ứng dụng của điện tử công suất trong điều chỉnh tốc độ động cơ, chương 11

Bộ nghịch lưu cầu một pha được minh họa hình 9.3.1 các giá trị trong mạch được cho như sau: VS=100V, Le=10mH, RL=5, IGBT SWITCHES các diode được kết nối m=0.4, f=50hz. Ngã ra có 3 xung trong ½ chu kỳ. Điện áp cực cổng 15V. Mạch điều khiển cực cổng được mô phỏng bởi tín hiệu sóng tam giác, một tín hiệu chuẩn và một bộ so sánh tương tự như mạch điều khiển được. Tiến hành mô phỏng SPICE và vẽ đồ thị cho dòng điện nguồn is. Dạng sóng điện áp cổng, và điện áp tải và...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
ứng dụng của điện tử công suất trong điều chỉnh tốc độ động cơ, chương 11 Chương 11: KHAÛO SAÙT BOÄ NGHÒCH LÖU CAÀU MOÄT PHA Boä nghòch löu caàu moät pha ñöôïc minh hoïa hình 9.3.1 caùc giaùtrò trong maïch ñöôïc cho nhö sau: VS=100V, Le=10mH, RL=5, IGBT SWITCHES caùc diode ñöôïckeát noái m=0.4, f=50hz. Ngaõ ra coù 3 xung trong ½ chu kyø. Ñieän aùpcöïc coång 15V. Maïch ñieàu khieån cöïc coång ñöôïc moâ phoûng bôûi tínhieäu soùng tam giaùc, moät tín hieäu chuaån vaø moät boä so saùnh töông töïnhö maïch ñieàu khieån ñöôïc. Tieán haønh moâ phoûng SPICE vaø veõ ñoà thò cho doøng ñieän nguoàn is.Daïng soùng ñieän aùp coång, vaø ñieän aùp taûi vaø doøng ñieän vôùi caùc ñieàukieän xaùc laäp vaø xaùc ñònh.a. Coâng suaát trung bình phaùt bôûi nguoàn.b. Caùc soùng haøi THD cuûa ñieän aùp taûi vaø doøng ñieän taûi.c. Giaù trò ñænh doøng ñieän taûi. Trang 1 Sô ñoà maïch ña xungTrang 2*. Chöông trình moâ phoûng baèng PSPICE. 9-3-1.CIRPWM SINGLE – PHASE INVERTER WITH UNIFORM PULSETo determine power and harmonic distortion.. INC OPTIONS;* PARAMETERS .PARAM VS=100V; .PARAM RLOAD=5ohms; .PARAM LLOAD=10Mh; .PARAM FREQ=50HZ PERIOD ={1/FREQ}; .PARAM TR=20NS TF = {TR}; .PARAM DUTY=0.4; .PARAM TON ={PERIOD /2 –2*TR}; .PARAM VP =15V; .PARAM NUM=3; .PARAM PER={0,5*PERIOD/NUM}; .PARAM VC=1V; .PARAM VREF={2*DUTY*VC}; .PARAM DELC ={TR/2}; .PARAM TRC={PER/2-TR}; .PARAM TFC ={TRC}; .PARAM WD={TR}; .PARAM DEL={PERIOD /2};* SOURCE AND LOAD VS1 3 0 DC {VS} RL 4 55 {RLOAD} LL 55 5 {LLOAD} IC =-9.93A; RG12 1 0 1E4; RG34 2 0 1E4* SUBCICUIT for IGBT MODEL and DIODE .SUBCKT IG_IDEAL 17 18 19 20;Drain (17) Source (18) Gate (19,20). SW 17 18 19 20 MOSIG; Trang 3 (SPWM 555 DRV 40 41 44 .MODEL MOSIG VSWITCH (RON=1E-3 ROFF=1E6 VON=10VOFF=1E-3) .ENDS IG_IDEAL .SUBCKT D_IDEAL 21 22; ANODE (21); DIO 21 22 DIODE .MODEL DIODE D(RS=1m CJO=0.1Pf n=0.001) .ENDS D_IDEAL* CALL for IGBTS and diodes. X SW1 3 4 1 0 IG_IDEAL; X SW2 5 0 1 0 IG_IDEAL; X SW3 5 5 2 0 IG_IDEAL; X SW4 4 0 2 0 IG_IDEAL; X D1 4 3 D_IDEAL; X D2 0 5 D_IDEAL; X D3 5 3 D_IDEAL; X D4 0 4 D_IDEAL;* SUBCIRCUIT for IGBT driver. .SUBCKT MPLS_TR1_INV 15 10 PARAMS; DELAY=0.* The carrier-wave source. VCAR 11 10 PULSE ({VC} 0 {DELC} {TRC} {TFC} {WID}{PER} VR 12 10 DC {VREF}* Comparatos output, voltage is clipped between zero and VP. E 13 10 VALUE ={LIMIT (V(12,11)*1E6,0,VP)} RE 13 10 1E6* Frequency generator VG for inverter. VG 14 10 PULSE (0 1 {DELAY} {TR} {TF} {TON} {PERIOD}* Gate pulse generator EG 15 10 VALUE ={V (14,10)*V(13,10)}; pulse in a half cycle .END S MPLS_TRI_INV* MPLS (Multiple pulse), TRI (TRIANGLE WAVE) , INV(INVERTER) Trang 4* CALLS for gate drivers. X DRIVER1 1 0 MPLS_TR1_INV X DRIVER2 2 0 MPLS_TR1_INV PARAMS :DELAY ={DEL}* ANALYSIS .TRAN 40 US 80ms UIC ; TO find initial condition for LL in steady state . TRAN 40US 40ms UIC. . FOUR 50Hz 15 V(4,5) I(RL) .PROBE I(VS1) V(4,50 I(RL),V(1) .END Trang 5CAÙCH GIAÛI: Ñaây laø moät baøi taäp taïo ra moät maïch ñieàu khieån phuø hôïp. maïchnaøy seõ phaùt ra caùc xung coång ñoàng daïng vôùi taàn soá 300Hz moãi xungcoù chu kyø laøm vieäc laø 0,4m=(t’on /2T’) nhö hình 9.3.1a. neáu soùngmang VC vaø tín hieäu chuaån Vref laø caùc ngoõ vaøo cuûa boä so saùnh thìcaùc xung ôû ngoõ ra seõ laø xaùc ñònh neáu Vref >VC. Caùc xung naøy taïothaønh moät nhoùm 3 xung cho moãi caëp coâng taéc SW1, SW2, SW3,SW4.Taàn soá ra cuûa boä nghòch löu laø fC/6. Trong ñoù fC laø taàn soá tín hieäusoùng mang. Caùch giaûi goàm boán böôùc:Böôùc 1: töø sô ñoà maïch 9.3.1 vaø caùc giaù trò ñaõ cho. Töø caáu hìnhPSPICE seõ veõ ra trong hình 9.3.1b.Böôùc 2: töø caáu hình PSPICE trong hình 9.3.1b moät file maïch vieát racoù teân laø W 9-3-1.CIRBöôùc 3: moâ phoûng PSPICE seõ ñöôïc chaïy vôùi file 9-3-1.CIR keát quaûseõ ñöôïc veõ ra trong W-9-3-1.DAT.Böôùc 4: duøng PROBE caùc ñoà thò ñöôïc veõ ra cho doøng ñieän nguoànñieän aùp taûi daïng soùng maïch ñieàu khieån cöïc coång vaø doøng ñieän taûinhö hình 9.3.1C. Caùc daïng soùng naøy thì nhoû hôn lyù töôûng bôûi vì toácñoä queùt ôû ngoõ ra cuûa boä so saùnh. Toác ñoä queùt gaây ra do moät soátraïng thaùi oån ñònh vaø ñoä lôùn cuûa caùc böôùc trong vieäc phaân tích.Phaàn a: Töø ñoà thò doøng ñieän nguoàn, giaù trò trung bình cuûa doøng ñieännguoàn ISAV=5,49A. Vì vaäy coâng suaát trung bình P phaùt bôûi nguoàn laøP=VS.ISAV=100.5,49=549W.Phaàn b: Töø file W-9-3-1.out meùo soùng haøi daïng soùng ngoõ ra ñöôïccho nhö sau.Ñieän aùp taûi THD=125.9%. Doøng ñieän taûi THD=42,7%Phaàn c: töø ñoà thò doøng ñieän taûi trong hình W-9-3-1C giaù trò ñænh laø ...