Luận văn tốt nghiệp nghiên cứu thiết kế bộ biến tần trên cơ sở điều chế vec tơ không gian

Chơng 1.

Tổng quan về hệ truyền động
biến tần - động cơ không đồng bộ

Khi nói đến hệ truyền động, ngời ta thờng quan tâm đến ba vấn đề: đối
tợng điều khiển, phơng pháp điều khiển và thiết bị điều khiển. Chơng 1 với
vai trò là chơng tổng quan chung của luận văn này, sẽ đề cập đến các nội
dung sau:
ã Khái quát chung về ĐCKĐB. Đây chính là đối tợng điều khiển.
ã Phơng pháp điều chỉnh tốc độ ĐCKĐB bằng cách thay đổi tần số
nguồn cung cấp. Đây là phơng pháp điều khiển.
ã Các bộ biến tần, hay thiết bị điều khiển của hệ thống điều khiển.

1.1. Sơ lợc về động cơ không đồng bộ
1.1.1. đặc điểm của động cơ không đồng bộ

ĐCKĐB là loại máy điện xoay chiều hai dây quấn mà trong đó chỉ có
một dây quấn (dây quấn sơ cấp) nhận điện từ lới với tần số fs, còn dây quấn
thứ hai (dây quấn thứ cấp) đợc nối tắt lại hay đợc khép kín qua điện trở.
Dòng điện trong dây quấn thứ cấp đợc sinh ra nhờ cảm ứng điện từ, nó có tần
số là fr là một hàm của tốc độ góc rôto r. Các máy không đồng bộ rất ít khi
sử dụng làm máy phát, chủ yếu đợc dùng làm động cơ và là loại thông dụng
nhất hiện nay. So với ĐCMC, nó có u điểm là cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo,
giá thành hạ, vận hành tin cậy, có thể dùng trực tiếp với lới điện ba pha nên
có thể không cần thiết bị biến đổi kèm theo.
Thahng
Mang
Luụn
123doc
thun

licam
s
tr
hu
kt
s
nghim
timt
dng
l
swebsite
mang
kho
mi
1. th
m
li
dn
CHP
vin
nhng
cho
u
khng
ngi
NHN
quyn
chia dựng,
l
CC

sli
vi
vIU
tt
cụng
hn
mua
nht
2.000.000
ngh
bỏn
KHON
cho
tihin
ngi
liu
THA
ti
th
hng
liu
dựng.
hin
THUN
u
tt
Khi
i,
Vit
c

khỏch
bn
lnh
Nam.
Cho
online
hng
vc:
Tỏc
mng
tr
khụng
ti
phong
thnh
bn
chớnh
khỏc
chuyờn
n
thnh
tớngỡ
dng,
vi
so
nghip,
viờn
123doc.
vi
cụng

ca
bn
hon
ngh
123doc
gc.
ho,
thụng
Bn
v
np
cú
tin,
cao
th
tin
ngoi
tớnh
phúng
vo
ng,...Khỏch
trỏch
ti
to,khon
nhim
thu nh
ca
i
hng
tựy123doc,

vi
ý.
cútng
thbn
d
ngi
dng
s dựng.
c
tra c■u
M■c
h■■ng
tàitiêu
li■u
nh■ng
hàng
m■t■■u
quy■n
cáchc■a
chính
l■i123doc.net
sau
xác,n■p
nhanh
ti■n
tr■
chóng.
trên
thành
website

th■ vi■n tài li■u online l■n nh■t Vi■t Nam, cung c■p nh■ng tài li■u ■■c khơng th■ tìm th■y trên th■ tr■■ng ngo■i tr■ 123doc.net.
Nhi■u event thú v■, event ki■m ti■n thi■t th■c. 123doc luôn luôn t■o c■ h■i gia t■ng thu nh■p online cho t■t c■ các thành viên c■a website.

Mangh■n
Ln
Th■a
Xu■t
Sau
Nhi■u
123doc
khi
h■■ng
phát
thu■n
l■i
event
cam
s■
nh■n
m■t
tr■
t■
h■u
k■t
s■
thú
nghi■m
t■i
ýxác
n■m

t■■ng
m■t
d■ng
v■,
là
s■
nh■n
website
ra
mang
event
kho
m■i
■■i,
1.
t■o
t■
th■
m■
l■i
c■ng
ki■m
■■ng
d■n
123doc
CH■P
vi■n
nh■ng
cho
■■u

■■ng
ti■n
h■
kh■ng
ng■■i
NH■N
■ã
quy■n
th■ng
thi■t
chia
t■ng
ki■m
dùng,
l■
CÁC
s■
th■c.
s■
l■i
b■■c
v■i
ti■n
vàchuy■n
■I■U
t■t
cơng
h■n
mua
123doc

online
kh■ng
nh■t
2.000.000
ngh■
bán
KHO■N
sang
b■ng
ln
cho
tài
■■nh
hi■n
ng■■i
li■u
ph■n
ln
tài
TH■A
tài
v■
th■
li■u
hàng
t■o
li■u
thơng
dùng.
tríhi■n

THU■N
hi■u
c■
c■a
■■u
■ tin
t■t
h■i
Khi
■■i,
qu■
mình
Vi■t
xác
c■
khách
gia
b■n
nh■t,
minh
trong
l■nh
Nam.
t■ng
Chào
online
hàng
uy
tài
v■c:

l■nh
thu
Tác
m■ng
tín
kho■n
tr■
nh■p
khơng
tài
phong
v■c
cao
thành
b■n
chính
email
nh■t.
tài
online
khác
chun
■■n
li■u
thành
tínb■n
Mong
gì
cho
d■ng,

và
v■i
so
nghi■p,
viên
kinh
■ã
t■t
123doc.
123doc.net!
v■i
mu■n
cơng
■■ng
c■a
c■
doanh
b■n
các
hồn
mang
ngh■
123doc
ký
g■c.
online.
thành
v■i
h■o,
Chúng

l■i
thơng
B■n
và
123doc.netLink
cho
viên
Tính
■■
n■p
có
tơi
tin,
c■ng
c■a
cao
th■
■■n
cung
ti■n
ngo■i
tính
website.
phóng
■■ng
th■i
vào
c■p
ng■,...Khách
trách

xác
tài
■i■m
D■ch
xã
to,kho■n
th■c
nhi■m
h■i
thutháng
V■
nh■
m■t
s■
c■a
(nh■
■■i
hàng
■■■c
tùy
ngu■n
5/2014;
123doc,
v■i
■■■c
ý.
cóg■i
t■ng
th■
tài

123doc
v■
mơ
ngun
b■n
d■
ng■■i
■■a
t■
dàng
s■
v■■t
d■■i
tri
dùng.
■■■c
ch■
tra
th■c
m■c
■ây)
email
c■u
M■c
h■■ng
q
100.000
cho
tài
b■n

tiêu
báu,
li■u
b■n,
nh■ng
■ã
hàng
phong
m■t
l■■t
tùy
■■ng
■■u
quy■n
cách
truy
thu■c
phú,
ky,
c■a
c■p
chính
■a
l■i
b■n
vào
123doc.net
m■i
d■ng,
sau

xác,
các
vuingày,
n■p
lịng
“■i■u
nhanh
giàu
ti■n
s■
■■ng
tr■
giá
Kho■n
chóng.
h■u
trên
thành
tr■
nh■p
2.000.000
website
■■ng
Th■a
th■
email
vi■n
th■i
Thu■n
c■a

thành
mong
tài v■
li■u
mình
viên
mu■n
S■
online
và
■■ng
D■ng
click
t■o
l■n
ký,
D■ch
■i■u
vào
nh■t
l■t
link
ki■n
V■”
vào
Vi■t
123doc
top
sau
cho

Nam,
200
■ây
cho
■ã
cung
các
các
(sau
g■iwebsite
c■p
users
■âynh■ng
■■■c
cóph■
thêm
tài
bi■n
g■i
thu
li■u
t■t
nh■t
nh■p.
■■c
T■it■i
khơng
t■ng
Chính
Vi■tth■i

th■
Nam,
vì v■y
■i■m,
tìm
t■123doc.net
th■y
l■chúng
tìm
trên
ki■m
tơi
th■
racóthu■c
■■i
tr■■ng
th■nh■m
c■p
top
ngo■i
3nh■t
■áp
Google.
tr■
■KTTSDDV
■ng
123doc.net.
Nh■n
nhu c■u
■■■c

theo
chiaquy■t
danh
s■ tài
hi■u
...li■udo
ch■t
c■ng
l■■ng
■■ng
vàbình
ki■mch■n
ti■n là
online.
website ki■m ti■n online hi■u qu■ và uy tín nh■t.

Lnh■n
123doc
Sau
Th■a
Xu■t
khi
h■■ng
phát
thu■n
cam
nh■n
m■t
t■k■t
s■

t■i
ýxác
n■m
t■■ng
d■ng
là
s■
nh■n
website
ra
mang
■■i,
1.
t■o
t■l■i
c■ng
■■ng
d■n
123doc
CH■P
nh■ng
■■u
■■ng
h■
NH■N
■ã
quy■n
th■ng
chia
t■ng

ki■m
CÁC
s■s■
l■i
b■■c
ti■n
vàchuy■n
■I■U
t■t
mua
online
kh■ng
nh■t
bán
KHO■N
sang
b■ng
cho
tài
■■nh
ng■■i
li■u
ph■n
tài
TH■A
v■
li■u
hàng
thơng
dùng.

tríTHU■N
hi■u
c■a
■■u
tin
Khi
qu■
mình
Vi■t
xác
khách
nh■t,
minh
trong
Nam.
Chào
hàng
uy
tài
l■nh
Tác
m■ng
tín
kho■n
tr■
phong
v■c
cao
thành
b■n

email
nh■t.
tàichun
■■n
li■u
thành
b■n
Mong
và
v■i
nghi■p,
viên
kinh
■ã
123doc.
123doc.net!
mu■n
■■ng
c■a
doanh
hồn
mang
123doc
kýonline.
v■i
h■o,
Chúng
l■ivà
123doc.netLink
cho

Tính
■■
n■p
tơi
c■ng
cao
■■n
cung
ti■n
tính
■■ng
th■i
vào
c■p
trách
xác
tài
■i■m
D■ch
xãkho■n
th■c
nhi■m
h■itháng
V■
m■t
s■
c■a
(nh■
■■i
■■■c

ngu■n
5/2014;
123doc,
v■i
■■■c
g■i
t■ng
tài
123doc
v■
mơ
ngun
b■n
ng■■i
■■a
t■s■
v■■t
d■■i
tri
dùng.
■■■c
ch■
th■c
m■c
■ây)
email
M■c
h■■ng
q
100.000

cho
b■n
tiêu
báu,
b■n,
nh■ng
■ã
hàng
phong
l■■t
tùy
■■ng
■■u
quy■n
truy
thu■c
phú,
ky,
c■a
c■p
■a
l■i
b■n
vào
123doc.net
m■i
d■ng,
sau
các
vuingày,

n■p
lịng
“■i■u
giàu
ti■n
s■
■■ng
tr■
giá
Kho■n
h■u
trên
thành
tr■
nh■p
2.000.000
website
■■ng
Th■a
th■
email
vi■n
th■i
Thu■n
c■a
thành
mong
tài v■
li■u
mình

viên
mu■n
S■
online
và
■■ng
D■ng
click
t■o
l■n
ký,
D■ch
■i■u
vào
nh■t
l■t
link
ki■n
V■”
vào
Vi■t
123doc
top
sau
cho
Nam,
200
■ây
cho
■ã

cung
các
các
(sau
g■iwebsite
c■p
users
■âynh■ng
■■■c
cóph■
thêm
tài
bi■n
g■i
thu
li■u
t■t
nh■t
nh■p.
■■c
T■it■i
khơng
t■ng
Chính
Vi■tth■i
th■
Nam,
vì v■y
■i■m,
tìm

t■123doc.net
th■y
l■chúng
tìm
trên
ki■m
tơi
th■
racóthu■c
■■i
tr■■ng
th■nh■m
c■p
top
ngo■i
3nh■t
■áp
Google.
tr■
■KTTSDDV
■ng
123doc.net.
Nh■n
nhu c■u
■■■c
theo
chiaquy■t
danh
s■ tài
hi■u

...li■udo
ch■t
c■ng
l■■ng
■■ng
vàbình
ki■mch■n
ti■n là
online.
website ki■m ti■n online hi■u qu■ và uy tín nh■t.
Lnh■n
Th■a
Xu■t
Sau
Nhi■u
123doc
Mang
khi
h■■ng
phát
thu■n
l■i
event
cam
s■
nh■n
m■t
tr■
t■
h■u

k■t
s■
thú
nghi■m
t■i
ýxác
n■m
t■■ng
m■t
d■ng
v■,
là
s■
nh■n
website
ra
mang
event
kho
m■i
■■i,
1.
t■o
t■
th■
m■
l■i
c■ng
ki■m
■■ng

d■n
123doc
CH■P
vi■n
nh■ng
cho
■■u
■■ng
ti■n
h■
kh■ng
ng■■i
NH■N
■ã
quy■n
th■ng
thi■t
chia
t■ng
ki■m
dùng,
l■
CÁC
s■
th■c.
s■
l■i
b■■c
v■i
ti■n

vàchuy■n
■I■U
t■t
cơng
h■n
mua
123doc
online
kh■ng
nh■t
2.000.000
ngh■
bán
KHO■N
sang
b■ng
ln
cho
tài
■■nh
hi■n
ng■■i
li■u
ph■n
ln
tài
TH■A
tài
v■
th■

li■u
hàng
t■o
li■u
thơng
dùng.
tríhi■n
THU■N
hi■u
c■
c■a
■■u
■ tin
t■t
h■i
Khi
■■i,
qu■
mình
Vi■t
xác
c■
khách
gia
b■n
nh■t,
minh
trong
l■nh
Nam.

t■ng
Chào
online
hàng
uy
tài
v■c:
l■nh
thu
Tác
m■ng
tín
kho■n
tr■
nh■p
khơng
tài
phong
v■c
cao
thành
b■n
chính
email
nh■t.
tài
online
khác
chun
■■n

li■u
thành
tínb■n
Mong
gì
cho
d■ng,
và
v■i
so
nghi■p,
viên
kinh
■ã
t■t
123doc.
123doc.net!
v■i
mu■n
cơng
■■ng
c■a
c■
doanh
b■n
các
hồn
mang
ngh■
123doc

ký
g■c.
online.
thành
v■i
h■o,
Chúng
l■i
thơng
B■n
và
123doc.netLink
cho
viên
Tính
■■
n■p
có
tơi
tin,
c■ng
c■a
cao
th■
■■n
cung
ti■n
ngo■i
tính
website.

phóng
■■ng
th■i
vào
c■p
ng■,...Khách
trách
xác
tài
■i■m
D■ch
xã
to,kho■n
th■c
nhi■m
h■i
thutháng
V■
nh■
m■t
s■
c■a
(nh■
■■i
hàng
■■■c
tùy
ngu■n
5/2014;
123doc,

v■i
■■■c
ý.
cóg■i
t■ng
th■
tài
123doc
v■
mơ
ngun
b■n
d■
ng■■i
■■a
t■
dàng
s■
v■■t
d■■i
tri
dùng.
■■■c
ch■
tra
th■c
m■c
■ây)
email
c■u

M■c
h■■ng
q
100.000
cho
tài
b■n
tiêu
báu,
li■u
b■n,
nh■ng
■ã
hàng
phong
m■t
l■■t
tùy
■■ng
■■u
quy■n
cách
truy
thu■c
phú,
ky,
c■a
c■p
chính
■a

l■i
b■n
vào
123doc.net
m■i
d■ng,
sau
xác,
các
vuingày,
n■p
lịng
“■i■u
nhanh
giàu
ti■n
s■
■■ng
tr■
giá
Kho■n
chóng.
h■u
trên
thành
tr■
nh■p
2.000.000
website
■■ng

Th■a
th■
email
vi■n
th■i
Thu■n
c■a
thành
mong
tài v■
li■u
mình
viên
mu■n
S■
online
và
■■ng
D■ng
click
t■o
l■n
ký,
D■ch
■i■u
vào
nh■t
l■t
link
ki■n

V■”
vào
Vi■t
123doc
top
sau
cho
Nam,
200
■ây
cho
■ã
cung
các
các
(sau
g■iwebsite
c■p
users
■âynh■ng
■■■c
cóph■
thêm
tài
bi■n
g■i
thu
li■u
t■t
nh■t

nh■p.
■■c
T■it■i
khơng
t■ng
Chính
Vi■tth■i
th■
Nam,
vì v■y
■i■m,
tìm
t■123doc.net
th■y
l■chúng
tìm
trên
ki■m
tơi
th■
racóthu■c
■■i
tr■■ng
th■nh■m
c■p
top
ngo■i
3nh■t
■áp
Google.

tr■
■KTTSDDV
■ng
123doc.net.
Nh■n
nhu c■u
■■■c
theo
chiaquy■t
danh
s■ tài
hi■u
...li■udo
ch■t
c■ng
l■■ng
■■ng
vàbình
ki■mch■n
ti■n là
online.
website ki■m ti■n online hi■u qu■ và uy tín nh■t.
u■t phát
Nhi■u
Mang
Ln
123doc
Th■a
Xu■t
Sau

khi
h■n
h■■ng
phát
thu■n
l■i
event
s■
cam
nh■n
t■
m■t
tr■
t■
h■u
ýk■t
s■
thú
nghi■m
t■i
ýt■■ng
xác
n■m
t■■ng
m■t
d■ng
v■,
là
s■
nh■n

website
ra
mang
event
t■o
kho
m■i
■■i,
1.
t■o
t■
c■ng
th■
m■
l■i
c■ng
ki■m
■■ng
d■n
123doc
CH■P
vi■n
nh■ng
cho
■■ng
■■u
■■ng
ti■n
h■
kh■ng

ng■■i
NH■N
■ã
quy■n
th■ng
thi■t
chia
ki■m
t■ng
ki■m
dùng,
l■
CÁC
s■
th■c.
ti■n
s■
l■i
b■■c
v■i
ti■n
vàchuy■n
■I■U
t■t
cơng
online
h■n
mua
123doc
online

kh■ng
nh■t
2.000.000
ngh■
bán
KHO■N
b■ng
sang
b■ng
ln
cho
tài
■■nh
hi■n
tài
ng■■i
li■u
ph■n
ln
tài
TH■A
li■u
tài
v■
th■
li■u
hàng
t■o
li■u
thơng

dùng.
trí
hi■u
hi■n
THU■N
hi■u
c■
c■a
■■u
■ tin
qu■
t■t
h■i
Khi
■■i,
qu■
mình
Vi■t
xác
c■
khách
gia
nh■t,
b■n
nh■t,
minh
trong
l■nh
Nam.
t■ng

Chào
online
uy
hàng
uy
tài
v■c:
l■nh
thu
Tác
tín
m■ng
tín
kho■n
tr■
cao
nh■p
khơng
tài
phong
v■c
cao
thành
b■n
chính
nh■t.
email
nh■t.
tài
online

khác
chun
■■n
li■u
thành
tín
Mong
b■n
Mong
gì
cho
d■ng,
và
v■i
so
nghi■p,
viên
kinh
■ã
mu■n
t■t
123doc.
123doc.net!
v■i
mu■n
cơng
■■ng
c■a
c■
doanh

b■n
mang
các
hồn
mang
ngh■
123doc
ký
g■c.
online.
thành
v■i
l■i
h■o,
Chúng
l■i
thơng
B■n
cho
và
123doc.netLink
cho
viên
Tính
■■
n■p
có
c■ng
tơi
tin,

c■ng
c■a
cao
th■
■■n
cung
ti■n
ngo■i
■■ng
tính
website.
phóng
■■ng
th■i
vào
c■p
ng■,...Khách
trách
xác
xã
tài
■i■m
D■ch
xã
to,h■i
kho■n
th■c
nhi■m
h■i
thum■t

tháng
V■
nh■
m■t
s■
c■a
(nh■
■■i
hàng
ngu■n
■■■c
tùy
ngu■n
5/2014;
123doc,
v■i
■■■c
ý.
cótài
g■i
t■ng
th■
tài
123doc
ngun
v■
mơ
ngun
b■n
d■

ng■■i
■■a
t■
dàng
s■
v■■t
tri
d■■i
tri
dùng.
■■■c
ch■
th■c
tra
th■c
m■c
■ây)
email
c■u
q
M■c
h■■ng
q
100.000
cho
tài
báu,
b■n
tiêu
báu,

li■u
b■n,
nh■ng
phong
■ã
hàng
phong
m■t
l■■t
tùy
■■ng
■■u
phú,
quy■n
cách
truy
thu■c
phú,
ky,
c■a
c■p
■a
chính
■a
l■i
b■n
vào
d■ng,
123doc.net
m■i

d■ng,
sau
xác,
các
vuingày,
n■p
giàu
lịng
“■i■u
nhanh
giàu
ti■n
giá
s■
■■ng
tr■
giá
Kho■n
chóng.
h■u
tr■
trên
thành
tr■
nh■p
■■ng
2.000.000
website
■■ng
Th■a

th■
email
th■i
vi■n
th■i
Thu■n
mong
c■a
thành
mong
tài v■
li■u
mình
mu■n
viên
mu■n
S■
online
và
■■ng
D■ng
t■o
click
t■o
l■n
■i■u
ký,
D■ch
■i■u
vào

nh■t
l■t
link
ki■n
ki■n
V■”
vào
Vi■t
123doc
cho
top
sau
cho
Nam,
cho
200
■ây
cho
■ã
cung
các
các
các
(sau
g■i
users
website
c■p
users
■âynh■ng

có
■■■c
cóph■
thêm
thêm
tài
bi■n
g■i
thu
thu
li■u
t■t
nh■p.
nh■t
nh■p.
■■c
T■it■i
Chính
khơng
t■ng
Chính
Vi■tth■i
vìth■
Nam,
vìv■y
v■y
■i■m,
tìm
123doc.net
t■123doc.net

th■y
l■chúng
tìm
trên
ki■m
tơi
ra
th■
racó
■■i
thu■c
■■i
tr■■ng
th■
nh■m
nh■m
c■p
top
ngo■i
■áp
3nh■t
■áp
Google.
■ng
tr■
■KTTSDDV
■ng
123doc.net.
nhu
Nh■n

nhuc■u
c■u
■■■c
chia
theo
chias■
quy■t
danh
s■tàitài
hi■u
li■u
...li■uch■t
do
ch■t
c■ng
l■■ng
l■■ng
■■ng
vàvàki■m
bình
ki■mch■n
ti■n
ti■nonline.
là
online.
website ki■m ti■n online hi■u qu■ và uy tín nh■t.

Nhi■u
Mang
Ln

123doc
Th■a
Xu■t
Sau
khi
h■n
h■■ng
phát
thu■n
l■i
event
s■
cam
nh■n
m■t
tr■
t■
h■u
k■t
s■
thú
nghi■m
t■i
ýxác
n■m
t■■ng
m■t
d■ng
v■,
là

s■
nh■n
website
ra
mang
event
kho
m■i
■■i,
1.
t■o
t■
th■
m■
l■i
c■ng
ki■m
■■ng
d■n
123doc
CH■P
vi■n
nh■ng
cho
■■u
■■ng
ti■n
h■
kh■ng
ng■■i

NH■N
■ã
quy■n
th■ng
thi■t
chia
t■ng
ki■m
dùng,
l■
CÁC
s■
th■c.
s■
l■i
b■■c
v■i
ti■n
vàchuy■n
■I■U
t■t
cơng
h■n
mua
123doc
online
kh■ng
nh■t
2.000.000
ngh■

bán
KHO■N
sang
b■ng
ln
cho
tài
■■nh
hi■n
ng■■i
li■u
ph■n
ln
tài
TH■A
tài
v■
th■
li■u
hàng
t■o
li■u
thơng
dùng.
tríhi■n
THU■N
hi■u
c■
c■a
■■u

■ tin
t■t
h■i
Khi
■■i,
qu■
mình
Vi■t
xác
c■
khách
gia
b■n
nh■t,
minh
trong
l■nh
Nam.
t■ng
Chào
online
hàng
uy
tài
v■c:
l■nh
thu
Tác
m■ng
tín

kho■n
tr■
nh■p
khơng
tài
phong
v■c
cao
thành
b■n
chính
email
nh■t.
tài
online
khác
chun
■■n
li■u
thành
tínb■n
Mong
gì
cho
d■ng,
và
v■i
so
nghi■p,
viên

kinh
■ã
t■t
123doc.
123doc.net!
v■i
mu■n
cơng
■■ng
c■a
c■
doanh
b■n
các
hồn
mang
ngh■
123doc
ký
g■c.
online.
thành
v■i
h■o,
Chúng
l■i
thơng
B■n
và
123doc.netLink

cho
viên
Tính
■■
n■p
có
tơi
tin,
c■ng
c■a
cao
th■
■■n
cung
ti■n
ngo■i
tính
website.
phóng
■■ng
th■i
vào
c■p
ng■,...Khách
trách
xác
tài
■i■m
D■ch
xã

to,kho■n
th■c
nhi■m
h■i
thutháng
V■
nh■
m■t
s■
c■a
(nh■
■■i
hàng
■■■c
tùy
ngu■n
5/2014;
123doc,
v■i
■■■c
ý.
cóg■i
t■ng
th■
tài
123doc
v■
mơ
ngun
b■n

d■
ng■■i
■■a
t■
dàng
s■
v■■t
d■■i
tri
dùng.
■■■c
ch■
tra
th■c
m■c
■ây)
email
c■u
M■c
h■■ng
q
100.000
cho
tài
b■n
tiêu
báu,
li■u
b■n,
nh■ng

■ã
hàng
phong
m■t
l■■t
tùy
■■ng
■■u
quy■n
cách
truy
thu■c
phú,
ky,
c■a
c■p
chính
■a
l■i
b■n
vào
123doc.net
m■i
d■ng,
sau
xác,
các
vuingày,
n■p
lịng

“■i■u
nhanh
giàu
ti■n
s■
■■ng
tr■
giá
Kho■n
chóng.
h■u
trên
thành
tr■
nh■p
2.000.000
website
■■ng
Th■a
th■
email
vi■n
th■i
Thu■n
c■a
thành
mong
tài v■
li■u
mình

viên
mu■n
S■
online
và
■■ng
D■ng
click
t■o
l■n
ký,
D■ch
■i■u
vào
nh■t
l■t
link
ki■n
V■”
vào
Vi■t
123doc
top
sau
cho
Nam,
200
■ây
cho
■ã

cung
các
các
(sau
g■iwebsite
c■p
users
■âynh■ng
■■■c
cóph■
thêm
tài
bi■n
g■i
thu
li■u
t■t
nh■t
nh■p.
■■c
T■it■i
khơng
t■ng
Chính
Vi■tth■i
th■
Nam,
vì v■y
■i■m,
tìm

t■123doc.net
th■y
l■chúng
tìm
trên
ki■m
tơi
th■
racóthu■c
■■i
tr■■ng
th■nh■m
c■p
top
ngo■i
3nh■t
■áp
Google.
tr■
■KTTSDDV
■ng
123doc.net.
Nh■n
nhu c■u
■■■c
theo
chiaquy■t
danh
s■ tài
hi■u

...li■udo
ch■t
c■ng
l■■ng
■■ng
vàbình
ki■mch■n
ti■n là
online.
website ki■m ti■n online hi■u qu■ và uy tín nh■t.

3


Về mặt cấu tạo, ĐCKĐB đợc chia thành hai loại:
ã ĐCKĐB rôto dây quấn.
ã ĐCKĐB rôto lồng sóc.
Nhợc điểm chính của ĐCKĐB là đặc tính mở máy xấu và việc khống
chế quá trình quá độ khó khăn hơn so với ĐCMC.
Trong những năm gần đây, do sự phát triển mạnh của kỹ thuật điện tử
công suất, kỹ thuật vi điện tử, tin học... đà làm tăng khả năng sử dụng ĐCKĐB
ngay cả trong những trờng hợp có yêu cầu điều chỉnh tự động truyền động
điện trong dải rộng và với độ chính xác cao mà trong các hệ truyền động trớc
đây vẫn thờng phải sử dụng ĐCMC.

1.1.2. Nguyên lý hoạt động của động cơ không đồng bộ

ĐCKĐB là loại máy điện quay làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện
từ. Khi cho dòng điện xoay chiều ba pha chạy vào dây quấn ba pha đối xứng
đặt trong lõi thép stato thì trong khe hở không khí xuất hiện từ trờng quay mà

thành phần bậc nhất quay với tốc độ n1 = 60fs/pc trong đó fs là tần số của lới
điện đa vào stato và pc là số đôi cực của động cơ. Từ trờng này quét qua các
thanh dẫn của dây quấn rôto và cảm ứng trong chúng sức điện động. Do dây
quấn rôto đợc nối ngắn mạch nên trong nó xuất hiện dòng điện cảm ứng. Từ
trờng tạo bởi dòng điện rôto kết hợp với từ trờng tạo bởi dòng điện stato để
tạo ra từ trờng tổng trong khe hở không khí. Tác dụng của từ trờng tổng này
với dòng điện cảm ứng trong thanh dẫn rôto tạo nên mô-men quay và làm cho
rôto quay.

4


1.1.3. Các phơng pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không
đồng bộ

Khác với ĐCMC, ĐCKĐB đợc cấu tạo phần cảm và phần ứng không
tách biệt. Từ thông động cơ cũng nh cũng nh mô-men động cơ sinh ra phụ
thuộc vào nhiỊu tham sè. Do vËy hƯ ®iỊu chØnh tù ®éng truyền động điện
ĐCKĐB là hệ điều chỉnh nhiều tham số có tính phi tuyến mạnh (theo TL [8]).
Có bốn phơng pháp cơ bản để điều chỉnh tốc độ ĐCKĐB:
a) Điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ dùng bộ biến đổi thyristor.
Mô-men do ĐCKĐB sinh ra tỷ lệ với bình phơng điện áp stato, do đó có
thể điều chỉnh đợc mô men và tốc độ ĐCKĐB bằng cách điều chỉnh giá trị
điện áp stato trong khi giữ nguyên tần số nguồn cung cấp. Trớc đây, ngời ta
thờng điều chỉnh điện áp đặt vào động cơ bằng cách dùng máy biến áp tự
ngẫu hoặc cuộn kháng. Phơng pháp này có nhợc điểm là hệ số công suất và
hiệu suất thấp. Hiện nay do kỹ thuật điện tử công suất phát triển nên ngời ta
thờng dùng bộ biến đổi thyristor để điều chỉnh điện áp bằng việc thay đổi
góc mở của nó.
b) Điều chỉnh điện trở rôto bằng bộ biến đổi xung thyristor.

Phơng pháp này chỉ áp dụng cho ĐCKĐB rôto dây qn. HiƯn nay
ng−êi ta cịng th−êng thùc hiƯn ®iỊu chØnh trơn điện trở mạch rô-to bằng các
van bán dẫn, u thế của phơng pháp này là dễ tự động hoá việc điều chỉnh.
c) Điều chỉnh công suất trợt Ps.
Trong các trờng hợp điều chỉnh tốc độ ĐCKĐB bằng cách làm mềm đặc
tính và để nguyên tốc độ không tải lý tởng thì công suất trợt Ps = s.Pđt
đợc tiêu tán trên điện trở mạch rôto. ở các hệ thống truyền động điện công
suất lớn tổn hao này là đáng kể. Vì thế để vừa điều chỉnh đợc tốc độ truyền

5


động, vừa tận dụng đợc công suất trợt ngời ta sử dụng các sơ đồ điều chỉnh
công suất trợt, đợc gọi chung là các sơ đồ nối tầng.
d) Điều chỉnh tần số nguồn cung cấp cho động cơ bằng các bộ biến
đổi tần số thyristor hoặc transistor (các bộ biến tần).
Bằng việc thay đổi tần số nguồn cung cấp ta đà thay đổi đợc tốc độ
không tải lý tởng của ĐCKĐB, từ đó thay đổi đợc tốc độ quay của rôto.
Trong bốn phơng pháp trên thì phơng pháp thứ t - phơng pháp điều
chỉnh tần số nguồn cung cấp là một phơng pháp mạnh, ngày càng đợc ứng
dụng rộng rÃi vì nó sử dụng ĐCKĐB rôto lồng sóc với nhiều u điểm cơ bản
nh đà nói ở trên. Trong định hớng xây dựng cấu trúc hệ truyền động biến
tần - §CK§B ng−êi ta cã xu h−íng tiÕp cËn víi c¸c đặc tính điều chỉnh của
truyền động ĐCMC (theo TL [8]).
Trong khuôn khổ của đề tài, luận văn này sẽ áp dụng phơng pháp thứ t
- phơng pháp điều chỉnh tần số nguồn cung cấp để thiết kế bộ biến tần. Mục
1.2 tiếp sau đây sẽ phân tích kỹ hơn về phơng pháp này.

6

1.2. điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ
bằng cách thay đổi tần số nguồn cung cấp
Nguyên lý của phơng pháp điều khiển tần số xuất phát từ công thức tính
tốc độ góc rôto của ĐCKĐB nh sau:
r = (1 − s )2πf s / p c

trong ®ã: r là tốc độ góc của rôto.
s là độ trợt.
fs là tần số lới điện cấp cho cuộn dây stato động cơ.
pc là số đôi cực của động cơ.
Nh vậy, khi điều chỉnh fs thì tốc độ động cơ đợc điều chỉnh theo.
Đồng thời với việc điều chỉnh tần số phải điều chỉnh cả điện áp nguồn
cung cấp. Sức điện động dây quấn stato tỷ lệ với tần số fs và từ thông theo
quan hệ:
es = C fs..
Mặt khác, nếu bỏ qua sụt áp trên dây quấn stato ∆us = Is.Zs = 0 th× es ≈ us
Tõ các công thức trên suy ra: us C fs..
Nh vậy, khi điều chỉnh fs mà vẫn giữ nguyên us thì sẽ biến đổi theo:
* Khi fs giảm, sẽ lớn lên, mạch từ động cơ bị bÃo hoà và dòng từ hoá
tăng lên, điều này dẫn đến các chỉ tiêu năng lợng động cơ bị xấu đi, động cơ
phát nóng quá mức cho phép.
* Khi fs tăng, sẽ giảm xuống, dòng rôto tăng lên, dây quấn động cơ
phải chịu quá tải còn lõi thép lại non tải.
Trong phơng pháp điều chỉnh tần số ta phải tuân theo các luật điều
chỉnh, bởi vì khi điều khiển tần số thì trở kháng, từ thông, dòng điện... của động

7

cơ thay đổi theo. Để đảm bảo một số chỉ tiêu mà không làm cho động cơ bị quá
dòng thì phải điều chỉnh cả điện áp. Đối với hệ thống truyền động biến tần
nguồn áp thờng có yêu cầu giữ khả năng quá tải về mô-men là không đổi
trong suốt vïng ®iỊu chØnh tèc ®é. Cã nhiỊu lt ®iỊu chØnh, song ngời ta
thờng áp dụng các luật sau:
ã Giữ từ thông stato không đổi, điển hình là luật điều chỉnh điện áptần số (giữ cho tỷ số U/f không đổi).
ã Giữ từ thông rôto không đổi: điển hình là phơng pháp tựa theo từ
thông rôto (T4R).
ã Giữ tần số trợt không đổi.
Trong các phơng pháp trên thì phơng pháp T4R là một phơng pháp
mạnh vì nó tiếp cận đợc với phơng pháp điều khiển của ĐCMC, đợc ứng
dụng trong các hệ truyền động chất lợng cao và sẽ đợc áp dụng trong luận
văn này.

8


1.3. Các bộ biến tần dùng trong hệ biến tần- Động
cơ không đồng bộ
Biến tần là các bộ biến đổi điện dùng để biến đổi nguồn điện áp với các
thông số không đổi, thành nguồn điện (nguồn áp hoặc nguồn dòng) với tần số
có thể thay đổi đợc. Thông thờng biến tần làm việc với nguồn điện đầu vào
là lới điện nhng về nguyên tắc chung thì biến tần có thể làm việc với bất kỳ
nguồn điện áp xoay chiều nào (theo TL [10]).
Tuỳ theo các yêu cầu kinh tế-kỹ thuật mà có thể xác định đợc cấu trúc
của hệ biến tần-động cơ. Về cơ bản, chúng có thể đợc chia thành hai loại:
ã Biến tần trực tiếp.
ã Biến tần gián tiếp.

1.3.1. Biến tần trực tiếp

Gọi là biến tần trực tiếp vì nó biến đổi nguồn vào xoay chiều có tần số f1
thành nguồn ra xoay chiều có tần số f2 một cách trực tiếp mà không cần phải
qua một khâu biến đổi trung gian nào cả (hình 1.1).
f1

f2< f1
mạch van

ĐC

Xung điều khiển
Hình 1.1. Sơ đồ khối của biến tần trực tiếp

Hình 1.2 thể hiện sơ đồ nguyên lý mạch lực của biến tần trực tiếp hình tia
(theo TL [10]). Mạch lực gồm ba pha, mỗi pha về nguyên tắc chính là một
mạch chỉnh lu có đảo chiều, gồm hai mạch chỉnh lu ba pha ngợc nhau.
Mỗi mạch chỉnh lu có nhiệm vụ tạo ra một nửa chu kỳ điện áp ra (dơng và

9


âm). Nửa chu kỳ điện áp ra đợc tạo ra bởi sơ đồ chỉnh lu làm việc với điện
áp điều khiển theo một hình sin chuẩn, có tần số nhỏ hơn tần số lới điện.
Nh vậy điện áp đầu ra bao gồm các đoạn của điện áp lới với tần số đập
mạch bằng tần số đập mạch của sơ đồ chỉnh lu tơng ứng, nhng với góc
điều khiển liên tục thay đổi theo sự thay đổi của điện áp điều khiển. Về
nguyên tắc các bộ biến đổi có đảo chiều này có thể làm việc theo nguyên tắc
điều khiển chung hoặc điều khiển riêng.

ã
ã

ã

ã
ã

ã

ã

ã
ã

ã

ã

ã
ã

ã

ã

ã
ã

ã

ã



A BC N

Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý mạch lực biến tần trực tiếp hình tia

Có thể thấy số lợng van bán dẫn sử dụng trong sơ đồ rất lớn (nhất là đối
với sơ đồ cầu ba pha, không vẽ ở đây), điều này dẫn đến hệ thống điều khiển
rất phức tạp. Nói chung, loại biến tần này có tần số đầu ra luôn nhỏ hơn tần số
đầu vào: f2 = (0 ữ 0,5) f1, thờng sử dụng cho hệ truyền động động cơ công
suất lớn. Tuy nhiên biến tần trực tiếp có khả năng trao đổi năng lợng với lới

10


theo cả hai chiều, các chế độ chỉnh lu và nghịch lu phụ thuộc xen kẽ nhau
trong mỗi nửa chu kỳ của điện áp ra. Điều này rất có ý nghĩa về mặt kinh tế
đối với những phụ tải có công suất rất lớn vì hiệu suất của nó rất lớn.

1.3.2. Biến tần gián tiếp

Sơ đồ khối mạch lực của biến tần gián tiếp đợc thể hiện trên hình 1.3 :
Lới điện
f1

chỉnh
lu

=

một chiều
trung gian

=

nghịch lu
độc lập

f2

ĐC

Xung điều khiển
Hình 1.3. Sơ đồ khối của biến tần gián tiếp

Với loại biến tần này, nguồn vào xoay chiều tần số f1 trớc hết đợc
chỉnh lu thành nguồn một chiều, sau đó qua bộ nghich lu chuyển thành
nguồn xoay chiều với tần số f2.
Tuỳ thuộc khâu trung gian một chiều làm việc trong chế độ nguồn dòng
hay nguồn áp mà biến tần đợc chia thành ba loại sau:
ã Biến tần nguồn dòng.
ã Biến tần nguồn áp với nguồn có điều khiển.
ã Biến tần nguồn áp không điều khiển: sử dụng nghịch lu áp điều biến
độ rộng xung (Pulse Width Modulation - PWM).
+ Biến tần nguồn dòng:

Biến tần nguồn dòng là biến tần mà dạng dòng điện trên cửa ra của nó
đợc xác định chỉ bằng sự chuyển đổi các thyristor hoặc transistor của bộ
nghịch lu, còn dạng điện áp thì phụ thuộc vào tính chất của phụ tải. Việc cấp
điện cho bộ nghịch lu độc lập nguồn dòng phải đợc thực hiện từ nguồn

11


dòng điện. Thông thờng, việc chuyển các bộ chỉnh lu sang chế độ nguồn
dòng bằng cách nối tiếp với một bộ điện kháng có điện cảm rất lớn .
Hình 1.4 mô tả sơ đồ nguyên lý mạch lực của biến tần nguồn dòng. Biến
tần nguồn dòng dùng chỉnh lu có điều khiển, nghịch lu thyristor. Ưu điểm
cơ bản của biến tần loại này là có sơ đồ đơn giản và sử dụng loại thyristor với
tần số đóng cắt không cao lắm. Chỉnh lu có điều khiển cùng với cuộn cảm
tạo nên nguồn dòng cấp cho nghịch lu.

ã
ã




ã

ã

ã

ã

ã

ã
ã
ã

ã

ã
ã

ã

M

ã
ã

Hình 1.4. Sơ đồ nguyên lý mạch lực của biến tần nguồn dòng

Nghịch lu ở đây là sơ đồ nguồn dòng song song. Hệ thống tụ chuyển
mạch đợc cách ly với tải qua hệ thống điôt cách ly. Dòng ra nghịch lu có
dạng xung chữ nhật , điện áp ra có dạng tơng đối sin nếu tải là động cơ.
Khi động cơ chuyển sang chế độ máy phát dòng đầu vào nghịch lu vẫn
đợc giữ không đổi nhng chỉnh lu chuyển sang làm việc với góc điều khiển
lớn hơn 900, nghĩa là chuyển sang chế độ nghịch lu phụ thuộc, nhờ đó năng
lợng từ phía nghịch lu đợc đa về lới. Biến tần nguồn dòng cũng không
sợ chế độ ngắn mạch vì có hệ thống giữ dòng không đổi nhờ chỉnh lu có điều
khiển và cuộn kháng trong mạch một chiều. Với công suất nhỏ thì sơ đồ này
không phù hợp vì hiệu suất thấp và cồng kềnh, nhng với công suất cỡ trên

100 kW thì đây là một phơng án rất hiệu quả (theo TL [10]).

12


+ Biến tần nguồn áp với nguồn có điều khiển
Biến tần nguồn áp loại này dùng nghịch lu nguồn áp với đầu vào một
chiều điều khiển đợc. Điện áp một chiỊu cung cÊp cho nghÞch l−u cã thĨ
dïng chØnh l−u có điều khiển (hình 1.5) hoặc dùng chỉnh lu không ®iỊu
khiĨn, sau ®ã ®iỊu chØnh nhê bé biÕn ®ỉi xung áp một chiều (hình 1.6).
ã

ã





ã

ã

ã

ã

ã

ã

ã

ã

ã

Hình 1.5. Mạch lực biến tần nguồn áp với nguồn chỉnh lu có điều khiển





ã

ã
ã

ã

ã

ã

ã

ã

ã

Hình 1.6. Mạch lực biến tần nguồn áp có điều khiển

dùng chỉnh lu không điều khiển và bộ biến đổi xung áp mét chiÒu

13


Điện áp ra của biến tần nguồn áp có dạng xung chữ nhật, biên độ đợc
điều chỉnh nhờ thay đổi điện áp một chiều. Hình dạng và giá trị điện áp ra
không phụ thuộc phụ tải, dòng điện do tải xác định.
+ Biến tần nguồn áp điều biến độ rộng xung PWM
Các thiết bị biến tần nh trên chỉ tạo ra dạng điện áp sin chữ nhật hoặc
gần chữ nhật, chúng chứa nhiều sóng hài. Muốn giảm nhỏ ảnh hởng của sóng
hài, ngời ta có thể dùng các bộ lọc, và nh vậy trọng lợng và giá thành của
thiết bị biến tần sẽ rất cao.
Điều mong muốn là làm thế nào để vừa điều chỉnh đợc biên độ và tần số
của điện áp ra vừa giảm các sóng hài bậc cao. Biện pháp điều biến độ rộng
xung nhằm đáp ứng yêu cầu này. Hình 1.7 mô tả nguyên lý của viƯc ®iỊu biÕn
bỊ réng xung theo kü tht analog (theo TL[2]).
UMC

Nghịch
lu

2
uĐB

3

Khâu so sánh
uRC
Hình 1.7. Sơ đồ cấu trúc của hệ điều khiển nghịch lu áp ba pha theo kỹ thuật analog

Nguyên lý của phơng pháp này nh sau:
* Tạo một sóng hình sin uĐB , gọi là sóng điều biến, cã tÇn sè b»ng tÇn sè
mong muèn.

14


* Tạo một sóng dạng tam giác có biên độ cố định uRC, gọi là sóng răng
ca, có tần số lớn hơn nhiều (thờng là bội ba) tần số của sóng điều biến.
* Dùng một khâu để so sánh uĐB và uRC, các giao điểm của hai sóng này
xác định khoảng phát xung chùm điều khiển thyristor hoặc transistor.
Ngời ta chia phơng pháp điều biến độ rộng xung ra làm hai loại:
ã Điều biến độ rộng xung đơn cực: điện áp ra trên tải là một chuỗi xung
độ rộng khác nhau, có trị số 0 và E (hình 1.8)
ã Điều biến độ rộng xung lỡng cực: điện áp ra trên tải là một chuỗi
xung độ rộng khác nhau, có trị số là E (hình 1.9)
u

uRC
uĐB

t

uR
UMC

t

Hình 1.8. Điều biến ®é réng xung ®¬n cùc

15


uĐB

u

uRC

t

ur
UMC

t

Hình 1.9. Điều biến độ rộng xung lỡng cực

Tỉ số giữa biên độ sóng điều biến và biên độ sóng răng ca, kí hiệu là M,
đợc gọi là tỉ số điều biến: M = AĐB/ARC.
Điều chỉnh AĐB cũng chính là điều chỉnh độ rộng xung. Vì biên độ xung
ra là E, một đại lợng cố định, nên bằng cách điều chỉnh AĐB sẽ điều chỉnh
đợc điện áp ra trên tải.
Phân tích và lựa chọn loại biến tần:
- Biến tần trực tiếp có u điểm là có hiệu suất cao nhng có nhợc điểm
là tần số ra của nó thấp hơn tần số nguồn vào và có số lợng van lớn, do vậy
nó thờng đợc ứng dụng để chế tạo biến tần với công suất lớn.
- Biến tần gián tiếp có nhợc điểm là có hiệu suất thấp do phải biến đổi
dạng nguồn điện hai lần song bù lại nó có thể cho tần số ra ở cả hai miền trên

16


và dới tốc độ nguồn vào và có số lợng van ít (6 van) nên thờng đợc ứng
dụng trong các loại biến tần công suất vừa và nhỏ.
Trong ba loại biến tần gián tiếp ở trên thì biến tần nguồn dòng và biến
tần nguồn áp với nguồn có điều khiển ít đợc sử dụng do:
- Biến tần nguồn dòng có sơ đồ cồng kềnh, hiệu suất thấp, hệ số công
suất thấp và phụ thuộc vào phụ tải. Mặt khác biến tần nguồn dòng không thể
làm việc với tải cảm kháng vì khi dòng điện đột biến ở đầu ra của nó (khi có
sự thay đổi cực tính điện áp trên tải) sẽ làm xuất hiện quá điện áp lớn.
- Biến tần nguồn áp với nguồn có điều khiển thì điện áp ra có độ méo phi
tuyến lớn.
Biến tần nguồn áp điều biến độ rộng xung là loại tiên tiến và hiệu quả vì
nó vừa điều chỉnh đợc điện áp ra vừa điều chỉnh đợc tần số, giảm thiểu đợc
sóng hài bậc cao và có thể dùng chỉnh lu không điều khiển ở đầu vào nghịch
lu làm tăng hiệu quả của sơ đồ. Do vậy biến tần loại này đợc ứng dụng rộng
rÃi trong thực tiễn.
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật vi xử lý/vi tính và công
nghệ chế tạo các linh kiện điện tử công suất, ngời ta đà sử dụng các bộ vi xử
lý/vi điều khiển để chế tạo các bộ biến tần theo nguyên lý điều chế VTKG
(đây là trọng tâm của luận văn này, sẽ đợc phân tích kỹ trong các chơng
sau). Việc điều chế VTKG cũng là một phơng pháp điều biến độ rộng xung
(tạo ra chuỗi xung có độ rộng khác nhau để điều khiển đóng mở các van của
nghịch lu độc lập). Việc xác định độ rộng xung ở phơng pháp này không
dựa trên việc so sánh hai tín hiệu (uĐB và uRC), mà đợc tính toán nhờ vi xử lý
tÝn hiƯu sè DSP. ViƯc øng dơng kü tht hiƯn đại này ngày càng đợc phát
triển trong các hệ truyền động đòi hỏi độ chính xác cao.
Từ sự phân tích trên và với mục đích thiết kế bộ biến tần phục vụ thí

nghiệm điện tử công suất và truyền động điện tự động, luận văn này lựa chọn
17


loại biến tần theo phơng pháp điều biến độ rộng xung với việc ĐCVTKG.
Chơng 2 tiếp sau đây sẽ trình bày nguyên lý ĐCVTKG và trên cơ sở đó xây
dựng cấu trúc của bộ biến tần theo nguyên lý này.

18


Chơng 2
xây dựng cấu trúc bộ biến tần
trên cơ sở điều chế véc-tơ không gian
Trớc khi tiến hành thiết kế phần cứng và xây dựng chơng trình phần mềm bộ biến
tần theo nguyên lý điều chế VTKG, chơng 2 sẽ trình bày tóm tắt lý thuyết cơ bản về
VTKG, trên cơ sở đó xây dựng cấu trúc điều khiển của hệ biến tần - ĐCKĐB, bao gồm các
nội dung sau:

ã Xây dựng và chuyển hệ toạ độ cho VTKG.
ã Nguyên lý điều khiển nghịch lu theo phơng pháp điều chế VTKG.
ã Xây dựng sơ đồ cấu trúc của bộ biến tần trên cơ sở điều chế VTKG.

2.1. véc-tơ không gian của các đại lợng ba pha
2.1.1. định nghĩa véc-tơ không gian

Động cơ xoay chiều ba pha có ba cuộn dây pha đặt lệch nhau 1200 điện
trong không gian. Khi động cơ đợc cấp điện từ nguồn xoay chiều ba pha sẽ
có ba dòng isa(t), isb(t), isc(t) chạy từ lới điện vào động cơ, chúng thoả mÃn
phơng trình sau:

isa(t) + isb(t)+ isc(t) = 0

(2.1)

trong đó từng dòng điện pha thoả mÃn các công thức
sau:

isa (t ) = is cos( s t )
⎪⎪
0
⎨isb (t ) = is cos ω s t − 120
⎪
⎪⎩isc (t ) = i s cos ω s t − 240 0

(
(

)
)

(2.2)

19


Trên mặt phẳng cơ học (mặt cắt vuông góc với trục động cơ), ta thiết lập
một hệ toạ độ phức víi trơc thùc trïng víi trơc cđa cn d©y pha A, ta có thể
xây dựng đợc VTKG sau đây (theo TL [13]):

(

r
2
is (t) =
isa (t ) + aisb (t ) + a 2isc (t )
3

)

(2.3)

trong đó a=ej120 và a2 = ej240 là toán tử quay.
Theo công thức (2.3), is(t) là một véc-tơ có mô-đun
không đổi quay trên mặt phẳng phức với tốc độ góc

S=2fs và tạo với trục thực một góc = St, trong đó fs
là tần số mạch điện stato. Hình 2.1 mô tả việc xây dựng
VTKG trên hệ trục toạ độ cố định .

isc

ã

Im ()

is

B is ã

o

2
isc e j 240
3



ã

A

isbã
C

2
i sa
3

Re ()

is=isa
o
2
isb e j120
3

Hình 2.1. Xây dựng VTKG từ các đại lợng dòng ba pha
Trong hệ trục kể trên, trục thực (Re) đợc gọi là
trục , trục ảo (Im) đợc gọi là trục . Hai thành phần
isvà is trên hai trục và của véc-tơ dòng điện stato
is(t) là các đại lợng hình sin. Nhận thấy rằng các dòng

điện của từng pha chính là hình chiếu của véc-tơ mới

20


thu đợc lên trục của cuộn dây pha tơng ứng (isa, isb,
isc).

r

Theo tài liệu [13], véc-tơ is (t) có các thành phần nh
sau:

is = isa

i s =

(2.4a)

1
(isa + 2isb )
3

(2.4b)

r
Tơng tự nh đối với dòng điện stato, các véc-tơ điện áp stato u s , dòng
r
r
r

điện rôto ir , từ thông stato s , và véc-tơ từ thông rôto r đều có thể đợc

biểu diễn bởi các phơng trình thuộc hệ toạ độ .

2.1.2. chuyển hệ toạ độ cho các véc-tơ không gian

Ta hÃy quan sát VTKG của dòng điện stato is trên một hệ toạ độ quay
đợc gắn cố định với véc-tơ từ thông rôto, có chung gốc toạ độ với hệ toạ độ

. Hệ toạ độ quay này đợc gọi là hệ toạ độ dq. Hình 2.6 mô tả quan sát
r
r
trên, trong đó véc-tơ dòng điện stato is và véc-tơ từ thông rôto r đều quay víi
tèc ®é gãc ωs = 2πfs = dθs/dt, trong đó fs là tần số của mạch điện stato.
j

jq

is

is ã

Trục rôto

r
r

isqã

r

0

s

Trục từ thông
d rôto

ã

isd

r

s
ã

is



Hình 2.2. Biểu diễn véc-tơ không gian trên hệ toạ độ dq

21


Theo hình vẽ trên, khi biết góc s giữa trục và véc-tơ từ thông rôto, ta có
thể tính đợc các thành phần là isd và isq của véc-tơ dòng ®iÖn stato nh− sau:

⎧⎪isd = isβ sin θ s + isα cosθ s
⎨

⎪⎩isq = isβ cosθ s − isα sin s

(2.5a)
(2.5b)

trong đó các phần tử is và is đợc tính bằng phơng trình (2.4a,b).
Ngợc lại, ta cũng có thể tính đợc is và is từ isd và isq nh sau ( TL [13]):

⎧⎪isα = isd cosθ s − isq sin θ s
⎨
⎪⎩isβ = is d sin θ s + isq cos s

(2.6a)
(2.6b)

Với cách tơng tự, ta có thể biểu diễn và chuyển hệ toạ độ cho các đại
lợng điện áp stato, dòng điện rôto, từ thông rôto, từ thông stato.

2.1.3. ý nghĩa của việc quan sát véc-tơ không gian trên hệ
toạ độ dq

Ta hÃy xét hai phơng trình sau đây của ĐCMC (theo TL [13]):
m M = k 1 M i M
⎨
⎩ψ M = k 2 i K

(2.7)
(2.8)

trong ®ã: mM - mômen quay của động cơ

M - từ thông động cơ
iM - dòng điện phần ứng
iK - dòng kích từ
k1, k2 - các hằng số động cơ
Công thức 2.8 cho thấy từ thông động cơ M chỉ phụ thuộc vào dòng kích
từ iK. Nói cách khác, bằng dòng iK ta có thể khống chế đợc M. Thông
thờng, trong phạm vi dải tốc độ quay nhỏ hơn hoặc bằng tốc độ quay danh
định, M đợc giữ ổn định ở giá trị danh định. ở dải tốc độ lớn hơn tốc ®é

22


danh định, tuỳ thuộc vào tốc độ quay cụ thể ta phải giảm M bằng cách giảm
iK để giữ cho sức từ động cảm ứng không quá lớn.
Mặt khác, tại mỗi điểm công tác của động cơ, do từ thông đà đợc điều
chỉnh ổn định ở một giá trị không ®ỉi, m«-men quay mM trong c«ng thøc 2.7 tØ
lƯ thn với dòng phần ứng iM . Nói cách khác việc khống chế đợc dòng iM sẽ
điều khiển đợc mô-men hay điều chỉnh đợc tốc độ của động cơ.
Đối với ĐCXCBP, ở đây không tồn tại minh bạch các tơng quan dòng
từ thông, dòng mô-men nh ĐCMC mà tồn tại một cấu trúc mạch và các
đại lợng ba pha phức tạp. Bởi vậy, phơng pháp mô tả ĐCXCBP trên hệ toạ
độ từ thông rôto là phép mô tả dẫn tới các tơng quan giống nh đối với
ĐCMC, nhằm đạt đợc các tính năng điều khiển tơng tự nh ĐCMC.
Sau khi xây dựng véc-tơ không gian cho các đại lợng dòng, áp, từ thông
động cơ và chuyển các véc-tơ đó sang quan sát trên hệ toạ độ dq, ta thu đợc
các quan hệ sau đây (theo tài liệu [13]:

Lm

i sd

=
rd

1 + pTr
⎪
⎨
⎪m = 3L m p ψ i
⎪⎩ M 2L r c rd sq

(2.9)
(2.10)

trong đó rd - phần tử d của véc-tơ từ thông rôto
isd , isq - phần tử d và q của véc-tơ dòng stato
mM - mô-men quay của động cơ
pc - số đôi cực của động cơ
Lr , Lm - điện cảm rôto, hỗ cảm giữa stato và rôto
Tr - hằng số thời gian của rôto
p - toán tử Laplace
Phơng trình (2.9) cho thấy rằng từ thông rôto có thể đợc tăng giảm
gián tiếp thông qua tăng giảm isd. Nếu thành công trong việc áp đặt nhanh vµ

23


chính xác dòng isd , ta có thể coi isd là đại lợng điều khiển của từ thông rôto,
tơng tự nh ik của ĐCMC.
Tơng tự, nếu bằng isd ta thành công trong việc điều chỉnh ổn định rd tại

mọi điểm công tác của động cơ, đồng thời thành công trong việc áp đặt nhanh
và chính xác dòng isq, theo phơng trình (2.10) có thể coi isq là đại lợng điều
khiển mô-men của động cơ, đợc gọi là dòng tạo mô-men quay và giữ vai trò
tơng tự nh iM của ĐCMC. Việc giải quyết hai yêu cầu trên chính là nội dung
của phơng pháp điều khiển véc-tơ.

2.2. điều khiển nghịch lu theo nguyên lý điều chế véc-tơ
không gian

24


2.2.1. nguyên lý điều chế véc-tơ không gian

Nguyên lý của bộ nghịch lu nguồn áp cấp cho ĐCXCBP đợc thể hiện
trên hình 2.3.

+

UMC


ã

Chùm xung
kích thích
từ vi xử lý
gửi đến

ã

A

ã

ã

ã ã

ã

ã

ã

ã

ã ã

ã

ã

ã

ã

ã

ã

ã ã

ã

B
ã

C

ĐCXCBP

Hình 2.3. Sơ đồ nguyên lý của bộ nghịch lu nguồn áp cấp cho ĐCXCBP

Thông thờng các nhánh van đợc vi xử lý/vi tính điều khiển sao cho
điện áp xoay chiều ba pha với biên độ, tần số cũng nh với góc pha cho trớc,
đợc đặt lên ba cực của động cơ đúng theo yêu cầu. Biến tần đợc nuôi bởi
điện áp một chiều UMC. Biến tần ở đây hoạt động theo kiểu cắt xung với tần số
cắt cao. Các van bán dẫn ở đây chủ yếu là IGBT, MOSFET.
Ngời ta tiến hành điều khiển đóng mở các van bán dẫn để mỗi pha của
động cơ có thể nhận một trong hai trạng thái: 1 (nối với cực + cña UMC)

25


hc 0 (nèi víi cùc “_” cđa UMC). Do cã 3 pha (3 nhánh van bán dẫn) nên sẽ
tồn tại 23 = 8 khả năng nối các pha của động cơ với UMC nh trong bảng 2.1
Bảng 2.1. Các khả năng nối pha động cơ với UMC
TT

0

1

2

3

4

5

6

7

Pha A

0

1

1

0

0

0

1

1

Pha B

0

0

1

1

1

0

0

1

Pha C

0

0

0

0

1

1

1

1

Cuộn dây

Ta xét kỹ một trong tám khả năng đó, chẳng hạn khả năng 2 (A->1; BCuộn dây

>1; C->0) trong bảng 2.1 với sơ đồ nối trong hình 2.4a
pha Bdới đây:
+

ã

ã

*

*
uSA
ã

uSC

uSB

us

uSB

UMC

_
a)

* • uSC
usa = usb = UMC/3
3
MC //3
uu s == -2U
2U
sc

uSA

Cuén dây
pha A

Cuộn dây
pha C

MC

b)

Hình 2.4. a) Sơ đồ nối ba cuộn dây pha theo khả năng 2 của bảng 2.1
b) Véc-tơ chuyển mạch ứng với khả năng 2 của bảng 2.1

Ta dễ dàng tính đợc điện áp rơi trên từng cuén pha nh− trªn (usa= usb=
UMC/3 ; usc = -2UMC/3). Ta thấy rằng tổ hợp 2 đó tơng đơng với trờng hợp
ta đặt lên các pha của động cơ một véctơ điện áp u s với môđun 2UMC/3 nh
trên hình 2.4b. Để tìm điện áp rơi thực tế trên từng pha, ta chỉ việc tìm hình
chiếu của véc-tơ us lên trục của cuộn dây tơng ứng.

26


Tơng tự nh khả năng 2, ta dễ dàng xây dựng đợc véc-tơ điện áp tơng
ứng cho tất cả các trờng hợp còn lại (hình 2.5). Các véc-tơ chuẩn đó đợc
đánh số u0, u1, ... , u7 nh số thứ tự của bảng 2.1.


Cuộn dây
pha B

u3(010)
S2- Q2 S2- Q1

Q2
S3

u4(011)

u2(110)

S4

Q1

S1
u0(000)
u7(111)
S6



u1(100)
Cuộn dây
pha A

Q4

Q3
S5- Q3 S5- Q4
Cuộn dây
pha C

u5(001)

u6(101)

Hình 2.5. Tám véc-tơ chuẩn do ba cặp van bán dẫn tạo nên

Qua bảng 2.1 ta thấy có hai trờng hợp đặc biệt: u0: cả ba cuộn dây pha

nối với cực -, u7 : cả ba cn d©y pha nèi víi cùc “+” cđa UMC. Nh vậy hai
véctơ này có mô-đun bằng không và điện áp ra của biến tần có dạng băm
xung, hay nói cách khác điện áp trên tải tơng tự nh trờng hợp điều biến
độ rộng xung đơn cực đà giới thiệu ở chơng 1.
Ngoài quy ớc về các góc phần t Q1...Q4 phân chia bởi hai trục toạ độ,
các véc-tơ chuẩn chia toàn bộ không gian thành các góc phần sáu (SectorS1....S6 , mỗi góc 600). Chỉ bằng tám véc-tơ chuẩn ở trên ta sẽ tạo nên điện áp
stato với biên độ, góc pha bất kỳ mà khâu điều chỉnh dòng yêu cầu.

27