP Hồ Chí Minh
ĐT: 38239170 - 0982920509 - 0913943466
Fax: 38239172 - Website: www.nxbdhqghcm.edu.vn
Chịu trách nhiệm xuất bản:
NGUYỄN HOÀNG DŨNG
Chịu trách nhiệm nội dung:
NGUYỄN HOÀNG DŨNG
Tổ chức bản thảo và chịu trách nhiệm về tác quyền
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ
MINH
Biên tập:
PHẠM ANH TÚ
Sửa bản in:
THÙY DƯƠNG
Trình bày bìa:
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ
MINH
Nhà xuất bản ĐHQG-HCM và tác
giả/đối tác liên kết giữ bản quyền
©
Copyright © by VNU-HCM
Publishing House and author/co-
partnership
All rights reserved
Xuất bản năm 2015
Số lượng 300 cuốn,
Khổ: 16x24 cm,
ĐKKHXB số: 2609-2015/CXBIPH/
07-354/ĐHQGTPHCM,
Quyết định XB số: 175/QĐ
của NXB ĐHQG-HCM
cấp ngày 01-10-2015.
In tại: Cty TNHH
In và Bao bì Hưng Phú
Địa chỉ: 162A/1 KP1A, P. An Phú,
TX. Thuận An, Tỉnh Bình Dương
Nộp lưu chiểu: Quý I năm 2016
GIÁO TRÌNH ỨNG DỤNG
PSIM TRONG ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
N
X
B
Đ
H
Q
G
-H
C
M
ISBN: 978-604-73-3692-0
ISBN: 978-604-73-3692-0
9 786047 336920
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- giao_trinh_ung_dung_psim_trong_dien_tu_cong_suat_phan_2_giao.pdf