Đề cương bài giảng Điện tử công suất Nghề Đcn bàI 1: TỔng quan về ĐIỆn tử CÔng suấT

Giaû thieát taûi ba pha ñoái xöùng thoûa maõn heä thöùc:

ut1 + ut2 + ut3 = 0

Ta töôûng töôïng nguoàn aùp U ñöôïc phaân chia laøm hai nöûa baèng nhau vôùi ñieåm nuùt phaân theá O (moät caùch toång quaùt, ñieåm phaân theá 0 coù theå choïn ôû vò trí baát kyø treân maïch nguoàn DC).

Goïi N laø ñieåm nuùt cuûa taûi ba pha daïng sao. Ñieän aùp pha taûi ut1,ut2,ut3. Ta coù:

U_t1= U₁₀- U_NO

U_t2 = U₂₀- U_NO

ut3 = u30-uNO

u10, u20 , u30 ñöôïc goïi laø caùc ñieän aùp pha -taâm nguoàn cuûa caùc pha 1,2,3. Caùc ñieän aùp ut1, ut2, ut3; u10, u20, u30 vaø uNO coù chieàu döông qui öôùc veõ treân hình H5.4a

Coäng caùc heä thöùc treân vaø ñeå yù raèng ut1+ut2+ut3=0, ta coù:

0 = U₁₀ +U₂₀ +U₃₀ –3.U_NO

Töø ñoù:

Thay uNO vaøo bieåu thöùc tính ñieän aùp moãi pha taûi, ta coù:

Ñieän aùp daây treân taûi:

* Heä quaû: Quaù trình ñieän aùp ( vaø do ñoù quaù trình doøng ñieän) ngoõ ra cuûa boä nghòch löu aùp ba pha seõ ñöôïc xaùc ñònh khi ta xaùc ñònh ñöôïc caùc ñieän aùp trung gian u10, u20, u30.

* Xaùc ñònh ñieän aùp pha - taâm nguoàn cho boä nghòch löu aùp. Caëp coâng taéc cuøng pha: goàm hai coâng taéc cuøng maéc chung vaøo moät pha taûi, ví duï (S1S4), (S3,S6) vaø (S5,S2) laø caùc caëp coâng taéc cuøng pha.

Qui taéc kích ñoùng ñoái nghòch: caëp coâng taéc cuøng pha ñöôïc kích ñoùng theo qui taéc ñoái nghòch neáu nhö hai coâng taéc trong caëp luoân ôû traïng thaùi moät ñöôïc kích ñoùng vaø moät ñöôïc kích ngaét.

Traïng thaùi caû hai cuøng kích ñoùng (traïng thaùi ngaén maïch ñieän aùp nguoàn ) hoaëc cuøng kích ngaét khoâng ñöôïc pheùp.

Neáu bieåu dieãn traïng thaùi ñöôïc kích cuûa linh kieän baèng giaù trò 1 vaø traïng thaùi khoùa kích baèng 0, ta coù theå vieát phöông trình traïng thaùi kích cuûa caùc linh kieän trong maïch nghòch löu aùp 3 pha nhö sau:

* Qui taéc: Giaû thieát boä nghòch löu aùp ba pha coù caáu taïo maïch vaø chieàu ñieän theá cuûa caùc phaàn töû trong maïch cho nhö hình veõ H5.4. Giaû thieát caùc coâng taéc cuøng pha ñöôïc kích ñoùng theo qui taéc ñoái nghòch vaø giaû thieát doøng ñieän cuûa caùc pha taûi coù khaû naêng ñoåi daáu.

Ñieän aùp pha taûi ñeán taâm nguoàn cuûa moät pha nguoàn naøo ñoù coù giaù trò + neáu coâng taéc leû cuûa pha ñöôïc kích ñoùng vaø - neáu coâng taéc chaün ñöôïc kích khoâng phuï thuoäc traïng thaùi doøng ñieän.

* Heä quaû:

1/- Ñieän aùp treân taûi ñöôïc xaùc ñònh hoaøn toaøn neáu ta bieát ñöôïc giaûn ñoà kích ñoùng caùc coâng taéc vaø ñieän aùp nguoàn. Do ñoù, ta coù theå ñieàu khieån ñieän aùp ngoõû ra cuûa boä nghòch löu aùp baèng caùch ñieàu khieån giaûn ñoà xung kích ñoùng caùc coâng taéc.

2/- Neáu caùc caëp coâng taéc cuøng pha khoâng ñöôïc kích ñoùng theo qui taéc ñoái nghòch, daïng ñieän aùp taûi seõ thay ñoåi phuï thuoäc vaøo traïng thaùi doøng ñieän taûi (vaø tham soá taûi ). Ñaây laø tröôøng hôïp kích

ñoùng do yù muoán ñoái vôùi taûi daïng coäng höôûng. Doøng ñieän coù theå ôû traïng thaùi lieân tuïc hoaëc giaùn ñoaïn.

Ta caàn chuù yù raèng, moät coâng taéc ñöôïc kích ñoùng khoâng coù nghóa laø noù seõ daãn ñieän. Phuï thuoäc vaøo chieàu doøng ñieän daãn qua taûi coù theå xaûy ra tröôøng hôïp coâng taéc kích ñoùng khoâng daãn ñieän maø doøng ñieän laïi daãn qua diode maéc ñoái song vôùi coâng taéc ñöôïc kích ñoùng.

3/- Daïng doøng ñieän ñöôïc xaùc ñònh döïa treân phöông trình maïch taûi. Ví duï ñoái vôùi taûi ñoái xöùng ba pha goàm RL maéc noái tieáp, ta coù phöông trình doøng ñieän ba pha taûi it1, it2, it3.

Thôøi gian cheát (dead- time): laø khoûang thôøi gian caàn thieát aùp ñaët trong giaûn ñoà ñoùng ngaét caëp linh kieän cuøng pha taûi, trong khoaûng thôøi gian naøy hai coâng taéc cuøng pha taûi seõ bò khoùa kích (ví duï S1,S4). Thôøi gian cheát baét ñaàu quaù trình chuyeån maïch cuûa hai coâng taéc cuøng pha taûi ñeå traùnh xaûy ra hieän töôïng ngaén maïch nguoàn. Do thôøi gian cheát nhoû khoâng ñaùng keå, trong quaù trình phaân tích hoaït ñoäng maïch, ta thöôøng giaû thieát boû qua giai ñoaïn naøy.

Ta coù theå phaân tích ñieän aùp taûi cuûa boä nghòch löu aùp moät pha daïng maïch caàu töông töï nhö boä nghòch löu aùp ba pha. Hai caëp coâng taéc (S1,S4) vaø (S2,S3) töông öùng vôùi heä thoáng hai pha taûi ñoái xöùng töôûng töôïng (hình H5.6).

Roõ raøng :

ut =ut1/2=-ut2/2=u10 - u20 (5.10)

Neáu caùc coâng taéc ñöôïc kích theo qui taéc ñoái nghòch, ta coù theå xaùc ñònh daïng aùp treân taûi döïa treân giaûn ñoà kích coâng taéc vaø ñieän aùp nguoàn.

Phaân tích ñieän aùp taûi cuûa boä nghòch löu aùp moät pha daïng nöûa caàu: ñieän aùp baèng vôùi ñieän aùp pha taûi - taâm nguoàn, baøi toaùn trôû neân ñôn giaûn.

Phaân tích ñieän aùp taûi cuûa boä nghòch löu aùp moät pha daïng caàu: Quaù trình ñieän aùp vaø doøng ñieän ñöôïc veõ treân hình (H5.8)

Xeùt quaù trình caùc ñaïi löôïng trong moät chu kyø hoaït ñoäng ôû cheá ñoä xaùc laäp. Giaû thieát raèng taïi thôøi ñieåm t=0, thöïc hieän ñoùng S1 vaø S2, ngaét S3 vaø S4. Ñieän aùp taûi baèng U, doøng ñieän taûi chaïy qua maïch (U-S1-S2) taêng leân theo phöông trình:

Nghieäm doøng ñieän coù daïng:

A laø haèng soá, τ =L/R laø haèng soá thôøi gian.

Taïi thôøi ñieåm t=T/2, thöïc hieän ngaét S1,S2 vaø ñoùng S3,S4. Ñieän aùp xuaát hieän treân taûi baèng –U, doøng ñieän qua maïch (U,RL,S3,S4) giaûm theo phöông trình:

ÔÛ traïng thaùi xaùc laäp, doøng ñieän bieán ñoåi theo daïng xoay chieàu, tuaàn hoaøn. Caùc haèng soá A,B coù theå xaùc ñònh töø ñieàu kieän doøng ñieän taûi taïi caùc thôøi ñieåm t=0, t=T/2 vaø t=T.

Luùc ñoù, taïi thôøi ñieåm t=0:

Taïi thôøi ñieåm t=T/2:

Taïi thôøi ñieåm t=T:

Nhö vaäy, quaù trình doøng taûi trong moät chu kyø hoaït ñoäng seõ coù theå bieåu dieãn nhö sau:

Giaù trò Imin vaø Imax coù theå xaùc ñònh töø quaù trình ñoái xöùng cuûa hai nöûa chu kyø ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi, töø ñoù suy ra raèng Imax=-Imin. Aùp duïng quan heä treân vaøo caùc heä thöùc tính I, ta thu ñöôïc:

Coâng suaát taûi:

Coâng suaát tieâu thuï treân taûi R-L coù theå xaùc ñònh theo heä thöùc R.I_t² vôùi I_t laø trò hieäu duïng doøng ñieän qua taûi ñöôïc tính theo bieåu thöùc:

Coâng suaát taûi coù theå xaùc ñònh theo trò trung bình doøng qua nguoàn dc Is neáu ta boû qua toån hao cuûa linh kieän boä nghòch löu:

Phaân tích soùng haøi:

Quaù trình ñieän aùp taûi qua pheùp phaân tích Fourier coù daïng:

Aùp taûi chæ chöùa caùc thaønh phaàn haøi baäc leû.

Ñoä meùo daïng ñieän aùp ñöôïc tính theo heä thöùc sau:

Deã daøng suy ra raèng:

Ñoä meùo daïng ñieän aùp cuûa boä nghòch löu caàu 1 pha khaù lôùn trong tröôøng hôïp aùp ra daïng vuoâng neân coù taùc duïng khoâng toát. Ñieàu naøy giaûi thích vì sao loaïi ñieän aùp naøy khoâng ñöôïc söû duïng phoå bieán trong thöïc tieãn.

Ñoä meùo daïng doøng ñieän phuï thuoäc vaøo taûi vaø xaùc ñònh theo heä thöùc:



6.3.3. Phaân tích ñieän aùp boä nghòch löu aùp ña baäc

Xeùt boä nghòch löu aùp 6 baäc daïng chöùa caëp diode keïp (NPC) treân hình veõ H5.5a.

Goïi U laø ñoä lôùn ñieän aùp treân moãi tuï rieâng leû. Phuï thuoäc ñoä lôùn ñieän aùp pha – nguoàn dc caàn thieát laäp, caùc linh kieän bò keïp giöõa caëp diode noái ñeán moät ñieän theá treân maïch dc caàn thieát laäp seõ ôû traïng thaùi kích. Ñieän aùp pha-taâm nguoàn dc (phase -to- pole voltage), tính töø ñieåm ñaáu daây cuûa pha taûi ñeán moät ñieän theá treân maïch dc, trong tröôøng hôïp treân hình veõ laø ñieåm 0, coù theå ñaït caùc giaù trò cho trong baûng B5.1 sau ñaây:

Vôùi x=1,2,3.

Traïng thaùi ñoùng ngaét cuûa caùc khoùa baùn daãn treân moät nhaùnh taûi cuûa caùc pha a,b,c thoûa maõn ñieàu kieän kích ñoái nghòch:

S1j+S’1j=1 ; S2j+S’2j=1 ; S3j+S’3j=1 ; j=1,2,3,4,5 (5.28)

Ñieän aùp pha taûi trong tröôøng hôïp 3 pha taûi ñoái xöùng ñaáu daïng Y coù theå thieát laäp töông töï nhö tröôøng hôïp boä nghòch löu aùp hai baäc:

Trong tröôøng hôïp 3 pha taûi daïng tam giaùc, ñieän aùp pha taûi baèng ñieän aùp daây do boä nghòch löu cung caáp:

ut12 =u10 - u20; ut23 = u20 - u30; ut31 = u30 - u10 (5.30)

6.3.4. Caùc phöông phaùp ñieàu khieån boä nghòch löu aùp ña baäc

Caùc phöông phaùp ñieàu khieån aùp duïng cho boä nghòch löu aùp hai baäc nhö phöông phaùp ñieàu cheá ñoä roäng xung vaø caùc daïng caûi bieán cuûa noù, phöông phaùp ñieàu khieån vector, phöông phaùp khöû soùng haøi toái öu, caùc phöông phaùp ñieàu khieån doøng ñieän (hay vector doøng ñieän)…. coù theå ñöôïc ñieàu chænh ñeå coù theå aùp duïng cho boä nghòch löu aùp ña baäc. Boä nghòch löu aùp ña baäc coù phaïm vi hoaït ñoäng chuû yeáu ñoái vôùi taûi coâng suaát lôùn. Do ñoù, vaán ñeà giaûm bôùt taàn soá ñoùng ngaét vaø giaûm shock ñieän aùp dv/dt treân linh kieän coâng suaát coù yù nghóa quan troïng. Caùc thuaät toaùn ñieàu khieån coá gaéng thöïc hieän duy trì traïng thaùi caân baèng caùc nguoàn ñieän aùp dc vaø khöû boû hieän töôïng common-mode voltage, nguyeân nhaân gaây ra moät soá hieän töôïng laøm sôùm laõo hoùa ñoäng cô.

Phöông phaùp ñieàu bieân tuy khoâng phaùt huy ñöôïc öùng duïng trong ñieàu khieån boä nghòch löu aùp hai baäc nhöng laïi toû ra hieäu quaû trong öùng duïng boä nghòch löu aùp ña baäc cho taûi coâng suaát lôùn, nhaát laø trong caùc heä thoáng ñieàu khieån naêng löôïng ñieän ac.

6.3.4.1. Phöông phaùp ñieàu roäng

Aùp duïng cho caùc boä nghòch löu ña baäc coù caëp diode keïp ñeán nguoàn vaø boä nghòch löu aùp ña baäc cascade.

Xeùt boä nghòch löu aùp ba baäc treân hình H5.41, vieäc ñieàu khieån ñieän aùp taûi coù theå thöïc hieän theo giaûn ñoà treân hình H5.35 ñoái vôùi pha a baèng caùch thay ñoåi ñoä roäng goùc . α

Ñieän aùp pha- taâm nguoàn:

Töø ñieän aùp pha – taâm nguoàn, söû duïng heä thöùc (5.5), ta coù theå daãn giaûi quaù trình ñieän aùp caùc pha taûi. Ñieän aùp taûi coù daïng 12 böôùc. Khi goùc ñieàu khieån giaûm ñeán giaù trò zero, ta thu ñöôïc daïng aùp 6 böôùc nhö trong boä nghòch löu aùp hai baäc.

Phöông phaùp ñieàu khieån 12 böôùc coù heä soá meùo daïng lôùn khi chæ soá ñieàu cheá thaáp, khi ñoù caùc phöông phaùp ñieàu cheá ñoä roäng xung coù daïng chaát löôïng hôn.

6.3.4.2. Phöông phaùp ñieàu bieân

Töông töï nhö phöông phaùp ñieàu bieân boä nghòch löu aùp hai baäc, ñieän aùp nguoàn dc ñöôïc ñieàu khieån thay ñoåi ñoä lôùn. Ñieän aùp ngoõ ra ñöôïc ñieàu khieån theo daïng baäc thang nhieàu böôùc (H5.35b). Goùc chuyeån maïch cuûa caùc linh kieän ñöôïc tính toùan ñeå soùng haøi ñöôïc haïn cheá toái ña. Caùc giaù trò goùc chuyeån maïch coù theå thieát laäp saün vaø xung kích ñoùng thöïc hieän theo daïng tra baûng (look-up table). Phöông phaùp ñieàu khieån naøy ñôn giaûn, taàn soá ñoùng ngaét raát thaáp. Phöông phaùp naøy ñöôïc söû duïng chuû yeáu trong heä thoáng buø nhuyeãn coâng suaát phaûn khaùng cho löôùi (static var compensator). Söï maát caân baèng caùc ñieän aùp nguoàn dc khoâng coøn laø vaán ñeà trôû ngaïi trong öùng duïng vöøa neâu.

Phöông phaùp coøn coù teân Subharmonic PWM (SH-PWM), Multilevel carrier based PWM. Ñeå thöïc hieän taïo giaûn ñoà kích ñoùng caùc linh kieän trong cuøng moät pha taûi, ta söû duïng moät soá soùng mang (daïng tam giaùc) vaø moät tín hieäu ñieàu khieån (daïng sin). Ñoái vôùi boä nghòch löu aùp m baäc, soá soùng mang ñöôïc söû duïng laø (m-1). Chuùng coù cuøng taàn soá fc vaø cuøng bieân ñoä ñænh-ñænh Ac. Soùng ñieàu khieån (hay soùng ñieàu cheá) coù bieân ñoä ñænh- ñænh baèng Am vaø taàn soá fm vaø daïng soùng cuûa noù thay ñoåi chung quanh truïc taâm cuûa heä thoáng (m-1) soùng mang. Neáu soùng ñieàu khieån lôùn hôn soùng mang naøo ñoù thì linh kieän töông öùng soùng mang ñoù seõ ñöôïc kích ñoùng, trong tröôøng hôïp soùng ñieàu khieån nhoû hôn soùng mang töông öùng cuûa noù, linh kieän treân seõ bò khoùa kích.

Boä nghòch löu ña baäc daïng maïch bò diode keàm

Chaúng haïn, xeùt pha a cuûa boä nghòch löu aùp ba baäc treân hình H5.41. Xung kích cho caùc linh kieän Sa1,Sa2,Sa3,Sa4 ñöôïc thieát laäp treân cô sôû so saùnh soùng ñieàu khieån ura cuûa pha a vôùi soùng mang up1 (ñoái vôùi xung kích cho caëp Sa1 vaø Sa3) vaø up2 (ñoái vôùi xung kích cho caëp Sa2 vaø S ). Cuï theå laø:

Töø giaûn ñoà thieát laäp treân, ñieän aùp pha- taâm nguoàn ñöôïc xaùc ñònh, ví duï cho pha a:

⎩

Töø ñoù, söû duïng caùc heä thöùc (5.5), (5.6) ñeå xaùc ñònh caùc ñieän aùp taûi.

Ba daïng phoái hôïp giöõa caùc soùng mang thöôøng ñöôïc söû duïng goàm (xem hình H5.36a):

a. Hai soùng mang keá caän lieân tieáp nhau seõ bò dòch 180 ñoä –APOD (Alternative Phase Opposition Disposition)

b. Boá trí ñoái xöùng qua truïc zero (POD- Phase opposition Disposition). Caùc soùng mang naèm treân truïc 0 seõ cuøng pha nhau, ngöôïc laïi, caùc soùng mang naèm döôùi truïc 0 seõ bò dòch ñi 180 ñoä.

3. 
   Boá trí cuøng pha (DP- In phase disposition): taát caû caùc soùng mang ñeàu cuøng pha.
   

Trong caùc phöông phaùp boá trí soùng mang, phöông phaùp boá trí caùc soùng mang ña baäc cuøng pha cho ñoä meùo daïng aùp daây nhoû nhaát. Ñoái vôùi boä nghòch löu aùp ba baäc, phöông phaùp POD vaø APOD cho cuøng keát quaû daïng soùng mang.

Boä nghòch löu ña baäc daïng cascade: phöông phaùp ñieàu cheá ñoä roäng xung söû duïng soùng mang dòch pha (Phase Shifted Carrier PWM-PSCPWM) laø phöông phaùp ñieàu cheá cô baûn ñöôïc söû duïng. Theo ñoù, moãi boä nghòch löu aùp caàu moät pha trong maïch cascade coù nguyeân lyù ñieàu cheá PWM gioáng nhau cuûa moät boä nghòch löu caàu moät pha. Caùc soùng mang cuûa caùc boä nghòch löu coù cuøng bieân ñoä vaø taàn soá vaø ñoä dòch pha giöõa caùc soùng mang naøy baèng π /m, m laø soá boä nghòch löu caàu moät pha.

Treân hình veõ H5.37 laø boä nghòch löu daïng cascade 5 baäc. ÔÛ moãi nhaùnh pha, coùù 4 soùng mang leäch pha nhau moät goùc /2 ñöôïc söû duïng. Giaûn ñoà kích caùc linh kieän ñöôïc thieát laäp treân cô sôû so saùnh soùng mang vaø tín hieäu aùp ñieàu khieån (daïng sin) vaø qui taéc kích ñoái nghòch. Ñieän aùp taïo thaønh ôû ngoõ ra cuûa moãi boä nghòch löu aùp moät pha (uπa,ua’) coù daïng ba baäc. Chuùng keát hôïp taïo thaønh ñieän aùp pha- taâm nguoàn (uao) daïng 5 baäc.

(Modified PWM hoaëc Switching Frequency Optimal PWM method- SFO-PWM)) Coù kyõ thuaät thöïc hieän phöông phaùp ñieàu cheá ñoä roäng xung vöøa trình baøy. Ñieåm khaùc bieät laø soùng ñieàu cheá ñöôïc caûi bieán. Theo ñoù, moãi soùng ñieàu cheá ñöôïc coäng theâm tín hieäu thöù töï khoâng (soùng haøi boäi ba). Toàn taïi nhieàu khaû naêng taïo neân thaønh phaàn thöù töï khoâng, Moät trong caùc tín hieäu thöù töï khoâng coù theå choïn baèng trò trung bình cuûa giaù trò tín hieäu lôùn nhaát trong 3 tín hieäu ñieàu cheá vôùi tín hieäu nhoû nhaát trong 3 tín hieäu ñieàu cheá- phöông phaùp SFO-PWM.

Goïi Va*,Vb*,Vc* laø caùc tín hieäu ñieàu khieån cuûa phöông phaùp ñieàu cheá PWM. Tín hieäu ñieàu khieån theo phöông phaùp SFO-PWM vöøa ñöôïc moâ taû coù theå bieåu dieãn döôùi daïng toaùn hoïc nhö sau:

Sô ñoà thöïc hieän taïo tín hieäu ñieàu cheá caûi bieán töø tín hieäu ñieàu cheá daïng sin ñöôïc veõ treân hình H5.39. Tín hieäu ñieän aùp ñieàu cheá vaø ñieän aùp ngoõ ra boä nghòch löu ñöôïc veõ treân hình H5.40.

Phöông phaùp ñieàu cheá ñoä roäng xung caûi bieán chæ ñöôïc söû duïng cho taûi ba pha – 3 daây. Heä quaû cuûa phöông phaùp laø ñieän aùp pha taûi ñöôïc taêng leân khoaûng 15% so vôùi phöông phaùp ñieàu cheá ñoä roäng xung sin ôû phaàn treân, tröôùc khi ñaït ñeán phaïm vi ñieàu cheá môû roäng (overmodulation).

6.3.4.5. Phöông phaùp ñieàu cheá vector khoâng gian

Vector khoâng gian cuûa boä nghich löu aùp ña baäc:

Quaù trình ñoùng ngaét caùc linh kieän taïo ra ñieän aùp ba pha taûi vôùi vector khoâng gian cuûa noù thay ñoåi nhaûy caáp treân hình luïc giaùc ña baäc. Ví duï, ñoái vôùi boä nghòch löu aùp ba baäc, khaû naêng ñieàu khieån kích daãn linh kieän taïo neân 27 traïng thaùi khaùc nhau, moãi traïng thaùi ñöôïc minh hoïa bôûi toå hôïp (kakbkc),vôùi ka=0,1,2 ;kb=0,1,2; kc=0,1,2 .laø heä soá traïng thaùi töông öùng cuûa caùc pha a,b,c. Ví duï: xeùt heä soá ka cuûa pha a ta coù:

Trong quaù trình kích daãn, qui luaät sau ñöôïc tuaân thuû:

Töø ñoù, chaúng haïn, traïng thaùi (200) coù nghóa laø: Sa1=Sa2=1; Sb3=Sb4=1;Sc3=Sc4=1.

Theo ñònh nghóa vector khoâng gian, töông öùng 27 traïng thaùi kích daãn linh kieän ta thu ñöôïc 19 vò trí vector khoâng gian cuûa vector ñieän aùp taïo thaønh, bao goàm 12 vector naèm treân ñænh vaø trung ñieåm cuûa hình luïc giaùc lôùn bao ngoaøi, 6 vector ñieän aùp naèm treân 6 ñænh cuûa hình luïc giaùc beân trong vaø vector khoâng taïi taâm cuûa hình luïc giaùc (hình H5.41). Ñoái vôùi caùc vector naèm taïi ñænh cuûa hình luïc giaùc beân trong, toàn taïi hai traïng thaùi kích daãn khaùc nhau cuûa linh kieän nhöng laïi coù cuøng chung vò trí vector khoâng gian. Ngoaøi ra, toàn taïi 3 traïng thaùi kích daãn khaùc nhau cho cuøng vò trí vector khoâng.

Ñieàu cheá vector khoâng gian cuûa boä nghòch löu aùp ña baäc:

Veà nguyeân lyù, phöông phaùp ñieàu cheá vector khoâng gian ñoái vôùi boä nghòch löu aùp ña baäc öôïc thöïc hieän töông töï nhö ñoái vôùi boä nghòch löu aùp hai baäc. Ñeå taïo vector trung bình töông öông vôùi moät vector v cho tröôùc, tröôùc heát caàn xeùt xem vector v naèm trong vò trí naøo cuûa nh luïc giaùc (hexagon). Ñeå thuaän tieän, thoâng thöôøng dieän tích hình luïc giaùc ñöôïc chia nhoû aønh caùc hình tam giaùc con. Ví duï, goùc phaàn saùu thöù nhaát cuûa hình luïc giaùc giôùi haïn bôûi ba vector v0, v 2 vaø v 6 ñöôïc chia nhoû thaønh caùc dieän tích (1), (2),(3) vaø (4) nhö hình veõ H5.42.

Vector v ñang khaûo saùt caàn ñieàu khieån ñeå ñaït ñöôïc coù vò trí naèm treân phaàn dieän tích (2). Böôùc tieáp theo, ta xaùc ñònh caùc vector khoâng gian caàn thieát- goïi laø caùc vector cô baûn, caàn söû duïng ñeå taïo neân vector trung bình naèm trong dieän tích (2). Roõ raøng, tröôøng hôïp naøy, caùc vector cô baûn töông öùng laø v 1 , v 2 vaø v 3. Nhö vaäy, vector töông ñöông vôùi vector v coù theå thöïc hieän baèng caùch ñieàu khieån duy trì taùc duïng theo trình töï vector v 1 trong thôøi gian T1, vector v 2 trong thôøi gian T2 vaø vector v 3 trong thôøi gian T3 theo heä thöùc:

Vaán ñeà coøn laïi laø xaùc ñònh thôøi gian taùc duïng T1,T2 vaø T3 cuûa caùc vector cô baûn. Neáu ta bieát ñöôïc vector v döôùi daïng caùc thaønh phaàn vuoâng goùc Vα ,Vβ trong heä toïa ñoñöùng yeân (stationary frame), quan heä giöõa caùc thaønh phaàn vector V β − α α ,Vβ vôùi thôøi gian duy trì traïng thaùi vector v 1 , v 2 vaø v 3 coù theå bieåu dieãn döôùi daïng ma traän sau:

Vôùi V1 α ,V2 α ,V3 α ,V1 β ,V2 β ,V3 β laø caùc thaønh phaàn theo truïc toïa ñoä vaø α β cuûa caùc vector treân hình luïc giaùc v 1 , v 2 vaø v 3 Töø ñoù, thôøi gian ñöôïc xaùc ñònh (aùp duïng ma traän ngöôïc):

hay ôû daïng thôøi gian töông ñoái: dj=Tj/Ts; j=1,2,3

Aùp duïng cuï theå vaøo 4 dieän tích hình tam giaùc trong goùc phaàn saùu thöù nhaát cuûa hình luïc giaùc, chuù yù ñeán vector cô baûn trong moãi dieän tích treân, ta thu ñöôïc keát quaû sau (xem hình H5.42):

Trong dieän tích (1), vector cô baûn v₀,v₁ vaø v₄

Neáu vector naèm ôû goùc phaàn saùu thöù i so vôùi goùc phaàn saùu thöù nhaát cuûa hình luïc giaùc tính töø vò trí truïc thöïc α, ta coù theå qui ñoåi noù veà goùc phaàn saùu thöù nhaát ñeå xaùc ñònh thôøi gian taùc ñoäng cuûa caùc vector cô baûn theo heä thöùc:

Thöïc hieän kyõ thuaät ñieàu cheá vector khoâng gian cho boä nghòch löu aùp ba baäc:

Giaûn ñoà kích daãn caùc linh kieän boä nghòch löu aùp ba baäc ñöôïc minh hoïa treân hình H5.43, aùp duïng cho goùc phaàn saùu thöù nhaát cuûa hình luïc giaùc. Chuù yù do traïng thaùi kích daãn caùc linh kieän treân cuøng nhaùnh pha taûi cho bôûi qui luaät ñoái nghòch neân treân giaûn ñoà chæ caàn trình baøy traïng thaùi cuûa Sx1 vaø Sx2, x=a,b,c. Töø giaûn ñoà ta thaáy caùc traïng thaùi kích daãn töông öùng 3 vector cô baûn V 1 , V 3 vaø V 4 . Thôøi gian kích daãn cuûa caùc vector naøy coù theå suy ra töø bieåu thöùc tính toaùn T1,T2,T3 hoaëc treân kyõ thuaät ñieàu cheá ñoä roäng xung döïa vaøo soùng mang nhö treân hình veõ H5.43.


Ghi chú quan trọng:

* Trong mạch có 2 mass, một mass điện và 1 mass máy. Sinh viên khi làm thực tập phải thật cẩn thận, tránh bị điện giật.

* Trong bài thực tập dùng SCR và E-MOSTFET kênh N với sơ đồ chân như sau: