1 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Bộ biến tần AC/DC/AC truyền thống Hình 1.2: Cấu hình cùa MC Hình 1.3: Các cấu cho biến tần Hình 1.4: Cấu trúc mạch Indirect Matrix Converter Hình 2.1: Cấu hình DMC dạng trực tiếp Hình 2.2: Cấu hình IMC dạng gián tiếp Hình 2.3: Tỉ số điều chế 50% giá trị điện áp ngõ vào Hình 2.4: Tỉ số điều chế 87% giá trị điện áp ngõ vào Hình 2.5: Vector không gian điện áp ngõ Hình 2.6: Mạch lọc LC Hình 2.7: Bộ biến đổi ma trận trực tiếp Hình 2.8: Bộ biến đổi ma trận gián tiếp Hình 2.9: Các khoá hai chiều Hình 2.10: Một số cấu trúc IMC Hình 2.11: Hệ truyền động nhiều động dùng IMC Hình 2.12: vector không gian dòng điện ngõ vào Hình 2.13: Phân chia vùng hoạt động tầng chỉnh lưu theo giá trị điện áp 2 Hình 2.14: Vector không gian trạng thái tầng nghịch lưu Hình 2.15: Các trạng thái đóng cắt vector không gian tương ứng tầng nghịch lưu Hình 2.16: Sắp xếp trạng thái đóng ngắt khóa biến đổi ma trận gián tiếp Hình 3.1: Biểu diễn mạch điện PSIM Hình 3.2: Sơ đồ khối mạch điều khiển mạch công suất Hình 3.3: Sơ đồ mô khối tổng quan IMC Hình 3.4: Sơ đồ mô khối nguồn Hình 3.5: Sơ đồ mô khối công suất Hình 3.6: Sơ đồ mô khối công suất Hình 3.7: Sơ đồ mô khối điều khiển Hình 3.8: Dạng xung kích khóa khối chỉnh lưu Hình 3.9: Thời điểm chuyển mạch khối chỉnh lưu nghịch lưu Hình 3.10: Ðiện áp dòng nhánh DC Hình 3.11: Ðiện áp pha tải dòng tải Hình 3.12: Ðiện áp dây dòng tải Hình 3.13: Dòng điện tải ba pha Hình 3.14: Phân tích FFT dòng điện tải Hình 3.15: Dòng điện nguồn ba pha Hình 3.16: Phân tích FFT dòng điện nguồn Hình 3.17: Áp nguồn – dòng nguồn chưa qua mạch lọc pha với Hình 3.18: Điện áp dây dòng tải Hình 3.19: Điện áp pha dòng tải Hình 3.20: Dòng điện tải ba pha Hình 3.21: Phân tích FFT dòng điện tải Hình 3.22: Dòng điện nguồn Hình 3.23: Phân tích FFT dòng điện nguồn Hình 3.24: Điện áp dây dòng tải 3 Hình 3.25: Điện áp pha dòng tải Hình 3.26: Dòng điện tải ba pha Hình 3.27: Phân tích FFT dòng điện tải Hình 3.28: Dòng điện nguồn Hình 3.29: Phân tích FFT dòng điện nguồn Hình 4.1: DPS TMS320F28335 Hình 4.2: Ứng dụng DSP TMS320F28335 Hình 4.3: Sơ đồ chân DSP TMS320F28335 Hình 4.4: Sơ đồ module ePWM Hình 4.5: Các module đường tín hiệu module ePWM Hình 4.6: Chi tiết bên module ePWM Hình 4.7: Sơ đồ module counter-compare Hình 4.8: Chi tiết module counter-compare Hình 4.9: Tạo sóng chế độ đếm lên Hình 4.10: Tạo sóng chế độ đếm xuống Hình 4.11: Tạo sóng chế độ đếm lên - xuống Hình 4.12: Tạo sóng chế độ đếm lên – xuống Hình 4.13: Cấu trúc FPGA Hình 4.14: Khối Logic FPGA Hình 4.15: Sơ đồ giải thuật Hình 4.16: Mô hình thực nghiệm IMC Hình 4.17: Sơ đồ mạch lọc pha Hình 4.18: Sơ đồ nguyên lý IC A-3120 Hình 4.19: DC-DC converter Hình 4.20: Sơ đồ mạch công suất IMC 4 Hình 4.21: IGBT IRG4PF50WD thực tế sơ đồ bên Hình 4.22: Sơ đồ điều khiển Hình 4.23: Mạch điều khiển DSP TMS320F28335 Hình 4.24: Mạch lái Hình 4.25: Mạch công suất phía chỉnh lưu nghịch lưu Hình 4.26: Tải 3-pha RL Hình 4.27: Xung kích khối chỉnh lưu Sap, Sbp, Scp Hình 4.28: Xung kích khối nghich lưu Sup, Svp, Swp Hình 4.29: Xác định sector phía chỉnh lưu Hình 4.30: Điện áp chiều Vdc Hình 4.31: Điện áp dây tải Hình 4.32: Điện áp pha tải Hình 4.33: Điện áp dây nguồn vào Hình 4.34: Dòng điện nguồn trước lọc Hình 4.35: Dòng điện nguồn sau lọc Hình 4.36: Dòng điện tải 5 MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, xu hướng nghiên cứu điện tử công suất tập trung vào dạng biến tần, đặc biệt thiết bị biến tần trực tiếp Năm 1976, biến đổi ma trận (matrix converter) – thiết bị biến tần trực tiếp với nhiều ưu điểm bật - đời Từ xuất hiện, biến đổi ma trận không ngừng nhận quan tâm nghiên cứu Đến nay, biến đổi ma trận có cấu tạo phần cứng phương pháp điều khiển tương đối hoàn chỉnh Việc thương mại hóa sản phẩm không điều xa vời, đến lúc nghĩ đến việc ứng dụng chúng vào thực tế Các hướng ứng dụng đầy tiềm biến đổi điều khiển truyền động động không đồng ứng dụng hệ biến đổi lượng gió (Wind energy conversion system) Tuy nhiên việc điều khiển biến tần ma trận gặp nhiều khó khăn việc thực thi phần cứng phức tạp Do đó, đề tài “Nghiên cứu thực nghiệm giải thuật đóng cắt khóa bán dẫn cho biến tần ma trận” để tập trung vào nghiên cứu đưa phương pháp thực trình đóng cắt cho khoá bán dẫn sử dụng card DSP FPGA 6 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Nhờ phát triển mạnh mẽ lĩnh vực điện tử công suất, biến đổi AC-AC ngày ứng dụng rộng rãi hệ truyền động động AC nói riêng công nghiệp nói chung như: điều khiển hệ truyền động sử dụng động AC, ứng dụng hệ thống lượng gió, hệ thống 400Hz cấp nguồn cho máy bay Bên cạnh đó, việc điều khiển biến đổi điện tử công suất trở nên dễ dàng xác nhờ phát triển công nghệ xử lý tín hiệu số, vi xử lý công nghệ bán dẫn Một mục tiêu hướng nghiên cứu giới không ngừng cải tiến biến đổi AC-AC nhằm làm giảm tổn hao, nâng cao hiệu suất làm việc, cải thiện chất lượng điện Hình 1.1: Bộ biến tần sử dụng cấu hình AC-DC-AC truyền thống Các biến tần công nghiệp chủ yếu có cấu trúc AC-DC-AC, có khâu trung gian chiều với tụ điện lớn làm kho tích trữ lượng, sử dụng transistor có cực điều khiển cách ly (IGBT) hình 1.1 Cấu trúc AC-DC-AC bao gồm dải công suất, từ vài trăm watt đến hàng nghìn kW Các biến tần có nhược điểm dòng đầu vào không sin, không điều chỉnh hệ số công suất, công suất lắp đặt bị hạn chế tối đa đến 60% công suất trạm 7 nguồn cung cấp Ngoài cấu trúc biến tần phổ biến AC-DC-AC lại khả trao đổi công suất với lưới theo hai chiều, điều gây khó khăn cho ứng dụng thực tế tải có tính có quán tính lớn Bộ biến tần ma trận (Matrix Converter) hướng nghiên cứu có khả đáp ứng yêu cầu đó: dòng điện nguồn vào dạng sin công suất theo hai chiều từ nguồn đến tải tải nguồn Nhiều dạng cấu trúc mạch khác ứng dụng để tạo biến đổi xoay chiều AC-AC biến đổi lượng xoay chiều từ biên độ, tần số sang biên độ, tần số khác Tuy nhiên, so với cấu trúc AC-DC-AC thông thường biến đổi ma trận tạo dạng sóng đầu vào, đầu có dạng sin, điều khiển hệ số công suất đầu vào đặc biệt không cần đến thành phần dự trữ công suất, tất khóa bán dẫn Với ưu điểm trên, biến đổi ma trận thu hút nghiên cứu rộng rãi Bộ biến đổi ma trận giới thiện lần vào năm 1980 Venturini Alesina với chín khóa bán dẫn hai chiều (bi-directional switches) đặt theo dạng ma trận để điện áp pha đầu vào nối với điện áp pha đầu hình 1.2 8 Hình 1.2: Cấu hình MC Phương pháp điều khiển biến đổi ma trận đưa Venturini Alesina biết đến phương pháp “trực tiếp” với điện áp đầu mong muốn nhận cách nhân ma trận đóng ngắt với điện áp đầu vào Một phương pháp điều khiển khác dựa ý tưởng “điện áp DC giả tưởng” đưa Rodriguez vào năm 1983 Phương pháp biết đến phương pháp điều khiển “gián tiếp” cho biến đổi ma trận Tuy nhiên, việc đóng ngắt khóa bán dẫn kép biến đổi ma trận dễ gây áp dòng dẫn đến hư hỏng linh kiện, cần phải có mạch bảo vệ phức tạp kèm Vì vậy, biến đổi ma trận thông thường chưa ứng dụng rộng rãi công nghiệp Với phát triển nhiều kỹ thuật điều chế gần đây, kỹ thuật điều chế khác đưa dẫn đến đời biến đổi trực tiếp xoay chiều AC hai tầng Như vậy, dựa vào cấu trúc biến đổi ma trận, phân thành hai dạng: biến đổi ma trận trực tiếp (Direct Matrix Converter), biến đổi ma trận gián tiếp (IndirectMatrix Converter) 9 Hình 1.3: Các cấu cho biến tần AC-AC Bộ biến đổi ma trận gián tiếp (Indirect matrix converter - IMC) dạng biến đổi ma trận, cấu trúc mạch xem gồm hai khâu biến đổi chỉnh lưu – nghịch lưu ghép với Khâu chỉnh lưu gồm sáu khóa bán dẫn hai chiều, khâu nghịch lưu gồm sáu khóa bán dẫn chiều Bộ biến đổi ma trận gián tiếp biến đổi từ ba pha sang ba pha với dòng công suất có khả chạy theo hai chiều, điện áp dòng điện mong muốn có dạng sin, không cần thiết bị lưu trữ lượng DC, có khả điều khiển hệ số công suất ngõ vào độc lập với dòng điện tải ngõ Hình 1.4: Cấu trúc mạch biến tần ma trận gián tiếp (Indirect Matrix Converter) 1.2 Tính cần thiết đề tài 10 10 Vấn đề chất lượng điện mối quan tâm xã hội, nhà máy xí nghiệp Đặc biệt bối cảnh nay, trình công nghiệp hóa đại hóa phát triển theo chiều hướng tốt Khi chất lượng điện không đảm bảo ảnh hưởng đến tuổi thọ thiết bị, gây nhiễu thiết bị xung quanh tạo tác động không mong muốn Relay Bộ biến tần pha cổ điển sử dụng chỉnh lưu không điều khiển có khuyết điểm là: gây dòng điền ngõ vào không sin, chứa nhiều sóng hài xuất tụ điện làm tăng kích thước, chiếm chổ không gian giảm tuổi thọ Do đó, đề tài đề xuất biến tần pha kiểu ma trận để thay biến tần cổ điển 1.3 Mục tiêu, nhiệm vụ giới hạn đề tài 1.3.1 Mục tiêu chung: a Hướng tới làm chủ công nghệ để triển khai biến tần ma trận vào thực tế b Tìm hiểu giải thuật điều chế vector không gian ứng dụng cho biến tần ma trận c Triển khai mô phần mềm chuyên dụng cho giải thuật d Triển khai thực nghiệm giải thuật đóng cắt khóa công suất dựa công nghệ FPGA vi điều khiển DSP TMS320F28335 hãng Texas Instruments Board công suất dựa linh kiện hãng Semikron, Fairchid nhằm nâng cao chất lượng đầu biến tần ma trận 1.3.2 Nhiệm vụ giới hạn đề tài: Do giới hạn thời gian điều kiện nghiên cứu nên đề tài giới hạn vấn đề sau: - Nghiên cứu phương pháp điều chế độ rộng xung PWM cho IMC Xây dựng mô hình mô cho IMC Psim sử dụng với tải RL - Thiết kế thi công mô hình thực nghiệm cho IMC sử dụng khóa đóng ngắt IGBT, phối hợp với card DSP TMS320F28335 FPGA EPM7128SLC8415W BEJ240107A để xử lý tín hiệu điều khiển Đánh giá so sánh kết mô thực nghiệm 1.4 Bố cục luận văn 86 86 Hình 4.21: IGBT IRG4PF50WD thực tế sơ đồ bên 4.3.6 Mạch điều khiển Trong mạch điều khiển sử dụng DSP TMS320F28335 dùng để tính toán theo giải thuật điều chế vector không gian xuất xung điều khiển van công suất • Sử dụng phần mềm CCS 5.4 để giao tiếp với vi điều khiển DSP thông qua mạch nạp XDS100USB EMULATOR • Lệnh C/C++ sử dụng cho DSP chương trình C/C++ thông thường khác • Sau debug chương trình cho DSP, DSP đưa tín hiệu vào IC LS07 IC xuất xung điều khiển cho 12 chân ePWM (từ ePWM1 -> ePWM6) • chân ePWM ( ePWM1a -> ePWM3b ) cấp xung cho mạch FPGA, sau xung tín hiệu đưa tới mạch lái để điều khiển IGBT phần chỉnh lưu • chân ePWM ( ePWM4a -> ePWM6b ) cấp xung trực tiếp tới mạch lái để điều khiển IGBT phần nghich lưu 87 87 Hình 4.22: Sơ đồ điều khiển 4.4 Kết thi công phần cứng Sau kết thi công kết nối phần cứng: 88 88 Hình 4.23: Mạch điều khiển tích hợp DSP TMS320F28335 FPGA Altera Hình 4.24: Mạch lái 89 89 Hình 4.25: Mạch công suất phía chỉnh lưu nghịch lưu Hình 4.26: Tải 3-pha RL 4.5 Kết thực nghiệm Thông số thực nghiệm: - Điện áp nguồn vào: 30V (áp dây) - Tần số ngõ vào: fin = 50Hz 90 90 - Tần số đóng ngắt: fs = 10kHz (TS = 100µs) Mạch lọc: cuộn cảm Lf = 1mH, tụ điện Cf = 25µF Tải RL: RL = 10Ω, LL = 25mH Tần số ngõ ra: fout = 50Hz Tỉ số điều chế: m = 0.75 Hình 4.27: Xung kích khối chỉnh lưu Sap, Sbp, Scp 91 91 Hình 4.28: Xung kích khối nghich lưu Sup, Svp, Swp Hình 4.29: Xác định sector phía chỉnh lưu • So sánh kết thực nghiệm mô 92 92 Vdc 45 40 35 30 25 20 0.78 0.785 0.79 Time (s) 0.795 0.8 Hình 4.30: Điện áp chiều Vdc Uuv 60 40 20 -20 -40 -60 0.75 0.76 0.77 0.78 Time (s) Hình 4.31: Điện áp dây tải 0.79 0.8 93 93 Uu 30 20 10 -10 -20 -30 0.75 0.76 0.77 0.78 0.79 Time (s) Hình 4.32: Điện áp pha tải Uab 60 40 20 -20 -40 -60 0.75 0.76 0.77 0.78 Time (s) 0.79 0.8 94 94 Hình 4.33: Điện áp dây nguồn vào Ia 1.5 0.5 -0.5 -1 -1.5 0.75 0.76 0.77 0.78 0.79 0.78 0.79 Time (s) Hình 4.34: Dòng điện nguồn trước lọc Isa 0.5 -0.5 -1 0.75 0.76 0.77 Time (s) Hình 4.35: Dòng điện nguồn sau lọc 0.8 95 95 Iu 1.5 0.5 -0.5 -1 -1.5 0.75 0.76 0.77 0.78 0.79 Time (s) Hình 4.36: Dòng điện tải  Nhận xét : Thực nghiệm cho thấy kết gần giống với mô PSIM dạng sóng bị nhiễu nhiều, nguyên nhân phần lớn phần cứng không đáp ứng đầy đủ yêu cầu kĩ thuật Mô PSIM ta coi tất linh kiện lí tưởng tổn hao, số linh kiện sử dụng phần cứng biến tần ma trận nhiều nên việc tổn hao nhiễu tín hiệu điều khiển tránh khỏi Dòng điện vào sin, điều có ý nghĩa lớn việc ứng dụng biến ma trận vào công nghiệp Điện áp có tần số tần số điều chế Dòng điện vào có tần số tần số nguồn 50Hz Ngoài ra, nhược điểm biến đổi ma trận việc đóng cắt khóa xoay chiều với tần số cao khiến lượng sóng hài bậc cao phát sinh đạt giá trị lớn, đòi hỏi phải có mạch lọc phức tạp 96 96 CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 5.1 Các kết đạt Luận văn đáp ứng nhu cầu cấp thiết cấu trúc biến tần kiểu ma trận, dựa công nghệ chế tạo van bán dẫn thiết bị sử lý tín hiệu số đại, cấu trúc gọn nhẹ, trao đổi lượng với lưới hai chiều, dòng đầu vào sin hệ số công suất điều chỉnh Đã tiếp cận xây dựng giải thuật điều chế vector không gian để thực điều biến độ rộng xung PWM cho Indirect Matrix Converter Các thuật toán đảm bảo van hoạt động an toàn, dạng dòng điện đầu ra, đầu vào sin 97 97 Đã xây dựng IMC mô thực nghiệm So sánh kết qua thu mô thực nghiệm trình bày hoàn toàn chấp nhận 5.2 Những hạn chế Luận văn trình bày chi tiết giải thuật để diều khiển van bán dẫn cho IMC, bước đầu thu kết khả quan Tuy nhiên, luận văn nhiều hạn chế mô thực nghiệm với tải R-L, chưa thực với tải động Điện áp thực nghiệm dừng lại mức điện áp thấp Kết thực nghiệm chưa ổn định lắm, hạn chế linh kiện Đó số mặt hạn chế luận văn mong đề tài thực để hoàn thiện thiếu sót 5.3 Hướng phát triển đề tài Ứng dụng biến tần ma trận cho tải động cơ, lượng trao đổi tải động cách tự nhiên, thiết kế vòng kín điều khiển động để có chất lượng tốt Nâng cao mức điện áp cho biến tần ma trận để dễ dàng ứng dụng công nghiệp 98 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Nhờ, Điện tử công suất 1, NXB Đại Học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh – 2008 [2] Các datasheet vi điều khiển DSP TMS320F28335 [3] M Jones, S.N Vukosavic, D Dujic, E Levi, P Wright, Five-leg inverter PWM technique for reduced switch count two-motor constant power applications, IET Electr Power Appl., 2008, Vol 2, No 5, pp 275–287 [4] Ph Delame, A Bouscayrol, B Franqois, Control implementation of a five-leg voltage-source-inverter supplying two three-phase induction machines, 2003 IEEE [5] Nguyễn Huỳnh Quang, Luận văn tốt nghiệp đại học “ Điều khiển động không đồng pha sử dụng vi điều khiển pic18f4431 theo phương pháp vector không gian”, 2007 [6] Slobodan N Vukosavic, Martin Jones, Drazen Dujic, Emil Levi, An Improved PWM Method for a Five-Leg Inverter Supplying Two Three-Phase Motors, 2008 IEEE [7] P Correa, J Rodriguez, M Rivera, J.R Espinoza and J.W Kolar, "Predictive Control of an Indirect Matrix Converter," IEEE Trans Ind Electro., vol.56, no.6, pp.1847-1853, June 2009 [8] M Jussila, M Eskola and H Tuusa, "Analysis of non-idealities in direct and indirect matrix converters," in Proc EPE -ECCE Europe 2005, pp.1 - pp.10, 2005.[6] [9] P.W Wheeler, J Rodriguez, J.C Clare, L Empringham amd A Weinstein, “Matrix Converters: a technology review,”IEEE Transaction On Industrial Electrics, vol.49, No.2, pp.276-288, Apr 2002 [10] C Klumpner and F Blaabjerg, “Two stage direct power converters: an alternative to the matrix converter,” in Proceeding of IEE Seminar on Matrix Converters, April 2003, pp 7/1- 7/9, [Digest No 2003/10100] [11] M Hamouda, F Fnaiech, and K Al-Haddad, “A DSP based real-time 99 99 simulation of Dual-Bridge matrix converters,” in Proc IEEE ISIE Conf.,Vigo, Spain, 2007, pp 594–599 [12] S Müller, U Ammann, and S Rees, “New time-discrete modulationscheme for matrix converters,” IEEE Trans Ind Electron., vol 52, no 6,pp 1607– 1615, Dec 2005 [13] M Jussila, M Salo, and H Tuusa, “Realization of a three-phase indirect matrix converter with an indirect vector modulation method,” in Proc IEEE PESC Conf., Acapulco, Mexico, 2003, pp 689–694 [14] M Milanovic and B Dobaj, "Unity input displacement factor correction principle for direct AC to AC matrix converters based on modulation strategy," IEEE Trans Circuits and Systems I: Fundamental Theory and Applications, , vol.47, no.2, pp.221-230, Feb 2000 [15] H.M Nguyen, Hong-Hee Lee and Tae-Won Chun, "Input Power Factor Compensation Algorithms Using a New Direct-SVM Method for Matrix Converter,", IEEE Trans Ind Electro , vol.58, no.1, pp.232-243, Jan 2011 [16] Sangshin Kwak “Indirect matrix converter drives for unity displacement factor and minimum switching losses” Electric Power Systems Research, Volume 77, Issues 5–6, Pages 447-454April 2007 100 100 [...]... Direct matrix converter) trình bày ở hình 2.1 và kiểu gián tiếp (IMC – Indirect matrix converter) trình bày ở hình 2.2 Tuy nhiên, gần đây, bộ biến tần ma trận kiểu gián tiếp nhận được nhiều sự quan tâm của các nhà nghiên cứu nhằm thay thế bộ biến tần truyền thống (sử dụng cấu hình AC/DC/AC) và biến tần ma trận kiểu trực tiếp 13 13 Bộ biến tần ma trận kiểu gián tiếp có những ưu điểm và bộ biến tần ma trận. .. (b) (c), (d) (e), (f) Hình 2.9: Các khoá hai chiều 2.7 Các ưu điểm của biến tần ma trận kiểu gián tiếp Biến tần ma trận kiểu gián tiếp thừa hưởng những ưu điểm của các bộ biến tần ma trận trực tiếp: dòng điện ngõ vào sin, dòng điện ngõ ra sin, hệ số công suất điều khiển được Trong một số ứng dụng biến tần ma trận kiểu gián tiếp tỏ ra thích hợp hơn so với biến tần ma trận trực tiếp với những ưu điểm... động và các giải thuật điều chế được ứng dụng cho bộ biến đổi ma trận thông thường Tiếp theo là các vấn đề liên quan đến mô hình thực nghiệm, như khóa hai chiều (bi-directional switches), mạch lọc, mạch kẹp Phần cuối sẽ tập trung phân tích về giải thuật điều chế vector không gian cho bộ biến đổi ma trận gián tiếp, đây cũng là phương pháp được sử dụng trong luận văn 2.1 Biến tần kiểu ma trận (Matrix... Bằng các kỹ thuật chuyển mạch phù hợp có thể không cần dùng đến mạch Clamp 20 20 Hình 2.7: Bộ biến đổi ma trận trực tiếp Hình 2.8: Bộ biến đổi ma trận gián tiếp 2.6 Ma trận khoá đóng cắt hai chiều (Bidirectional Switch - BDS) Ma trận khóa, là thành phần chính, quan trọng nhất của MC, gồm chín khoá hai chiều BDS, S11, S12, , S33 Hiện nay, các nhà sản xuất chưa đưa ra các khoá bán dẫn hai chiều nên các. .. văn 2.1 Biến tần kiểu ma trận (Matrix Converter – MC) Biến tần kiểu ma trận là một dạng biến tần trực tiếp, hay là bộ biến đổi AC/AC MC là bước phát triển tiếp theo của các biến tần trực tiếp cycloconverter dựa trên những tiến bộ vượt bậc của công nghệ chế tạo các phần tử bán dẫn công suất và các thiết bị xử lý số cực mạnh MC sử dụng các khóa bán dẫn hai chiều nên có thể tạo ra dòng đầu vào hình sin,... công suất duy nhất Vấn đề thực tiễn quan trọng nhất là thiếu bộ khóa xoay chiều tích hợp Hạn chế này đã được khắc phục nhờ các mô-đun công suất gồm mạch công suất hoàn chỉnh của bộ biến đổi ma trận Từ những phân tích về các phương pháp điều chế và những ưu điểm của bộ biến đổi ma trận gián tiếp Trong luận văn này sẽ chọn cấu trúc của bộ biến đổi ma trận gián tiếp để thực hiện và giải thuật được sử dụng... trình chuyển mạch của S bn, Scn trong tầng chỉnh lưu xảy ra trong khoảng thời gian nơi vectơ zero được áp dụng trong giai đoạn biến tần 36 36 Hình 2.16: Sắp xếp trạng thái đóng ngắt của các khóa trong bộ biến đổi ma trận gián tiếp 2.10 Nhận xét và kết luận Sau những năm nghiên cứu, có rất nhiều phương pháp điều chế đã được phát triển cho bộ biến đổi ma trận gián tiếp, cho phép tạo ra dòng điện vào ra có... đóng cắt của 6 khoá hai chiều trong tầng chỉnh lưu công tắc hai chiều trong biến tầng chỉnh lưu 26 26 SA SA SB , SB , SC , SC , , được định nghĩa là trạng thái đóng cắt của 6 khoá một chiều trong tầng nghịch lưu 2.9 Phương pháp điều chế vector không gian cho biến tần ma trận gián tiếp 2.9.1 Điều khiển tầng chỉnh lưu Như thể hiện trong hình 2.2, các điện áp và dòng điện ở ngõ vào của biến tàn ma trận. .. phải được tạo ra từ các khoá bán dẫn thông thường Các phần tử bán dẫn thông thường có được khả năng chịu điện áp ngược nếu được mắc song song với một điôt ngược Các IGBT là các khóa bán dẫn được sử dụng rộng rãi hiện nay vì các đặc tính tốt như điều khiển bằng điện áp, đóng cắt nhanh, khả năng chịu điện áp cao, dòng điện lớn Các khóa hai chiều được xây dựng chủ yếu trên cơ sở IGBT với các sơ đồ như được... ra bộ biến đổi được diễn đạt như sau: (2.9) 18 18 Ma trận A có thể xem như ma trận “điều chế của khối chỉnh lưu”, ma trận B là ma trận “điều chế của khối nghịch lưu” tương tự như trong các hệ thống chuyển đổi AC-DC-AC thông thường Ma trận A có dạng như sau: (2.10) Do đó: (2.11) Ma trận B được tính như sau: (2.12) Do đó: (2.13) Tỷ số điều chế: Với hệ số và suy ra: lớn hơn so với tỉ số điều chế của các ... việc thực thi phần cứng phức tạp Do đó, đề tài Nghiên cứu thực nghiệm giải thuật đóng cắt khóa bán dẫn cho biến tần ma trận để tập trung vào nghiên cứu đưa phương pháp thực trình đóng cắt cho. .. tích giải thuật điều chế vector không gian cho biến đổi ma trận gián tiếp, phương pháp sử dụng luận văn 2.1 Biến tần kiểu ma trận (Matrix Converter – MC) Biến tần kiểu ma trận dạng biến tần trực... công suất, tất khóa bán dẫn Với ưu điểm trên, biến đổi ma trận thu hút nghiên cứu rộng rãi Bộ biến đổi ma trận giới thiện lần vào năm 1980 Venturini Alesina với chín khóa bán dẫn hai chiều (bi-directional