Phân hệ quản lý tài nguyên và thực thi công việc PBS_Mom

Më §Çu

§iÖn tö c«ng suÊt ®îc øng dông réng r·i trong hÇu hÕt c¸c ngµnh c«ng

nghiÖp hiÖn ®¹i. Nhê vµo c¸c bé biÕn ®æi ®îc x©y dùng dùa trªn c¸c phÇn tö b¸n

dÉn c«ng suÊt (§i«t, Transito,Tiristo,IGBT ) cã thÓ khèng chÕ nguån n¨ng l … îng

®iÖn víi c¸c tham sè cã thÓ thay ®æi ®îc ®Ó cung cÊp cho c¸c phô t¶i ®iÖn.

Do sù ph¸t triÓn nh vò b·o cña c«ng nghÖ chÕ t¹o c¸c phÇn tö b¸n dÉn, ®·

cho ra ®êi c¸c van b¸n dÉn víi nh÷ng u ®iÓm nh chuyÓn m¹ch nhanh, tÝnh n¨ng

dßng ¸p cao, ch¾c ch¾n, hiÖu suÊt cao, ®é tin cËy ®¶m b¶o, dÉn ®Õn kh¶ n¨ng

chiÕm u thÕ hoµn toµn cña c¸c bé biÕn ®æi ®iÖn tö c«ng suÊt mµ ®iÓn h×nh lµ bé

biÕn tÇn, lµ mét bé biÕn ®æi dïng ®Ó biÕn ®æi nguån ®iÖn ¸p víi c¸c th«ng sè

®iÖn ¸p vµ tÇn sè kh«ng ®æi, thµnh nguån ®iÖn ¸p ra víi c¸c th«ng sè ®iÖn ¸p vµ

tÇn sè thay ®æi ®îc. Sù ra ®êi cña bé biÕn tÇn Matrix Converter, (thùc chÊt lµ mét

bé biÕn tÇn lµm viÖc trùc tiÕp víi líi ®iÖn) lµ sù ph¸t triÓn vît bËc cña ®iÖn tö

c«ng suÊt, cã ý nghÜa rÊt lín trong viÖc biÕn ®æi ®iÖn n¨ng.

Cïng víi sù hoµn thiÖn cña kü thuËt ®iÖn tö c«ng suÊt lµ sù ph¸t triÓn cña

kü thuËt vi xö lý, kü thuËt ®iÒu khiÓn sè céng víi c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù

®éng truyÒn ®éng ®iÖn th«ng minh vµ hiÖn ®¹i ®· cho phÐp t¹o nªn hÖ thèng

truyÒn ®éng “Matrix Converter /§éng C¬” lµm viÖc ch¾c ch¾n, tin cËy hiÖu suÊt

cao, d¶i ®iÒu khiÓn réng, ®¶m b¶o c¸c chøc n¨ng b¶o vÖ còng nh ®iÒu khiÓn

chÝnh x¸c qu¸ tr×nh chuyÓn m¹ch vèn ®ßi hái rÊt nghiªm ngÆt.

Matrix converter (MC) u thÕ h¬n c¸c biÕn tÇn truyÒn thèng nhê kh¶ n¨ng

trao ®æi n¨ng lîng víi líi mét c¸ch liªn tôc, hiÖu suÊt rÊt cao do chØ cã mét lÇn

biÕn ®æi ®iÖn n¨ng, kh«ng ph¶i qua kh©u trung gian tÝch luü n¨ng lîng, cho phÐp

thùc hiÖn h·m t¸i sinh n¨ng lîng tr¶ vÒ líi ®iÖn mµ kh«ng cÇn cã m¹ch ®iÖn phô.

Vît qua ®îc nh÷ng h¹n chÕ cña biÕn tÇn trùc tiÕp, lµ tÇn sè ®iÒu chØnh bÞ giíi h¹n

trªn bëi tÇn sè nguån cung cÊp. Ngoµi ra cßn cã thÓ tÝch hîp cïng víi ®éng c¬

vµo mét thiÕt bÞ ®¬n nhÊt ®Ó gi¶m kÝch thíc, gi¸ thµnh, t¨ng hiÖu suÊt vµ ®é tin

cËy thiÕt bÞ, lµm viÖc ë c¶ 4 gãc phÇn t. Matrix Converter cßn cho phÐp ®iÒu

chØnh ®îc hÖ sè c«ng suÊt cos(ϕ) ®Çu vµo, cho dßng vµo vµ ¸p ra cã d¹ng h×nh

sin.

1

Cïng víi viÖc kh¾c phôc nh÷ng nhîc ®iÓm cè h÷u nh tû sè truyÒn ¸p tèi ®a

thÊp, sè lîng van b¸n dÉn ë m¹ch lùc nhiÒu g©y khã kh¨n trong vÊn ®Ò ®iÒu

khiÓn, kh«ng cã ®uêng tho¸t n¨ng lîng tù nhiªn (free-wheeling) vµ tô nèi mét

chiÒu nªn m¹ch b¶o vÖ phøc t¹p sÏ t¹o ra xu híng ph¸t triÓn réng r·i cho Matrix

Converter trong c¸c øng dông c«ng nghiÖp mµ cho ®Õn nay vÉn cßn bÞ bá ngá

Thùc hiÖn c«ng viÖc thiÕt kÕ mét bé ®iÒu khiÓn truyÒn ®éng ®iÖn ®éng c¬

dùa trªn m« h×nh Matrix Converter sÏ liªn quan ®Õn nh÷ng vÊn ®Ò sau:

- §iÖn tö c«ng suÊt: kho¸ hai chiÒu, tæn hao, b¶o vÖ, chuyÓn m¹ch…

- TruyÒn ®éng ®iÖn: thuËt to¸n ®iÒu khiÓn ®éng c¬, PWM, kh«ng gian

vector…

- LËp tr×nh DSP, VXL, thiÕt kÕ m¹ch in...

Víi nh÷ng vÊn ®Ò réng vµ phøc t¹p nh vËy, trong khu«n khæ thêi gian cã

h¹n, b¶n ®å ¸n nµy chØ ®Ò cËp ®Õn nh÷ng vÊn ®Ò c¬ b¶n cña Matrix Converter vµ

nghiªn cøu lý thuyÕt vµ thùc hiÖn m« pháng b»ng phÇn mÒm Matlab/simulink

dùa trªn thuËt to¸n ®iÒu biÕn cña t¸c gi¶ Venturini .

B¶n ®å ¸n nµy ®ãng gãp vµo mét trong nh÷ng bíc ®i ®Çu tiªn cña sinh viªn

ngµnh T§H trêng §HBKHN vÒ ®Ò tµi míi - ph¬ng ph¸p biÕn tÇn MatrËn - Bæ

xung thªm 1 ®Ò tµi cã nhiÒu høa hÑn ph¸t triÓn vµ øng dông thùc tÕ trong tong lai

gÇn.

Trong thêi gian lµm ®å ¸n ,víi sù nç lùc cña b¶n th©n vµ c¸c b¹n cïng

nhãm díi sù chØ b¶o tËn t×nh cña thÇy gi¸o híng dÉn TrÇn Träng Minh em ®·

hoµn thµnh b¶n ®å ¸n nµy ®óng h¹n ®Þnh. MÆc dï ®· cè g¾ng hÕt søc nhng do

thêi gian h¹n chÕ, b¶n th©n tr×nh ®é cßn cã h¹n nªn b¶n ®å ¸n ch¾c ch¾n kh«ng

tr¸nh khái thiÕu sãt, rÊt mong nhËn ®îc sù chØ b¶o, ®ãng gãp ý kiÕn cña c¸c thÇy

c« còng nh c¸c b¹n sinh viªn quan t©m.

2

Ch¬ng I: Matrix Converter c¸c vÊn ®Ò c¬ b¶n

I.1 kh¸i niÖm vÒ Matrix Converter

I.1.1 Sù ph¸t triÓn cña Matrix Converter

Thêi gian gÇn ®©y ®· cã nhiÒu ngêi quan t©m ®Õn bé biÕn tÇn ma trËn trùc

tiÕp AC-AC dïng trong truyÒn ®éng thay ®æi tèc ®é ®éng c¬ c¶m øng. Mét trong

nh÷ng ngêi ®Ò xuÊt ®Çu tiªn lµ Gyugyi vµ Pelly (n¨m 1976) ®· chØ ra nguyªn t¾c

ho¹t ®éng cña bé biÕn tÇn trùc tiÕp sö dông kho¸ cã thÓ ®iÒu khiÓn ®îc 2 chiÒu

®Ó nhËn ®îc tÇn sè ®Çu ra kh«ng bÞ h¹n chÕ. Nhîc ®iÓm chÝnh cña m¹ch lµ xuÊt

hiÖn nhiÒu c¸c hµi bËc cao kh«ng mong muèn cña dßng vµo vµ ¸p ra kh«ng thÓ

dïng bé läc dÔ dµng lo¹i bá.

VÊn ®Ò nµy ®· ®îc vît qua nhê Venturini vµ Alesina (n¨m 1980-1981),

Hai ngêi ®· ®a ra mét thuËt to¸n ®iÒu biÕn PWM míi cã thÓ t¹o dßng ®iÖn vµo vµ

®iÖn ¸p ra h×nh sin víi tÇn sè biÕn thiªn ®ång thêi ®iÒu khiÓn ®îc hÖ sè c«ng suÊt

®Çu vµo. §Õn n¨m 1989 còng chÝnh 2 «ng b»ng c¸ch ®iÒu chØnh l¹i thuËt to¸n

ban ®Çu ®· t¹o ra ®îc tØ sè truyÒn gi÷a ®iÖn ¸p ra vµ ®iÖn ¸p vµo tèi ®a (lµ 0,86)

vµ ®iÒu khiÓn ®îc trän vÑn cosϕ ®Çu vµo trong giíi h¹n cña ®iÖn ¸p vµ cosϕ ®Çu

ra.

N¨m 1991 In Roy vµ April, Ishiguro ®a ra mét líp c¸c thuËt to¸n v« híng

nhê dùa trªn viÖc so s¸nh v« híng c¸c gi¸ trÞ ®iÖn ¸p vµo tøc thêi vµ t¹o dßng

®iÖn ra h×nh sin theo nguyªn t¾c dßng ®iÖn vµo mçi pha tØ lÖ víi ®iÖn ¸p vµo trªn

pha ®ã trong mét chu kú lÊy mÉu. VÊn ®Ò thêi gian thùc cña thuËt to¸n ®iÒu

khiÓn yªu cÇu nhiÒu lÇn so s¸nh ë mçi lÇn lÊy mÉu sÏ yªu cÇu thêi gian tÝnh to¸n

cña c¸c bé vi xö lý cao.

TiÕp theo lµ ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn t¹o ®iÖn ¸p ®Çu ra sö dông ®iÒu biÕn

vector kh«ng gian vector (Space Vector Modulation-SVM), thuËt to¸n ®iÒu khiÓn

nµy sö dông ph¬ng ph¸p ®iÒu biÕn ®é réng xung(Pulse Width Modulation-PWM)

c¶i thiÖn ®¸ng kÓ d¹ng sãng ®iÖn ¸p ra tuy nhiªn khi ®ã chÊt lîng d¹ng sãng cña

dßng ®iÖn vµo bÞ suy gi¶m.

Nh÷ng nghiªn cøu kh¸c gÇn ®©y(1992-1998) nhÊt chñ yÕu tËp trung vµo

viÖc t¨ng hiÖu suÊt cña Matrix Converter b»ng c¸ch gi¶m tèi ®a tæn hao ®ãng c¾t

3

nhê thùc hiÖn dßng zero khi ®ãng vµ ¸p zero khi më nhng ®ßi hái c¸c phÇn tö

phô thªm vµo cÊu tróc kho¸ 2 chiÒu.

N¨m 1993 Wheeler vµ Grant ®a ra ph¬ng ph¸p chuyÓn m¹ch dßng ®iÖn

semi-soft gi¶m ®¸ng kÓ tæn hao ®ãng c¾t ®ång thêi chuyÓn m¹ch tin cËy ch¾c

ch¾n.HiÖn nay c¸c nghiªn cøu chñ yÕu vÒ thuËt to¸n ®iÒu biªn tèi u hoÆc víi khÝa

c¹nh thiÕt kÕ m¹ch c«ng suÊt gän nhÑ trong mét m«®un tÝch hîp trªn ®éng c¬, bï

¶nh hëng cña ®iÖn ¸p vµo kh«ng c©n b»ng, vÊn ®Ò b¶o vÖ Matrix Converter …

H×nh 1.1 CÊu tróc tæng qu¸t cña ma trËn kho¸ 2 chiÒu

I.1.2 Kh¸i niÖm vÒ Matrix Converter

Matrix Converter lµ mét bé biÕn tÇn trùc tiÕp chuyÓn m¹ch cìng bøc tèt,

cã thÓ nèi gi÷a n pha vµo cã tÇn sè vµ ®iÖn ¸p cè ®Þnh U1, f1 víi m pha ®Çu ra cã

tÇn sè vµ ®iÖn ¸p biÕn thiªn U2, f2. Víi nh÷ng øng dông trong c«ng nghiÖp chñ

yÕu n=m=3 vµ ®©y lµ cÊu h×nh thêng gÆp nhÊt (H×nh 2).

Trong bé Matrix Converter 3×3 gåm cã mét ma trËn 9 kho¸ 2 chiÒu (Bi￾Directional Switch-BDS) ®îc s¾p xÕp thµnh 3 nhãm, mçi nhãm t¬ng øng víi mét

pha ®Çu ra. Víi c¸ch bè trÝ nh vËy, Matrix Converter sÏ nèi bÊt kú ®Çu vµo a, b, c

víi bÊt kú c¸c ®Çu ra A, B, C, t¹i bÊt kú thêi ®iÓm.

4

Ma trËn c¸c kho¸ 2 chiÒu ®a ra Σ Cn

i (i=0 .. 9)= 512 kh¶ n¨ng kÕt hîp, ®Ó

t¹o ra c¸c tr¹ng th¸i ®ãng c¾t cña c¸c kho¸, nhng chØ cã 27 tr¹ng th¸i thÝch hîp,

bëi v×, ®Çu vµo cña Matrix Converter nh mét nguån ¸p 3 pha, trong khi ®Çu ra nh

mét nguån dßng 3 pha, do ®ã thùc hiÖn ®ãng c¾t c¸c kho¸ ph¶i tu©n theo 2 luËt

sau, ®Ó ®¶m b¶o kh«ng ng¾n m¹ch nguån ¸p, vµ hë m¹ch nguån dßng

+ Kh«ng ®îc nèi 2 ®Çu vµo kh¸c nhau tíi cïng mét ®Çu ra v× sÏ g©y ng¾n

m¹ch ë ®Çu vµo dÉn tíi hiÖn tîng qu¸ dßng ®iÖn

+ Kh«ng ®îc hë m¹ch ë ®Çu ra cña Matrix Converter v× khi ®ã víi t¶i c¶m sÏ

g©y hiÖn tîng qu¸ ¸p

H×nh 1-2 CÊu tróc 3 pha cña Ma trËn kho¸ 2 chiÒu

a) M¹ch ®iÖn b) ký hiÖu

ViÖc ®iÒu khiÓn ®iÖn ¸p ra, nhê c¸ch thùc hiÖn ®ãng c¾t c¸c kho¸ (víi c¸c

tr¹ng th¸i cho phÐp), theo mét thø tù ®îc x¸c ®Þnh tríc. Nh vËy “gi¸ trÞ trung

b×nh” cña ®iÖn ¸p ra phô thuéc vµo d¹ng sãng ®iÖn ¸p mong muèn t¹o ra tõ c¸c

®iÖn ¸p vµo. ë d¹ng sãng ®iÖn ¸p ra, gåm chñ yÕu nh÷ng thµnh phÇn cã tÇn sè

mong muèn cïng víi c¸c thµnh phÇn tÇn sè cao do dãng c¾t sinh ra, mµ cã thÓ

lo¹i bá ®îc nhê bé läc LC ë ®Çu ra, hoÆc ®iÖn c¶m cña t¶i. PhÝa nguån, dßng ®iÖn

vµo ®îc t¹o bëi nh÷ng ®o¹n cña 3 dßng ®iÖn ra vµ nh÷ng ®o¹n b»ng kh«ng, mµ

trong nh÷ng ®o¹n b»ng kh«ng ®ã dßng ®iÖn ra kh«ng trë vÒ nguån mµ tuÇn hoµn

ch¹y quÈn trong ma trËn kho¸. Phæ dßng vµo chñ yÕu gåm thµnh phÇn tÇn sè

5

a

C

c

b B

A

S11

S13

S12

a)

S21

S23

S22

S31

S33

S32

a

c

b

A B C

b)

nguån cung cÊp vµ c¸c thµnh phÇn tÇn sè cao, mµ khi cã bé läc ®Çu vµo th× bÞ

lo¹i trõ ®Ó mong muèn t¹o dßng ®iÖn vµo h×nh sin.

Matrix Converter chÝnh v× thÕ cã thÓ thùc hiÖn ®îc viÖc biÕn ®æi tÇn sè vµ

®iÖn ¸p trùc tiÕp AC-AC mµ kh«ng cÇn thµnh phÇn tÝch tr÷ n¨ng lîng trung gian

I.1.3 So s¸nh Matrix Converter vµ c¸c lo¹i biÕn tÇn hiÖn cã

BiÕn tÇn hiÖn nay cã thÓ chia lµm 2 lo¹i lín.

∗ BiÕn tÇn trùc tiÕp .

§iÖn ¸p vµo xoay chiÒu U1 vµ tÇn sè f1 chØ cÇn qua mét m¹ch van lµ

chuyÓn ngay ra t¶i víi tÇn sè kh¸c, v× vËy biÕn tÇn nµy cã hiÖu suÊt biÕn ®æi n¨ng

lîng cao, thªm vµo ®ã lµ kh¶ n¨ng thùc hiÖn t¸i sinh n¨ng lîng trë vÒ líi mµ

kh«ng cÇn cã m¹ch ®iÖn phô.

Tuy nhiªn s¬ ®å m¹ch nµy kh¸ phøc t¹p, v× cã sè lîng van lín, nhÊt lµ víi

m¹ch 3 pha. ViÖc thay ®æi tÇn sè f2 kh¸ khã kh¨n vµ phô thuéc vµo f1, v× vËy hiÖn

nay chñ yÕu chØ cã biÕn tÇn lo¹i nµy víi ph¹m vi ®iÒu chØnh f2 ≤ f1.

∗ BiÕn tÇn gi¸n tiÕp .

§iÖn ¸p xoay chiÒu ®Çu tiªn ®îc chuyÓn thµnh mét chiÒu nhê m¹ch chØnh

lu, sau ®ã qua bé läc råi míi biÕn trë vÒ ®iÖn ¸p xoay chiÒu víi tÇn sè f 2 . ViÖc

6

M¹ch van U~

f

2

U~

f1

H×nh 1-3 CÊu tróc biÕn tÇn trùc tiÕp

f

1~

U1~

U2~

f

2

U=

ChØnh

l­u

Läc NGHÞCH L¦U

®éc LËP

U=

H×nh 1-4 CÊu tróc biÕn tÇn gi¸n tiÕp

f

2~

biÕn ®æi n¨ng lîng 2 lÇn lµm gi¶m hiÖu suÊt biÕn tÇn, bï l¹i lo¹i biÕn tÇn nµy cho

phÐp dÔ dµng thay ®æi tÇn sè f2 kh«ng phô thuéc f1 trong d¶i tÇn réng c¶ trªn lÉn

díi f1 v× tÇn sè ra chØ phô thuéc vµo m¹ch ®iÒu khiÓn.

H¬n n÷a víi sù øng dông hÖ ®iÒu khiÓn nhê kü thuËt sè vi xö lý vµ dïng

van lùc lµ c¸c lo¹i tranzitor ®· cho ph¸t huy tèi ®a c¸c u ®iÓm cña lo¹i biÕn tÇn

nµy v× vËy ®a sè biÕn tÇn hiÖn nay lµ biÕn tÇn cã kh©u trung gian mét chiÒu. Tuy

nhiªn khi dïng van tiristo vÉn cßn mét sè khã kh¨n nhÊt ®Þnh khi gi¶i quyÕt vÊn

®Ò kho¸ van.

Chøc n¨ng c¸c kh©u trong bé biÕn tÇn gi¸n tiÕp :

- Kh©u chØnh lu

ChØnh lu lµ qu¸ tr×nh biÕn dßng ®iÖn xoay chiÒu thµnh mét chiÒu.

- Kh©u läc

+ §ãng vai trß mét kho tÝch tr÷ n¨ng lîng díi d¹ng nguån ¸p, khi

dïng tô ®iÖn hoÆc díi d¹ng nguån dßng khi dïng cuén c¶m.

+ Nhê cã kh©u trung gian mét chiÒu, phÝa nghÞch lu sÏ lµm viÖc t¬ng ®èi

®éc lËp víi phÝa chØnh lu

- Kh©u nghÞch lu ®éc lËp

NghÞch lu ®éc lËp lµ qu¸ tr×nh biÕn ®æi n¨ng lîng ®iÖn mét chiÒu

thµnh n¨ng lîng ®iÖn dßng xoay chiÒu víi tÇn sè, gi¸ trÞ ®iÖn ¸p, sè pha, thø tù

pha vµ qu¸ tr×nh chuyÓn m¹ch dßng ®iÖn gi÷a c¸c pha do b¶n th©n bé nghÞch lu

quyÕt ®Þnh, kh«ng phô thuéc vµo nguån ®iÖn xoay chiÒu kh¸c

∗ Sù gièng vµ kh¸c nhau gi÷a Matrix Converter vµ c¸c lo¹i biÕn tÇn

a) Matrix Converter vµ biÕn tÇn trùc tiÕp

- Matrix Converter thùc chÊt lµ mét bé biÕn tÇn trùc tiÕp nªn sÏ cã nh÷ng u, nh￾îc ®iÓm cña biÕn tÇn trùc tiÕp nh sau:

+ Nèi trùc tiÕp gi÷a líi vµ t¶i kh«ng qua mét kh©u trung gian nµo nªn hiÖu

suÊt truyÒn ®éng cao.

+ Trao ®æi n¨ng lîng víi líi mét c¸ch liªn tôc, cã kh¶ n¨ng t¸i sinh n¨ng l￾îng kh«ng cÇn m¹ch phô.

7

+ Sè lîng van b¸n dÉn nhiÒu, do ®ã s¬ ®å van vµ luËt ®iÒu khiÓn còng rÊt

phøc t¹p.

- Tuy nhiªn Matrix Converter vît tréi h¬n so víi biÕn tÇn trùc tiÕp ë :

+ Kh¶ n¨ng t¹o ®îc ®iÖn ¸p ra cã tÇn sè kh«ng h¹n chÕ, cã thÓ lín h¬n tÇn

sè nguån cung cÊp f1.

+ Cã thÓ ®iÒu chØnh ®îc hÖ sè c«ng suÊt ®Çu vµo cosϕ i, ®é lÖch pha gi÷a

dßng vµ ¸p vµo ( ϕ i ) cã thÓ > 0, = 0, hoÆc < 0.

+ Do dïng van 2 chiÒu nªn cã thÓ ho¹t ®éng ë 4 gãc phÇn t mµ kh«ng cÇn

t¸c ®éng vµo phÝa ®Çu vµo.

b) Matrix Converter vµ biÕn tÇn gi¸n tiÕp

- Mét sè u ®iÓm cña biÕn tÇn gi¸n tiÕp còng ®îc øng dông trong c«ng nghÖ

Matrix Converter.

+ V× Matrix Converter ®îc ph©n tÝch nh mét bé biÕn ®æi gåm 2 tÇng biÕn

®æi, tÇng chØnh lu vµ tÇng nghÞch lu, nªn cã thÓ sö dông ph¬ng ph¸p ®iÒu biÕn ®é

réng xung (PWM) hay ®îc dïng víi biÕn tÇn nguån ¸p, cho tÇng nghÞch lu ®Ó ®¹t

®îc chÊt lîng ®iÖn ¸p tèt nhÊt cho ®éng c¬, do ®ã tÇn sè vµ ®iÖn ¸p cã thÓ ®îc

®iÒu chØnh tr¬n vµ kh«ng bÞ giíi h¹n bëi tÇn sè vµo

+ Thùc hiÖn nèi trùc tiÕp tÇng chØnh lu nguån dßng PWM víi tÇng nghÞch

lu, môc ®Ých ®Ó t¹o ra kh¶ n¨ng trao ®æi c«ng suÊt ph¶n kh¸ng gi÷a líi vµ t¶i.

- Nh÷ng ®iÓm kh¸c nhau cã ý nghÜa rÊt lín gi÷a Matrix Converter vµ biÕn tÇn

gi¸n tiÕp lµ:

+ Kh«ng cßn thµnh phÇn tÝch n¨ng lîng ph¶n kh¸ng trung gian lµ cuén

c¶m lín hay tô mét chiÒu cã tuæi thä h¹n chÕ, do ®ã gi¶m ®îc kÝch thíc cña bé

biÕn tÇn, t¹o ra kh¶ n¨ng tÝch hîp Matrix Converter trong mét m«®un g¾n trªn

®éng c¬, gióp hÖ truyÒn ®éng gän nhÑ vµ linh ho¹t.

+ Kh«ng cÇn bé chØnh lu trong m¹ch lùc ®Ó t¹o ra ®iÖn ¸p mét chiÒu, do

®ã dßng vµo bé Matrix Converter cã d¹ng sin (v× kh©u chØnh lu sÏ lµm dßng vµo

kh«ng sin, hÖ sè c«ng suÊt thÊp)

8

B¶ng 1: So s¸nh sè lîng van b¸n dÉn trong Matrix

Converter víi 2 lo¹i VSI

B¶ng i thÓ hiÖn sù so s¸nh vÒ sè lîng van b¸n dÉn gi÷a MC vµ bé biÕn tÇn

nguån ¸p cã chØnh lu cÇu ®iot, vµ víi bé biÕn tÇn nguån ¸p (back to back) cã

chØnh lu ®iÒu khiÓn lµ bé biÕn tÇn, cã cïng chóc n¨ng dÉn dßng c«ng suÊt ch¶y

theo 2 híng vµ t¹o dßng vµo h×nh sin.. Cã thÓ thÊy tô nèi mét chiÒu vµ ®iÖn c¶m

®Çu vµo sö dông trong bé biÕn tÇn (back to back) lµ ®îc thay thÕ b»ng 6 van b¸n

dÉn thªm vµo trong gi¶i ph¸p Matrix Converter

C«ng nghÖ Khãa ®iÒu

khiÓn hoµn

toµn

Diot c¾t

nhanh

Diot chØnh lu Tô ho¸ lín ®iÖn c¶m lín

MC 18 18 0 0 0

BiÕn tÇn back

to back

12 12 0 1 3

BiÕn tÇn víi

chØnh lu

kh«ng ®iÒu

khiÓn

6 6 6 1 0 hoÆc 1

NÕu c¸c van ®ãng c¾t ®îc sö dông trong kho¸ hai chiÒu cña Matrix

Converter cã kh¶ n¨ng chÆn ®iÖn ¸p ngîc vÝ dô MTO th× cã thÓ t¹o ra kho¸ 2

chiÒu b»ng c¸ch m¾c song song ngîc hai van ®ã mµ kh«ng cÇn thªm ®ièt phôc

håi nhanh. §iÒu nµy dÉn tíi mét bé biÕn tÇn nhá gän h¬n n÷a cã tiÒm n¨ng c¶i

thiÖn hiÖu suÊt thùc tÕ cao.

c. Lý do x©y dùng Matrix Converter

Matrix Converter ®îc coi lµ cã nhiÒu u thÕ h¬n so víi c¸c lo¹i biÕn tÇn

truyÒn thèng. V× cã thÓ thùc hiÖn ®îc viÖc biÕn ®æi tÇn sè vµ ®iÖn ¸p, mµ kh«ng

cÇn cã thªm c¸c phÇn tö tÝch n¨ng lîng trung gian, nh tô ®iÖn cã tuæi thä h¹n chÕ

hay cuén c¶m cã kÝch thíc lín ®Ó nèi mét chiÒu, nh vËy sÏ kh«ng yªu cÇu nhiÒu

tÇng biÕn ®æi c«ng suÊt vµ hiÖu suÊt ®îc t¨ng lªn râ rÖt khi ho¹t ®éng ë tÇn sè

®ãng c¾t cao.

9