tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật NGHIÊN cứu hệ TRUYỀN ĐỘNG điện BIẾN tần bốn góc PHẦN tư ĐỘNG cơ KHÔNG ĐỒNG bộ

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

CHÂU TÂN ĐỨC
NGHIÊN CỨU HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN BIẾN TẦN
BỐN GÓC PHẦN TƯ- ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
Chuyên ngành : Tự Động Hóa
Mã số : 605260
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
THÁI NGUYÊN - 2010
Luận văn được hoàn thành tại trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái
Nguyên.
Cán bộ HDKH : TS Trần Xuân Minh
Phản biện 1 : TS. Nguyễn Văn Vỵ
Phản biện 2 : PGS.TS. Nguyễn Hữu Công
Luận văn đã được bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn, họp tại: Phòng cao
học số 02, trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên.
Vào 10 giờ 30 phút ngày 06 tháng 11 năm 2010.
Có thể tìm hiển luận văn tại Trung tâm Học liệu tại Đại học Thái Nguyên và
Thư viện trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên.
1
MỞ ĐẦU
Ngày nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật nói chung và kỹ thuật bán
dẫn, điện tử công suất nói riêng (như chế tạo được các van bán dẫn công suất chịu
được dòng điện lớn, điện áp cao, đặc tính chuyển mạch tốt hơn, chế tạo được các bộ
xử lý tín hiệu số mạnh, sự cải tiến các phương pháp điều khiển bộ biến đổi…) đã
dẫn tới sự phát triển mạnh mẽ của các hệ thống truyền động điện xoay chiều.
Hệ truyền động điện điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều bằng phương
pháp thay đổi tần số nguồn cấp cho mạch stator so với hệ truyền động điện dùng
động cơ một chiều có các ưu điểm nổi bật như: kích thước nhỏ gọn, bền bỉ, giá
thành lắp đặt và bảo dưỡng thấp. Do đó trong thực tế nó đang dần thay thế một phần

lớn hệ truyền động điện một chiều truyền thống.
Tuy nhiên, các bộ biến tần gián tiếp thông dụng trong các hệ truyền động
điện xoay chiều thường sử dụng bộ chỉnh lưu điốt và do vậy không có khả năng trả
năng lượng về lưới. Vấn đề hãm trong các hệ truyền động như vậy được thực hiện
bởi việc sử dụng điện trở tiêu tán năng lượng. Vì vậy, trong các hệ thống truyền
động điện mà động cơ thường làm việc ở chế độ hãm (như các ứng dụng cần trục,
thang máy,…) thì việc tiêu tán năng lượng trên điện trở sẽ gây ra lãng phí rất lớn.
Để tiết kiệm năng lượng, tăng chất lượng điều chỉnh cần phải thiết kế bộ biến
tần đảm bảo cho phép động cơ làm việc hiệu quả được ở các trạng thái hãm khác
nhau mà đặc biệt là hãm tái sinh. Bộ biến tần như vậy được gọi là biến tần 4 góc
phần tư (biến tần 4Q).
Căn cứ vào những nhận xét, đánh giá trên, tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu hệ
truyền động điện biến tần bốn góc phần tư – động cơ không đồng bộ” để làm đề
tài nghiên cứu.
Nội dung của luận văn được trình bày trong 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về hệ truyền động điện biến tần - động cơ không đồng
bộ.
Chương 2: Tìm hiểu về chỉnh lưu tích cực PWM.
Chương 3: Xây dựng cấu trúc điều khiển nghịch lưu và cấu trúc hệ truyền
động điện biến tần 4Q - động cơ không đồng bộ.
2
Kết luận và kiến nghị.
Để có thể hoàn thành luận văn này, tôi đã có sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình
của Thầy giáo TS Trần Xuân Minh, sự giúp đỡ chân thành của các Thầy cô ở Ban
Giám Hiệu, Khoa sau Đại học, Khoa Điện Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp,
bạn bè và gia đình.
Tôi xin chân thành cám ơn thầy giáo TS Trần Xuân Minh, các Thầy cô ở
Ban Giám Hiệu, Khoa sau Đại học, Khoa Điện Trường Đại Học Kỹ Thuật Công
Nghiệp, các bạn bè và đặc biệt là gia đình thân yêu!
Tôi xin chân thành cám ơn!

Thái Nguyên, ngày 07 tháng 10 năm 2010
Người thực hiện
Châu Tân Đức
3
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN BIẾN TẦN – ĐỘNG CƠ
KHÔNG ĐỒNG BỘ
1.1 Các hệ thống truyền động điện dùng động cơ xoay chiều
1.1.1 Giới thiệu chung
1.1.2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ
1.1.3 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ đồng bộ
1.1.4 Hệ thống điều tốc biến tần - động cơ xoay chiều
1.2 Sơ lược về các bộ biến tần dùng dụng cụ bán dẫn công suất
1.2.1 Biến tần trực tiếp (xoay chiều - xoay chiều)
1.2.2 Bộ biến tần gián tiếp
1.2.2.1 Biến tần gián tiếp dùng chỉnh lưu điều khiển
1.2.2.2 Biến tần dùng chỉnh lưu không điều khiển có thêm bộ biến đổi xung
điện áp
1.2.2.3 Biến tần dùng chỉnh lưu không điều khiển với bộ nghịch lưu PWM
1.2.2.4 Biến tần điều khiển vector
1.3 Biến tần bốn góc phần tư
1.3.1 Các tồn tại của các bộ biến tần thông thường
1.3.2 Biến tần bốn góc phần tư (biến tần 4Q)
CHƯƠNG 2
TÌM HIỂU VỀ CHỈNH LƯU TÍCH CỰC PWM
2.1 Đặt vấn đề
2.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của biến tần nguồn áp bốn góc phần tư
dùng chỉnh lưu PWM
4
Hình 2.1: Sơ đồ biến tần bốn góc phần tư dùng chỉnh lưu PWM

2.3 Mô tả toán học chỉnh lưu PWM
2.3.1 Mô tả điện áp và dòng điện nguồn lưới
2.3.2 Mô tả điện áp đầu vào chỉnh lưu PWM
2.3.3 Mô tả toán học chỉnh lưu PWM trong hệ tọa độ ba pha
Hình 2.5: Mô hình toán học chỉnh lưu PWM trong hệ toạ độ ba pha tự nhiên
2.3.4 Mô tả toán học chỉnh lưu PWM trong hệ tọa độ cố định (α-β)
5
Hình 2.6: Mô hình toán học chỉnh lưu PWM trong hệ toạ độ tĩnh α-β.
2.3.5 Mô tả toán học chỉnh lưu PWM trong hệ tọa độ quay (d-q)
Hình 2.7: Mô hình toán học chỉnh lưu PWM trong hệ tọa độ quay d-q
2.4 Phạm vi và giới hạn các tham số của chỉnh lưu PWM
2.5 Ước lượng các đại lượng vector cơ bản
2.5.1 Ước lượng vector điện áp đầu vào
6
Điện áp lưới được ước tính:












−
+
=







q
ii
ii
ii
u
u
LL
LL
LL
L
L
0
1
22
22
22
αβ
βα
βα
β
α
(2.36)
2.5.2 Ước lượng vector từ thông ảo
Hình 2.11: Mô hình động cơ ảo và đồ thị vector từ thông ảo với chỉnh lưu

Các thành phần của từ thông ảo được xác định:
dt
dt
di
Lu
L
SL
∫






+=
α
αα
ψ
(2.38a)
dt
dt
di
Lu
L
SL
∫









+=
β
ββ
ψ
(2.38b)
2.6 Phương pháp điều khiển chỉnh lưu PWM
Các cấu trúc điều khiển chỉnh lưu PWM về cơ bản đều có các mục tiêu
chung như hệ số công suất cao, dạng sóng dòng điện gần sin nhưng lại dựa trên các
7
nguyên tắc khác nhau. Các cấu trúc điều khiển chỉnh lưu PWM được minh họa trên
hình 2.14.
Hình 2.14: Phân loại các phương pháp điều khiển chỉnh lưu PWM
2.6.1 Cấu trúc điều khiển chỉnh lưu PWM theo phương pháp VOC
Hình 2.16: Cấu trúc điều khiển chỉnh lưu PWM theo VOC
8
2.6.2 Cấu trúc điều khiển chỉnh lưu PWM theo phương pháp VFOC
Cấu trúc điều khiển này có sự khác biệt so với cấu trúc theo VOC, trục d ở
đây được chọn trùng với vector
L
ψ
do vậy vector điện áp
L
u
sẽ trùng với trục q,
vector dòng điện
L

i
trùng với vector
L
u
nên i
Ld
=0 và I
Lq
=I
L
.
Hình 2.19: Cấu trúc điều khiển chỉnh lưu PWM theo VFOC
2.6.3 Cấu trúc điều khiển chỉnh lưu PWM theo phương pháp DPC
Phương pháp điều khiển trực tiếp công suất DPC cho chỉnh lưu PWM tương
tự ý tưởng phương pháp điều khiển trực tiếp mô men DTC của truyền động động cơ
không đồng bộ. Thay vì mô men và từ thông stator được điều khiển thì công suất
tác dụng tức thời (p) và phản kháng tức thời (q) được điều khiển (xem hình 2.20).
9
Hình 2.20: Cấu trúc điều khiển chỉnh lưu PWM theo DPC
2.6.3.1 Ước lượng công suất theo vector điện áp
Cấu trúc khâu ước lượng công suất và điện áp như hình 2.21.
Hình 2.21: Khâu ước lượng công suất và điện áp
2.6.3.2 Ước lượng công suất theo vector từ thông ảo
10
Hình 2.22: Khâu ước lượng p, q theo vector từ thông ảo
2.6.3.3 Đặc điểm cơ bản của điều khiển trực tiếp công suất DPC
2.6.3.4 Bộ điều khiển công suất
2.6.3.5 Lựa chọn phân vùng vector và bảng đóng cắt
Có thể mô tả bằng biểu thức toán học cho phân vùng vector:
( ) ( )

6
12
6
32
π
γ
π
−<≤− nn
n
với n = 1, 2, …, 6 (2.78)
( ) ( )
6
1
6
2
π
γ
π
−<≤− nn
n
với n = 1, 2, …, 12 (2.79)
Trên bảng 2.1 trình bày bảng đóng cắt cho DPC với bộ điều khiển hai mức
và 12 phân vùng vector.
Bảng 2.1: Bảng đóng cắt cho DPC với bộ điều khiển 2 mức, 12 vùng vector
11
2.6.3.6 Tổ hợp vector điện áp
Đối với công suất tác dụng tăng khi chọn U
k+2
, U
k+3

, U
k+1
, U
k-2
hoặc U
0
, U
7
và
giảm khi chọn U
k
, U
k-1
. Đối với công suất phản kháng tăng khi chọn U
k
, U
k+1
, U
k+2
và giảm khi chọn U
k-2
, U
k-1
,

U
k+3.
Kết quả thống kê trên bảng 2.2.
Bảng 2.2: Sự tăng giảm p và q theo vector điện áp được chọn
Trên bảng 2.2, ký hiệu (↑) tăng, (↓) giảm, (↑↑) tăng lớn và (↓↓) giảm lớn.

Kết luận: Chỉnh lưu PWM đáp ứng được yêu cầu trao đổi công suất hai
chiều giữa lưới điện xoay chiều và phía một chiều đầu ra bộ chỉnh lưu. Ngoài ra sử
dụng chỉnh lưu PWM cho phép giảm đáng kể sóng hài bậc cao trong dòng điện
lưới, tăng hiệu suất, có khả năng điều chỉnh được hệ số công suất. Như vậy, việc sử
dụng chỉnh lưu PWM trong bộ biến tần gián tiếp có thể cho phép hệ truyền động
điện biến tần - động cơ không đồng bộ có thể làm việc ở cả bốn góc phần tư của hệ
tọa độ đặc tính cơ và nâng cao đáng kể chất lượng của hệ truyền động. Vì vậy, mặc
dù giá thành của loại biến tần này cao hơn so với biến tần thông thường nhưng sẽ
tiết kiệm đáng kể về điện năng, giảm nhỏ ảnh hưởng của hệ truyền động đến lưới
điện xoay chiều.
CHƯƠNG 3
XÂY DỰNG CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN NGHỊCH LƯU VÀ CẤU TRÚC HỆ
TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN BIẾN TẦN 4Q - ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
3.1 Cấu trúc điều khiển nghịch lưu
3.1.1 Các vấn đề điều khiển nghịch lưu
3.1.2 Điều khiển DTC cho nghịch lưu nguồn áp động cơ không đồng bộ
3.1.2.1 Các nguyên tắc chung cho việc tạo đáp ứng mô men nhanh
12
Trong một hệ truyền động động cơ cảm ứng điều khiển trực tiếp mô men
(DTC) có thể điều khiển trực tiếp từ thông stator (hoặc từ thông rotor, hoặc từ thông
từ hóa) và mô men điện từ bằng cách chọn trạng thái chuyển mạch tối ưu cho bộ
nghịch lưu. Sự lựa chọn được tạo ra để hạn chế sai lệch từ thông và mô men bên
trong các dải trễ từ thông và mô men tương ứng, nhằm đạt được đáp ứng mô men
nhanh, tần số chuyển mạch bộ nghịch lưu thấp, tổn hao do các hàm điều hòa thấp.
DTC cho phép đáp ứng mô men rất nhanh và điều khiển linh hoạt động cơ cảm ứng.
Trong máy điện cảm ứng 3 pha đối xứng, mô men điện từ tức thời được tính
theo công thức:
s
s
e

iPt ×=
ψ
2
3
(3.1)
Hay xét về độ lớn
γψψ
sin
2
3
'
'
sr
rs
m
e
LL
L
PT =
(3.11)
Trong phương trình (3.11)
γ
là góc giữa các vector không gian từ thông móc
vòng stator và từ thông móc vòng rotor,
rs
ρργ
−=
, trong đó
r
ρ

là góc của vector
không gian từ thông móc vòng rotor với trục
α
của hệ tọa độ tĩnh
),(
βα
.
Hình 3.2: Vector không gian từ thông móc vòng stator, từ thông móc vòng rotor, và
dòng điện stator.
3.1.2.2 Chọn vector chuyển tối ưu
13
ψ
s
ψ
sd
ψ
sq
d
q
α
β
γ
'
r
r
m
L
L
ψ
i

s
s
s
iL
'
Bảng 3.1 cho phép chọn vector chuyển tối ưu cho tất cả các vị trí có thể của
vector không gian từ thông stator và tín hiệu vào mong muốn (giá trị đặt của modun
từ thông stator và mô men điện từ tương ứng.
Bảng 3.1: Bảng chọn vector chuyển điện áp tối ưu
dψ dT
e
α(1) α(2) α(3) α(4) α(5) α(6)
Sector 1 Sector 2 Sector 3 Sector 4 Sector 5 Sector 6
1
1 ū
2
ū
3
ū
4
ū
5
ū
6
ū
1
0 ū
7
ū
0

ū
7
ū
0
ū
7
ū
0
-1 ū
6
ū
1
ū
2
ū
3
ū
4
ū
5
0
1 ū
3
ū
4
ū
5
ū
6
ū

1
ū
2
0 ū
0
ū
7
ū
0
ū
7
ū
0
ū
7
-1 ū
5
ū
6
ū
1
ū
2
ū
3
ū
4
Bảng chọn chuyển mạch tối ưu đòi hỏi phải biết vị trí của vector không gian
từ thông stator. Góc từ thông stator
)(

s
ρ
có thể được xác định:
)/(tan
1
αβ
ψψρ
sss
−
=
(3.16)
Góc
s
ρ
sau đó có thể được sử dụng để xác định các góc α(1), α(2), …
3.1.2.3 Sự ước tính từ thông stator
Trong hệ truyền động động cơ cảm ứng DTC, các thành phần từ thông stator
phải được được ước tính theo phương trình điện áp stator ở hệ tọa độ (α, β):
∫
−= dtiRu
ssss
)(
ααα
ψ
(3.19)
∫
−= dtiRu
ssss
)(
βββ

ψ
(3.20)
3.1.2.4 Hệ truyền động động cơ cảm ứng DTC dựa vào từ thông stator
Điều khiển trực tiếp mô men gồm điều khiển riêng rẽ từ thông stator và mô
men thông qua chọn trạng thái chuyển mạch tối ưu bộ nghịch lưu. Giá trị đặt của
modun vector không gian từ thông stator,
sref
ψ
, được so sánh với modun thật của
vector không gian từ thông stator,
s
ψ
, và kết quả sai lệch được dẫn đến khâu so
sánh trễ hai mức từ thông stator. Tương tự, giá trị đặt của mô men điện từ
( )
eref
T

được so sánh với giá trị thật của nó (T
e
) và tín hiệu sai lệch mô men điện từ được
dẫn đến khâu so sánh trễ ba mức mô men.
14
Hình 3.7: Cấu trúc điều khiển DTC dựa trên từ thông stator hệ truyền động động cơ
không đồng bộ với nghịch lưu nguồn áp
Trong hình 3.7, sai lệch từ thông và mô men điện từ được hạn chế trong dải
trễ của chúng, có độ rộng tương ứng là
s
ψ
∆2

và
e
T∆2
. Dải trễ từ thông ảnh hưởng
chính đến sự méo dòng stator với các thành phần điều hòa bậc thấp, và dải trễ mô
men ảnh hưởng đến tần số chuyển mạch và vì thế gây tổn hao chuyển mạch. Mô
men điện từ có thể được ước tính bằng cách sử dụng phương trình (3.1), vì thế:
( )
αββα
ψψ
sssse
iiPT −=
2
3
(3.29)
3.1.2.5 Đặc điểm chính, thuận lợi, và bất lợi của DTC
a. Các đặc điểm chính của DTC:
b. Các thuận lợi chính của DTC:
c. Các bất lợi chính của một hệ truyền động DTC thông thường:
3.2 Cấu trúc hệ truyền động điện biến tần 4Q - động cơ không đồng bộ
3.2.1 Sơ đồ khối hệ truyền động điện biến tần 4Q - động cơ không đồng bộ
15
Khâu ước tính mô
men và từ thông
Bảng chuyển mạch
tối ưu cho bộ nghịch
lưu
Khâu so sánh
từ thông
Khâu so sánh

mô men
-
-
ψ
sref
T
eref
ψ
s
T
e
S
A, B, C
=
~
dψ
dT
e
α
IM
Hình 3.8: Sơ đồ khối hệ truyền động điện biến tần 4Q–động cơ không đồng bộ
3.2.2 Sơ đồ nguyên lý phần mạch lực của hệ biến tần 4Q – động cơ không đồng
bộ
Hình 3.9: Sơ đồ nguyên lý phần mạch lực hệ truyền động điện biến tần bốn góc
phần tư dùng chỉnh lưu PWM - động cơ không đồng bộ
3.2.3 Khối điều khiển chỉnh lưu
Có nhiều phương pháp điều khiển bộ chỉnh lưu tích cực PWM, mỗi phương
pháp điều khiển có những ưu nhược điểm riêng. Các phương pháp điều khiển khác
nhau có sự khác nhau về đại lượng điều khiển cũng như cấu trúc cụ thể của hệ
thống điều khiển nhưng đều nhằm đạt mục tiêu chung là điều khiển sự đóng mở các

van để giữ ổn định giá trị điện áp một chiều đầu ra theo giá trị đặt, khống chế hệ số
công suất theo yêu cầu, đảm bảo dạng dòng điện lưới gần với hình sin và cho phép
thực hiện trao đổi công suất hai chiều giữa tải và nguồn. Để nghiên cứu sự làm việc
16
của hệ truyền động biến tần bốn góc phần tư - động cơ không đồng bộ ta chọn
phương pháp điều khiển chỉnh lưu là phương pháp VOC.
Hình 3.10: Cấu trúc điều khiển chỉnh lưu PWM theo VOC
3.2.4 Khối điều khiển nghịch lưu
Cấu trúc phần điều khiển nghịch lưu theo nguyên lý trực tiếp mô men DTC
trên được mô tả trên hình 3.11.
Hình 3.11: Cấu trúc điều khiển nghịch lưu PWM theo DTC
17
3.3 Mô phỏng hệ truyền động điện biến tần 4Q - động cơ không đồng bộ
3.3.1 Xây dựng sơ đồ mô phỏng
i_a
i_c
i_b
iL_abc
-C-
Udc_ref
U-I in
Tm
Udc
Udc*
iL_abc
u_ab
u_bc
pulses-re
Subsystem
0

Rotational speed
Load torque step
i_s
m
v _dc
wm
s_abc
Inv_motor
10
Gain
wmTm
Fan_model
Enable
control
Demux
0
DC link voltage
pulses
s_abc
T_m
iL_abc
i_s
m
v _dc
uL
u_ab
u_bc
PLECS
Circuit
Circuit

Hình 3.12: Mô hình mô phỏng hệ truyền động điện biến tần 4Q – động cơ không
đồng bộ ba pha
Hình 3.13: Mô hình mạch lực (khối PLECS Circuit)
18
Hình 3.14: Mô hình mạch điều khiển chỉnh lưu theo VOC
1
s_abc
Z-Tab
Torque Control
f(u)
Torque
Rs
Stator
Resistance
Phase Voltages
NOT
[2*delta_T]
IC
Psi Sector(Psi)
Flux Sector
? ? ?
Flux Reference
Flux Control
1
s
Flux
0.5
f(u)
Abs
3

v_dc
2
i_s
1
T_ref
Hình 3.15: Mô hình mạch điều khiển nghịch lưu theo DTC
3.3.2 Các kết quả mô phỏng đạt được
3.3.2.1 Quá trình khởi động và hãm tái sinh khi điều chỉnh giảm tốc
Hình 3.16: Quỹ đạo từ thông
19
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Thoi gian (s)
Toc do dong co (rad/s)
Hình 3.17: Tốc độ động cơ trong quá trình khởi động và giảm tốc
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6
-150
-100
-50

0
50
100
150
Thoi gian (s)
Mô men dong co (Nm)
Hình 3.18: Mô men động cơ trong quá trình khởi động và giảm tốc
Từ các đồ thị ta thấy từ thông được duy trì trong dải trễ theo giá trị từ thông
đặt bằng 0.6Wb (hình 3.16); quá trình khởi động diễn ra nhanh, tốc độ động cơ đạt
giá trị đặt 180rad/s sau khoảng 0.11s, mô men động cơ thay đổi nhanh chóng, và
bám sát giá trị đặt (hình 3.17 và 3.18); dòng điện đầu vào chỉnh lưu có dạng gần
hình sin (hình 3.19); hệ số công suất bằng 1, khi hãm tái sinh thì bằng -1 (hình
3.20).
20
1.05 1.1 1.15 1.2
-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
Thoi gian (s)
Dong dien va dien ap dau vao chinh luu (A-V)
Hình 3.19: Dòng điện và điện áp đầu vào chỉnh lưu PWM khi ổn định
0.45 0.5 0.55 0.6 0.65
-400
-300

-200
-100
0
100
200
300
400
Thoi gian (s)
Dong dien va dien ap dau vao chinh luu (A-V)
Hình 3.20: Dòng điện và điện áp đầu vào chỉnh lưu PWM khi giảm tốc
3.3.2.2 Quá trình hãm tái sinh khi đổi dấu mô men tải
Tại t = 1.2s ta thực hiện thay đổi mô men tải sang âm (tức là tác động một
mô men cơ cùng chiều với chiều quay của rotor) để kiểm tra khả năng làm việc của
động cơ ở trạng thái hãm tái sinh.
1.196 1.197 1.198 1.199 1.2 1.201 1.202 1.203 1.204 1.205 1.206
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
Thoi gian (s)
Mô men dong co (Nm)
21
Hình 3.21: Mô men động cơ trong quá trình mô men tải đổi dấu
1.15 1.2 1.25
-400
-300

-200
-100
0
100
200
300
400
Thoi gian (s)
Dong dien va dien ap dau vao chinh luu (A-V)
Hình 3.22: Dòng điện và điện áp đầu vào chỉnh lưu khi mô men tải đổi dấu
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7
80
85
90
95
100
105
110
115
120
Thoi gian (s)
Toc do dong co (rad/s)
Hình 3.23: Tốc độ động cơ trong quá trình mô men tải đổi dấu
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7
400
450
500
550
600
650

700
750
800
Thoi gian (s)
Dien ap mot chieu (V)
Hình 3.24: Điện áp một chiều khi mô men tải đổi dấu
Khi mô men tải đổi dấu sang âm thì dòng điện và điện áp đầu vào chỉnh lưu
lệch nhau 180
0
, tức là bộ chỉnh lưu làm việc ở chế độ nghịch lưu, thực hiện chuyển
22
công suất từ phía động cơ về lưới điện (hình 3.22) với giá trị hệ số công suất bằng 1
(cosϕ = -1); tốc độ động cơ vẫn được duy trì hầu như không đổi bằng 100 rad/s
(hình 3.23); giá trị điện áp một chiều tương đối ổn định (hình 3.24).
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7
-100
-50
0
50
100
Thoi gian (s)
Dong dien stator (A)
Hình 3.25: Dòng điện stator khi mô men tải đổi dấu
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1.Kết luận.
Qua phân tích lý thuyết và các kết quả mô phỏng bộ biến tần 4Q và hệ truyền
động động cơ không đồng bộ ba pha ứng dụng loại biến tần này ta thấy loại biến tần
này đạt được nhiều tính năng nổi bật mà các bộ biến tần thông thường khác không
có:
- Dòng điện đầu vào phía lưới có dạng gần hình sin, sóng hài bậc cao trong

dòng điện lưới là không đáng kể.
- Có khả năng đạt được hệ số công suất lưới điện theo yêu cầu.
- Điện áp một chiều sau chỉnh lưu tích cực có thể được điều chỉnh và ổn định
tốt, giảm bớt ảnh hưởng của sự dao động điện áp lưới đến bộ biến tần.
- Biến tần có khả năng hoàn trả năng lượng về lưới, khi đó điện áp và dòng
điện lưới lệch pha nhau 180
0
, như vậy hệ thống cho phép tiết kiệm năng lượng trong
một số trường hợp như điều chỉnh giảm tốc, làm việc với tải thế năng,
2. Kiến nghị.
- Tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện để có thể áp dụng vào thực tế.
- Nghiên cứu tìm thêm ứng dụng khác đối với chỉnh lưu PWM.
23
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Trần Khánh Hà (1997), Máy điện tập 1, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật,
Hà Nội.
2. Bùi Quốc Khánh, NguyễnVăn Liễn, Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi (2002),
Tự động điều chỉnh truyền động điện, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật,
Hà Nội.
3. Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn (2007), Cơ sở truyền động điện, Nhà xuất
bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
4. Trần Thọ, Võ Quang Lạp (biên khảo) (2004), Cơ sở điều khiển tự động truyền
động điện, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
5. Nguyễn Phùng Quang (1996), Điều khiển tự động truyền động điện xoay chiều
ba pha, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội.
6. Nguyễn Phùng Quang, (2003) MATLAB & Simulink dành cho kỹ sư điều khiển
tự động, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
Tiếng Anh
7. ABB (2002), ABB Technical Guide No.1: Direct Torque Control

8. Bimal K.Bose (2002), Modern Power Electronics and AC Drives, Prentice
Hall, New York.
9. C. Daoshen and B. K. Bose (1992), “Expert system based automated selection
of industrial AC drives”, IEE IAS Annu. Meet. Conf. Rec., pp 387-392.
10. S. M. Chhaya and B. K. Bose (1992), “Expert system based automated design
technique of a voltage-fed inverter for induction motor drive”, IEE IAS
Annu. Meet. Conf. Rec., pp 770-778.
11. S. M. Chhaya and B. K. Bose (1995), “Expert system aided automated design,
simulation and controller tuning of ac drive system”, IEE IECON Conf.
Rec., pp 712-718.
12. Mariusz Malinowski (2001), Sensorless Control Strategies for Three Phase
PWM Rectifiers, Warsaw, Poland.
13 P. Barrass, M. Cade (1999), PWM rectifier using indirect voltage sensing,
Proc.IEE-Elect. Power Applicat., 146 (5), 539-544.
14. Plexim GmbH, PLECS - Piece-wise Linear Electrical Circuit Simulation for
Simulink, User Manual, ver 1.2.
15. P.Vas (1998), Sensorless Vector and Direct Torque Control, Oxford University
Press.
16. The Mathworks, Simulink-Dynamic System Simulation for Matlab, Help file in
Matlab7.01 R14.
24