MỤC LỤC

Trang bìa phụ .

Trang

Lời cam đoan . . 2

Mục lục ... 3

Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt 5

Danh mục các bảng 7

Danh mục các hình vẽ, đồ thị . 7

MỞ ĐẦU . 11

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

BIẾN TẦN - ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU ...

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 ..

1.3. 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 - NGHIÊN CỨU CHỈNH LƯU TÍCH CỰC PWM PHỤC VỤ CHO BIẾN TẦN BỐN GÓC PHẦN TƯ .

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 . .

2.3. Mô tả toán học chỉnh lưu PWM . ..

2.3.1. Mô tả điện áp đầu vào chỉnh lưu PWM

2.3.2. Mô tả toán học chỉnh lưu PWM trong hệ tọa độ 3 pha ..

2.3.3. Mô tả toán học chỉnh lưu PWM trong hệ tọa độ cố định  -  . .

2.3.4. Mô tả toán học chỉnh lưu PWM trên hệ tọa độ quay d – q

2.3.5. Tính toán công suất chỉnh lưu PWM .

2.4. Phạm vi và giới hạn tham số của chỉnh lưu PWM .. .

2.4.1. Giới hạn cực tiểu của điện áp một chiều . ...

2.4.2. Giới hạn giá trị điện áp trên điện cảm . ...

2.5. Ước lượng các đại lượng vector cơ bản ..

2.5.1. Ước lượng vector điện áp đầu vào .

2.5.2. Ước lượng vector từ thông ảo

2.6. Phương pháp điều khiển chỉnh lưu PWM . ...

2.7. Cấu trúc điều khiển chỉnh lưu PWM định hướng theo vector điện

áp. .

2.7.1. Cấu trúc điều khiển chỉnh lưu PWM định hướng theo vector điện ápdựa vào dòng điện (VOC) ... 47

2.7.2. Cấu trúc điều khiển chỉnh lưu PWM theo VFOC . . 49

2.8. Cấu trúc điều khiển chỉnh lưu PWM theo phương pháp trực tiếp công

suất DPC 50

2.8.1. Ước lượng công suất theo vector điện áp ... 52

2.8.2. Ước lượng công suất theo vector từ thông ảo 53

2.8.3. Đặc điểm cơ bản của điều khiển trực tiếp công suất DPC cho chỉnh

lưu PWM . . 54

2.8.4. Bộ điều khiển công suất . 55

2.8.5. Lựa chọn phân vùng vector và bảng đóng cắt 57

2.8.6. Tổ hợp vector điện áp . 58

CHƯƠNG 3 - NGHỊCH LƯU ĐIỀU KHIỂN VECTOR VÀ CẤU TRÚC HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN BIẾN TẦN 4 Q - ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA ... 60

3.1. Mô hình toán học trạng thái động của động cơ không đồng bộ ba 60 pha..

3.1.1. Mô hình toán học nhiều biến của động cơ không đồng bộ ba pha 60

3.1.2. Phép biến đổi tọa độ và ma trận chuyển đổi .. 69

3.1.3. Mô hình toán học động cơ không đồng bộ trên hệ tọa độ quay 2 pha

bất kỳ ... .. 81

3.1.4. Mô hình toán học động cơ điện không đồng bộ trên hệ tọa độ cố định 2 pha 82

3.1.5. Mô hình toán học động cơ không đồng bộ trên hệ tọa độ quay đồng bộ 2 pha 83

3.1.6. Mô hình toán học của động cơ không đồng bộ theo định hướng từ trường trên hệ tọa độ quay đồng bộ 2 pha (hệ tọa độ MT) ...

3.2. Biến tần gián tiếp với nghịch lưu điều khiển vector . ...

3.2.1. Mô hình động cơ một chiều tương đương của động cơ không đồng bộ.

3.2.2. Ý tưởng về cấu trúc hệ thống điều khiển vector

3.2.3. Phương trình cơ bản điều khiển vector ..

3.2.4. Mô hình quan sát từ thông rotor

3.3. Mô Hệ truyền động biến tần 4Q - ĐK . .

3.3.1. Sơ đồ khối của hệ truyền động biến tần 4Q – ĐK..

3.3.2. Sơ đồ nguyên lý phần mạch lực của hệ biến tần 4Q - ĐK .

3.3.3. Khối điều khiển chỉnh lưu PWM ..

3.3.4. Khối điều khiển nghịch lưu áp dụng nguyên lý điều khiển vector .

CHƯƠNG 4 - MÔ PHỎNG HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN BIẾN TẦN 4Q -

ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA. ...

4.1. Mô phỏng đặc tính làm việc của chỉnh lưu PWM.. ..

4.1.1. Xây dựng chương trình mô phỏng chỉnh lưu PWM ...

4.1.2. Các kết quả mô phỏng chỉnh lưu PWM .

4.2. Mô phỏng hệ truyền động Biến tần 4Q-động cơ không đồng bộ ba pha ..

4.2.1. Xây dựng sơ đồ mô phỏng hệ truyền động trong phần mềm Matlab ..

4.2.2. Kết quả mô phỏng . .

Kết luận và kiến nghị ... .. 107

Tài liệu tham khảo . . 108

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Trong công nghiệp rất nhiều máy sản xuất yêu cầu phải điều chỉnh tốc độ động cơ truyền động với phạm vi rộng và chất lượng điều chỉnh tốt. Với sự ra đời và phát triển của hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha bằng phương pháp thay đổi tần số nguồn cấp cho mạch stator nhờ các bộ biến tần đã giải quyết được rất nhiều vấn đề mà thực tế sản xuất yêu cầu. Tuy nhiên các bộ biến tần hiện nay còn tồn tại một số nhược điểm là ảnh hưởng khá nhiều đến lưới điện công nghiệp, đặc biệt khi công suất hệ truyền động lớn, phần lớn các hệ truyền động bộ biến tần-động cơ xoay chiều chưa cho phép động cơ làm việc ở chế độ hãm tái sinh. Việc xây dựng một bộ biến tần khắc phục được các tồn tại đã nêu là một yêu cầu kỹ thuật cấp bách.

2. Mục đích nghiên cứu

Đề tài có mục tiêu nghiên cứu: xây dựng hệ truyền động điện biến tần- động cơ xoay chiều cho phép động cơ có thể làm việc được ở cả bốn góc phần tư và cải thiện chất lượng dòng điện qua lưới

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Xây dựng cấu trúc phần chỉnh lưu và nghịch lưu của bộ biến tần gián tiếp. Xây dựng cấu trúc tổng thể một hệ truyền động biến tần bốn góc phần tư (4Q)-động cơ xoay chiều không đồng bộ ba pha. Thực hiện các mô phỏng để kiểm nghiệm kết quả phân tích, tính toán lý thuyết.

4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Đây là đề tài nghiên cứu ứng dụng trong lĩnh vực truyền động điện tự động. Đề tài xây dựng hệ thống truyền động điện động cơ xoay chiều có chất lượng cao hơn các hệ thống hiện có.

5. Kết cấu của luận văn

Luận án bao gồm 4 chương:

Chương 1: Tổng quan về hệ thống truyền động điện biến tần-động cơ xoaychiều.

Chương 2: Nghiên cứu chỉnh lưu tích cực PWM phục vụ cho biến tần bốn gócphần tư.

Chương 3: Nghịch lưu điều khiển vector và cấu trúc hệ truyền động điện biến tần 4Q - động cơ không đồng bộ ba pha.

Chương 4: Mô phỏng hệ truyền động điện biến tần 4Q-động cơ không đồng bộba pha.

Kết luận và kiến nghị