một số ứng dụng của điện tử công suất trong điều chỉnh tốc độ động cơ 3 pha, chương 15 pot

Chương 15:

BỘ NGHỊCH LƯU DÒNG
Bộ nghòch lưu nguồn dòng được dùng để điểu khiển
động cơ cảm ứng. Hình 9.32 chỉ ra sơ đồ mạch đơn giản
của bộ nghòch lưu dòng cầu 1 pha. Cùng với các dạng
sóng tín hiệu cổng và dạng sóng dòng điện tải, nguồn
DC được thay thế bằng nguồn dòng không đổi. Trong
thực tế đây là một nguồn điện áp điều chỉnh được mắc
nối tiếp với cuộn cảm có giá trò lớn.
 Sơ đồ bộ nghòch lưu dòng:
Xét một bộ biến tần tuần hoàn một pha. Được minh họa
hình 9.3.3. mạch điện có giá trò như sau:
V
S
=120V (rms) f=150Hz, L
L=0,
R
L
=10
Tần số ra f
0
=50Hzz, góc trễ =0.
Dùng PSPICE mô phỏng và vẽ đồ thò điện áp nguồn và
dòng điện tải.
a. Xác đònh công suất trung bình tiêu thụ bởi tải
SW1
Ll
Load
R1
SW2

SW3 SW4
Source
I
T T
T T
b. Các méo sóng hài THD của dạng sóng dòng điện tải.
c. Giá trò hiệu dụng của dòng điện tải. d. Hệ số sóng hài
HF bậc 3,5,7,9 của dạng sóng dòng điện.
d. Sô ñoà maïch ñieän nhö hình 9.3.3
D14 D12
D22
SW13SW11
1M
Rin
SW23
10
RL
D24
SW4
Gate 11
Gate 13
Gate 23
[1]
[1]
[0]
[0]
[0]
[2]
[0]
0

5
Gate 23
[2]
[0]
+
-
+
-
E=A*V(5)
Limit -1,+1
R =1M
E
A=1E9
VG
f
+
-
Ep=Vp*V(8)*V(9)
Rgp=1M
EN=Vp*(1-V(8))*V(9)
RgN=1M
8 8 [1] [2]
Gate for SW23,SW21Gate for SW12,SW13
PULSE VCVS
[0]
[0]
Source
Converter P Converter Na[6]
VS1=120V(rm s )
180Hz

SIN
Driver
* Chöông trình moâ phoûng.
W 9-3-3.CIR
SINGLE-PHASE CYCLOCONVERTER WITHOUT
MODULATION
* To determine the performanece without voltage
modulation.
.INC OPTIONS
*PARAMETERS
. PARAM VS=120v VMAX={ORT(2)*VS};
.PARAM FREQ=150HZ PERIOD={1/FREQ};
.PARAM NUM=3 FREQC={FREQ/NUM};
.PARAM PERC ={1/FREQC};
.PARAM VP=15V;
.PARAM RLOAD=10ohms;
* SOURCE and LOAD
VS1 5 0 SIN (0{VMA}{FREQ})
RL 6 7 {RLOAD}
RIN 5 0 1E6;
* CONVERTER SUBCIRCUITS
.SUBCKT SW-IDEAL 17 18 19 20;
SW 17 18 19 20 THY;
.MODEL THY VSWITCH (RON=1E-3 ROFF=1E6
VON=10 VOFF=1E-3)
.ENDS SW_IDEAL
.SUBCKT D_IDEAL 21 22;
DIO 21 22 DIODE
.MODEL DIODE D(RS=1m CJO=0.1Pf N=0.001)
.ENDS D_IDEAL

* CALLS for SWITCHES and DIODES for half-
controlled converter.
XS11 5 6 1 0 SW_IDEAL;
XS13 0 6 0 1 SW_IDEAL;
XS23 0 7 0 2 SW_IDEAL;
XS21 5 7 2 0 SW_IDEAL;
XD 14 7 5 D_IDEAL
XD 12 7 0 D_IDEAL
XD 22 6 0 D_IDEAL
XD 24 6 5 D_IDEAL
 Driver circuits
E 8 0 value={LIMIT(VC5)*1E(9)-1,1)};
RE 8 0 1E6
VG 9 0 PULSES (0 1 0 5ns 5ns {PERC/2-10ns}{PERC})
* VG Seperates paid N gate signals into the trwo
seperate half cycles.
EP 1 0 VALUE={VP*V(8)*V(9)};
EN 2 0 VALUE={VP*(1-V(9))*V(8)};
* ANALYSIS
.TRAN 20us 20ms 0 40us UIC; TMAX=40us for a clean
SIN wave
.FOUR 50hz 15 I(RL)
.PROBE V(5) i(RL)
.END
CÁCH GIẢI.
Cũng tương tự như 9.3.1 và 9.3.2
Gồm 4 bước như sau:
Bùc 1: Từ các dữ liệu và hình 93.3 chúng ta có thể vẽ
ra cấu hình của SPICE phù hợp với bộ biến tần tuần
hoàn. Xem hình 9.33a. Khi tải là trở kháng Thyristor có

thể dùng kiểu đóng ngắt để điều khiển điện áp với điện
áp điều khiển (tín hiệu cổng) được áp đặt vào cũng như
thời gian dẫn là cần thiết.
Bước 2: từ hình 9.3.3 và hình W.9.3.3a ta thành lập 1 file
cho mạch đặt tên là w-9-3-3.CIR.
Bước 3: Chương trình mô phỏng SPICE có thể chạy với
file mạch w 9-3-3.CIR.
Bước 4: dùng PROBE với file dữ liệu W 9-3-3.DAT. Đồ
thò nguồn áp tại 150Hz và dòng tải tại 50Hz có thể được
vẽ ra xem hình 9.3.3b.
A single phase cyclo converter without modulation.
Phần a :công suất trung bình P tiêu thụ bởi tải là:
P=I
2
l
rsm
.R
L
=10.90
2
.10=1187W
Phần b: Từ các ngõ ra của file W 9-3-3.OUT méo dạng
sóng hài THD của dạng sóng dòng điện tải
THD=67.82%
Phần c: từ file W 9-3-3.OUT I
LRMS
=9.01A.
Phần d: Từ HF
n
=I

ln
/I
4
. Từ các ngõ ra file W 9-3-3.OUT
Cho các dữ liệu như HF
3
=0,403 HF
5
=05, HF
7
=0,2
HF
9
=0.