Cải tiến thuật toán điều chỉnh độ rộng xung sir điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha

Một trong những phương pháp cho phép

đảm bảo điều chỉnh các thông số điện áp

ở một dải rộng được ứng dụng trong các

bộ biến đổi của các hệ thống và tổ hợp kỹ

thuật điện là chế độ điều chế độ rộng

xung. Kỹ thuật này ngày nay được sử

dụng nhiều trong các ngành công nghiệp

và sản xuất để đảm bảo chất lượng điều

khiển các hệ thống điện cơ khác nhau. Kỹ

thuật phát triển hiện đại của các thiết bị

mạch lực bán dẫn biến đổi năng lượng

điện được đặc trưng bởi tính ứng dụng

rộng rãi của các bộ điều khiển số và vi

điều khiển. Những ứng dụng này cho

phép nâng cao các hiệu ứng làm việc của

các tổ hợp kỹ thuật điện hàng không, công

nghiệp hay dân dụng khi điều chỉnh các

tham số điện áp đầu ra.

Để điều khiển động cơ không đồng bộ ba

pha theo phương pháp điều chỉnh tần số -

điện áp, có nhiều phương án sử dụng các

bộ nghịch lưu có dạng khác nhau. Tuy

nhiên, sử dụng cầu nghịch lưu áp ba pha

có nhiều ưu điểm vượt trội so với các bộ

nghịch lưu còn lại, vì vậy trong giới hạn

nội dung nghiên cứu này chúng ta sẽ phân

tích phương pháp điều chế độ rộng xung

SIR với cầu nghịch lưu áp ba pha để điều

khiển động cơ không đồng bộ ba có dạng

như hình 1 [1, 2, 5].

Hình 1. Sơ đồ đấu nối nghịch lưu cầu ba pha

Tồn tại nhiều phương pháp điều chế độ

rộng xung khác nhau như: luật chuyển

mạch 180o hoặc 120o, điều chỉnh rộng

xung SIR, điều chế độ rộng xung theo luật

sin SPWM, điều chế độ rộng xung với

tiền xử lý hài bậc ba. SIR là phương

pháp đơn giản để tạo ra ba xung điện áp

lệch pha nhau 120 độ đảm bảo đủ điều

kiện điều khiển động cơ không đồng bộ

ba pha theo phương pháp điều chỉnh tần

số - điện áp [5, 6]. Nghiên cứu cải tiến

thuật toán chuyển mạch của phương pháp

SIR cho cầu nghịch lưu để loại bỏ dòng

trùng dẫn cho phép đơn giản hóa quá trình

lập trình và nâng cao chất lượng điều chế

điện áp, tăng mức độ tin cậy khi hệ thống

làm việc và đảm bảo sự an toàn cũng như

tiết kiệm năng lượng cho hệ thống điều

khiển động cơ không đồng bộ ba pha.

Cải tiến thuật toán điều chỉnh độ rộng xung sir điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha trang 1

Trang 1

Cải tiến thuật toán điều chỉnh độ rộng xung sir điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha trang 2

Trang 2

Cải tiến thuật toán điều chỉnh độ rộng xung sir điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha trang 3

Trang 3

Cải tiến thuật toán điều chỉnh độ rộng xung sir điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha trang 4

Trang 4

Cải tiến thuật toán điều chỉnh độ rộng xung sir điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha trang 5

Trang 5

Cải tiến thuật toán điều chỉnh độ rộng xung sir điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha trang 6

Trang 6

Cải tiến thuật toán điều chỉnh độ rộng xung sir điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha trang 7

Trang 7

Cải tiến thuật toán điều chỉnh độ rộng xung sir điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha trang 8

Trang 8

Cải tiến thuật toán điều chỉnh độ rộng xung sir điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha trang 9

Trang 9

Cải tiến thuật toán điều chỉnh độ rộng xung sir điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha trang 10

Trang 10

Tải về để xem bản đầy đủ

pdf 12 trang baonam 9680
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Cải tiến thuật toán điều chỉnh độ rộng xung sir điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Cải tiến thuật toán điều chỉnh độ rộng xung sir điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha

Cải tiến thuật toán điều chỉnh độ rộng xung sir điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
50 Số 25 
CẢI TIẾN THUẬT TOÁN ĐIỀU CHỈNH ĐỘ RỘNG XUNG SIR ĐIỀU KHIỂN 
ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 
IMPROVE ALGORITHMS ON PULSE WIDTH MODULATION METHODS SIR 
TO CONTROL THREE-PHASE ASYNCHRONOUS MOTORS 
Lê Đức Tiệp1, Đỗ Thị Loan2, Dương Quốc Dũng1, Đặng Tiến Trung
2
 1Học viện Kỹ thuật quân sự, 2Trường Đại học Điện lực 
Ngày nhận bài: 29/05/2020, Ngày chấp nhận đăng: 16/03/2021, Phản biện: TS. Phan Đình Hiếu 
Tóm tắt: 
Bài báo trình bày thuật toán cải tiến phương pháp điều chỉnh độ rộng xung SIR để điều khiển động 
cơ không đồng bộ ba pha. Các kết quả được khảo sát đánh giá bằng mô hình mô phỏng trên phần 
mềm Matlab-Simulink. Mô hình cho phép đánh giá so sánh chất lượng điện áp được điều chế giữa 
phương pháp cải tiến và cổ điển, đồng thời chỉ ra rằng với luật chuyển mạch cầu nghịch lưu ba pha 
của thuật toán cải tiến đã loại bỏ được dòng trùng dẫn họ thứ nhất trong các nhánh của cầu nghịch 
lưu so với thuật toán cổ điển. 
Từ khóa: 
Cầu nghịch lưu, điều chế độ rộng xung SIR, động cơ không đồng bộ. 
Abstract: 
The paper presents an algorithm to improve pulse width modulation method SIR to control three-
phase asynchronous motors. The results were surveyed and evaluated by simulation model on 
Matlab-Simulink software. The model allows a comparative evaluation of the modulated voltage 
quality between the improved and classical methods, and concurrently shows that with the three-
phase inverting switch rule of the improved algorithm, the fundamental leakage current in the 
branches of the inverter is eliminated, comparing to the classical algorithms. 
Keywords: 
Inverter, modulation pulse mode SIR, asynchronous motor. 
1. MỞ ĐẦU 
Một trong những phương pháp cho phép 
đảm bảo điều chỉnh các thông số điện áp 
ở một dải rộng được ứng dụng trong các 
bộ biến đổi của các hệ thống và tổ hợp kỹ 
thuật điện là chế độ điều chế độ rộng 
xung. Kỹ thuật này ngày nay được sử 
dụng nhiều trong các ngành công nghiệp 
và sản xuất để đảm bảo chất lượng điều 
khiển các hệ thống điện cơ khác nhau. Kỹ 
thuật phát triển hiện đại của các thiết bị 
mạch lực bán dẫn biến đổi năng lượng 
điện được đặc trưng bởi tính ứng dụng 
rộng rãi của các bộ điều khiển số và vi 
điều khiển. Những ứng dụng này cho 
phép nâng cao các hiệu ứng làm việc của 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
Số 25 51 
các tổ hợp kỹ thuật điện hàng không, công 
nghiệp hay dân dụng khi điều chỉnh các 
tham số điện áp đầu ra. 
Để điều khiển động cơ không đồng bộ ba 
pha theo phương pháp điều chỉnh tần số -
điện áp, có nhiều phương án sử dụng các 
bộ nghịch lưu có dạng khác nhau. Tuy 
nhiên, sử dụng cầu nghịch lưu áp ba pha 
có nhiều ưu điểm vượt trội so với các bộ 
nghịch lưu còn lại, vì vậy trong giới hạn 
nội dung nghiên cứu này chúng ta sẽ phân 
tích phương pháp điều chế độ rộng xung 
SIR với cầu nghịch lưu áp ba pha để điều 
khiển động cơ không đồng bộ ba có dạng 
như hình 1 [1, 2, 5]. 
Hình 1. Sơ đồ đấu nối nghịch lưu cầu ba pha 
Tồn tại nhiều phương pháp điều chế độ 
rộng xung khác nhau như: luật chuyển 
mạch 180o hoặc 120o, điều chỉnh rộng 
xung SIR, điều chế độ rộng xung theo luật 
sin SPWM, điều chế độ rộng xung với 
tiền xử lý hài bậc ba... SIR là phương 
pháp đơn giản để tạo ra ba xung điện áp 
lệch pha nhau 120 độ đảm bảo đủ điều 
kiện điều khiển động cơ không đồng bộ 
ba pha theo phương pháp điều chỉnh tần 
số - điện áp [5, 6]. Nghiên cứu cải tiến 
thuật toán chuyển mạch của phương pháp 
SIR cho cầu nghịch lưu để loại bỏ dòng 
trùng dẫn cho phép đơn giản hóa quá trình 
lập trình và nâng cao chất lượng điều chế 
điện áp, tăng mức độ tin cậy khi hệ thống 
làm việc và đảm bảo sự an toàn cũng như 
tiết kiệm năng lượng cho hệ thống điều 
khiển động cơ không đồng bộ ba pha. 
Như đã biết, với cầu nghịch lưu ba pha 
tồn tại 26 = 64 trạng thái khác nhau, tuy 
nhiên số lượng trạng thái làm việc là nhỏ 
hơn [5, 6, 7, 8, 87-92]. Ký hiệu các trạng 
thái này là Vx và Vxy. 
Trong đó: 
Vx (x =0, 1...7) là các trạng thái mà mã nhị 
phân của các khóa bán dẫn S1, S3, S5 đảo 
với mã nhị phân các khóa bán dẫn S2, S4 
S6, trong đó x là giá trị thập phân của mã 
nhị phân các khóa bán dẫn S1, S3, S5; 
Vxy là các trạng thái làm việc còn lại của 
cầu nghịch lưu ba pha; x là giá trị thập 
phân của mã nhị phân các khóa bán dẫn 
S1, S3, S5, y là giá trị thập phân của mã nhị 
phân các khóa bán dẫn S2, S4, S6. 
2. PHÂN TÍCH PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU 
CHẾ ĐỘ RỘNG XUNG SIR CỔ ĐIỂN 
Phương pháp điều chỉnh độ rộng xung 
SIR hình thành trên cơ sở tạo ra các xung 
điện áp có độ rộng bằng nhau. Điều chỉnh 
biên độ và tần số điện áp ra được thực 
hiện bằng cách thay đổi độ rộng của các 
xung điều chế và chu kỳ sóng mang. Để 
tiến hành điều chế độ rộng xung SIR ở 
đầu vào mô đun tạo xung ba pha, ở mỗi 
pha thiết lập các tín hiệu điều khiển 
opfazAU , opfaz ...  24 phép 
chuyển trạng thái cầu nghịch lưu ba pha 
từ 8 trạng thái làm việc của các khóa 
chuyển mạch cầu nghịch lưu, trong đó 
gồm 6 trạng thái khác không và 2 trạng 
thái dừng 0 như hình 3 và 4. 
Như vậy, luật chuyển mạch cầu nghịch 
lưu trên một chu kỳ điện áp ở chế độ điều 
chế độ rộng xung SIR có dạng như sau: 
7 5 0 5( ...)V V V V 
7 4 0 4( ...)V V V V 
7 6 0 6( ...)V V V V 
7 2 0 2( ...)V V V V 
7 3 0 3( ...)V V V V 
7 1 0 1 7( ...)V V V V V . 
3. TỐI ƯU THUẬT TOÁN CHUYỂN 
MẠCH NHỜ BẢNG CÁCNÔ 
Như đã phân tích ở trên, luật chuyển 
mạch ở chế độ điều chế độ rộng xung SIR 
bao gồm các chuyển đổi hai chiều giữa 
các trạng thái V0, V1, V2, V3, V4, V5, V6, 
V7 của cầu nghịch lưu ba pha. Biểu diễn 
các chuyển đổi hai chiều này trên bảng 
Cacnô [3, 5, 7] được thể hiện như hình 5. 
Trong đó, các chuyển đổi hai chiều giữa 
các trạng thái V1, V2, V3, V4, V5, V6 xảy 
ra khi thời gian lưu giữ các điểm dừng 0 
bằng 0. 
0 1 5 4 20 V7 17 16
2 6 18
10 V1
8 9 24V5
40 V4
V0
34
32 33 36V6
V2
U1 U1
U2
U2
U3
U5
U4
U6
V3
Hình 5. Các chuyển đổi hai chiều trạng thái cầu 
nghịch lưu ở chế độ điều chế độ rộng xung SIR 
Hình 5 chỉ ra rằng, tất các các chuyển đổi 
hai chiều này đều là chuyển đổi nguy 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
54 Số 25 
hiểm cho phép [3, 5, 7] gây ra dòng trùng 
dẫn họ thứ nhất ở một trong các nhánh 
của cầu nghịch lưu. Điều này có thể gây 
nguy hiểm, mất an toàn hoặc hư hỏng 
thiết bị khi vận hành hệ thống, đặc biệt 
với những hệ thống sử dụng động cơ công 
suất lớn. Để loại bỏ dòng trùng dẫn này, 
trong luật chuyển mạch cải tiến ta dùng 
bảng Cacnô xác định bổ sung các trạng 
thái chuyển đổi trung gian V01, V02, V03, 
V04, V05, V06 , V10, V20, V30, V40, V50, V60, 
V42, V21, V24, V14, V12 giữa các chuyển đổi 
hai chiều nguy hiểm cho phép như hình 6 
dưới đây. Các trạng thái trung gian này sẽ 
loại bỏ chuyển mạch đồng thời giữa hai 
khóa bán dẫn trong cùng một nhánh của 
cầu nghịch lưu bằng cách chuyển thành 
chuyền mạch tuần tự lần lượt từng khóa 
bán dẫn trên cùng một nhánh, do đó sẽ 
loại bỏ được dòng trùng dẫn trong cầu 
nghịch lưu. Ví dụ trong chuyển đổi hai 
chiều giữa hai trạng thái V4 và V6 chúng 
ta sẽ bổ sung trạng thái V41 làm trạng thái 
chuyển đổi trung gian giữa hai trạng thái 
trên, phụ thuộc vào thông số cấu tạo loại 
khóa bán dẫn mà thời gian lưu giữ trạng 
thái trung gian này nằm trong khoảng từ 
0.5 tới 10 s [2, 4, 5]. Do thời gian này rất 
nhỏ so với chu kỳ điều chế độ rộng các 
xung điện áp nên ta có thể xem xét bỏ qua 
sự ảnh hưởng của chúng lên dạng điện áp 
cấp cho động cơ. 
Trên bảng Cacnô hình 6, chuyển đổi hai 
chiều giữa các trạng thái của bộ nghịch 
lưu với các trạng thái bổ sung đều là các 
đường thẳng song song với một trong các 
cạnh của bảng Cacnô, vì vậy đây là các 
chuyển đổi hai chiều an toàn và không 
gây ra dòng trùng dẫn [5, 7]. 
U1 U1
U2
U2
U3
U4
U5
V00
V01
V02
V03
V04
V06
V05
V40 V60 V20 V30 V50 V10
V1
V4
V2
V6
V3
V5
V14V24
V42
V41 V21
V12
V0
V7
(a) 
U1 U1
U2
U2
U3
U4
U5
U6
V00
V01
V02
V03
V04
V06
V05
V40 V60 V20 V30 V50 V10
V1
V4
V2
V6
V3
V5
V14V24
V42
V41 V21
V12
V0
V7
(b) 
Hình 6. Xác định các chuyển đổi trung gian 
giữa các chuyển đổi hai chiều nguy hiểm 
ở chế độ điều chế độ rộng xung SIR 
Từ dạng điện áp pha A thu được (hình 6) 
ta thấy rằng các trạng thái dừng 0 được 
thực hiện bởi hai trạng thái V0 và V7. 
Không làm ảnh hưởng tới vai trò lưu giữ 
trạng thái dừng 0, ta có thể chỉ sử dụng 
một trong hai trạng thái này làm trạng thái 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
Số 25 55 
lưu giữ trạng thái dừng 0 khi thực hiện 
thuật toán chuyển mạch cầu nghịch lưu. 
Tương ứng với sử dụng trạng thái dừng 
V0 hoặc V7 mà số chuyển đổi hai chiều 
giữa các trạng thái ở thuật toán chuyển 
mạch cầu nghịch lưu cải tiến loại bỏ dòng 
trùng dẫn sẽ biểu diễn như hình 6a) hoặc 
hình 6b). 
Với trường hợp chỉ sử dụng trạng thái V0 
để lưu giữ các điểm điện áp về 0 thì thuật 
toán chuyển mạch cải tiến trên một chu kỳ 
điện áp sẽ có dạng như sau: 
0 02 5 02 0 02
5 02
[( ) (
) ...]
V V V V V V
V V
0 03 4 03 0 03
4 03
[( ) (
) ...]
V V V V V V
V V
0 01 6 01 0 01
6 01
[( ) (
) ...]
V V V V V V
V V
0 05 2 05 0 05
2 05
[( ) (
) ...]
V V V V V V
V V
0 04 3 04 0 04
3 04
[( ) (
) ...]
V V V V V V
V V
0 06 1 06 0 06
1 06
[( ) (
) ...].
V V V V V V
V V
Với trường hợp sử dụng trạng thái V7 
hoặc cả hai trạng thái V0 và V7 để lưu giữ 
các điểm điện áp về 0 thì thuật toán 
chuyển mạch cải tiến trên một chu kỳ điện 
áp được xác định tương tự như trên. 
Với trường hợp các trạng thái V0 và V7 có 
thời gian lưu giữ bằng 0 thì thuật toán 
chuyển mạch cải tiến trên một chu kỳ điện 
áp sẽ biến đổi về dạng như sau: 
5 42 4 41 6 21 2
24 3 14 1 12.
V V V V V V V
V V V V V
4. MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 
4.1. Xác định các thông số lập trình 
Một trong những nhiệm vụ quan trọng để 
thực hiện phương pháp điều chỉnh độ 
rộng xung SIR cải tiến là cần xác định 
khoảng thời gian lưu giữ các trạng thái 
cầu nghịch lưu trên một chu kỳ điện áp 
xung tạo ra. Giá trị điện áp đầu ra được 
thay đổi theo tham số điều chỉnh sau:
0 /T T ; trong đó T0 là tổng thời gian 
lưu giữ trạng thái điện áp bằng 0 trên một 
chu kỳ, T là chu kỳ điện áp cần điều chế. 
Bài báo sử dụng phương pháp điều chỉnh 
điện áp – tần số để điều khiển động cơ 
không đồng bộ ba pha theo luật 
/U f const , khi đó giá trị  được xác 
định như sau: 1 1 /p DMK f f ; 
trong đó f, fDM lần lượt là tần số làm việc 
và định mức của động cơ [8]. Như vậy, 
khi biết tần số làm việc và tần số định 
mức của động cơ ta dễ dàng xác định 
được γ, T0 và T, với 1/ DMT f . Gọi Tx, 
Ttg lần lượt là tổng thời gian lưu giữ các 
trạng thái điện áp khác không và trạng 
thái trung gian trong một chu kỳ, khi đó ta 
có biểu thức sau: 0 tg xT T T T . Gọi tx, 
t0 lần lượt là thời gian lưu giữ từng trạng 
thái điện áp khác không và không, khi đó 
0 0/ 6 ; / 6x xt T n t T n   . Cầu nghịch lưu 
sử dụng 6 khóa bán dẫn cùng loại, do đó 
thời gian lưu giữ mỗi trạng thái trung gian 
ta lấy giống nhau là 
 / 6 2 /12tg tg tgt T n T n    , giá trị này 
được đặt phụ thuộc vào từng loại khóa 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
56 Số 25 
bán dẫn được thiết kế. Từ các thông xác 
định trên, ta thành lập sơ đồ khối lập trình 
như hình vẽ 7. 
4.2. Mô phỏng và đánh giá kết quả 
Để kiểm tra, đánh giá so sánh thuật toán 
chuyển mạch điều chế độ rộng xung SIR 
cổ điển và thuật toán cải tiến ta sử dụng 
mô hình mô phỏng Matlab với tải là các 
cuộn cảm và điện trở mắc đối xứng hình 
sao như hình 8. 
Mô hình mô phỏng bao gồm các khối sau: 
InvectorIGBT - khối mô phỏng cầu 
nghịch lưu ba pha với các khóa chuyển 
mạch IGBT; 
SIR_Caitien - khối mô phỏng thuật toán 
điều chế độ rộng xung SIR cải tiến; 
SIR_Cu - khối mô phỏng thuật toán điều 
chế độ rộng xung SIR kinh điển; 
RLa, RLb, RLc - các khối điện trở - cuộn 
cảm với các giá trị lần lượt là 1Ω và 
0,003H; 
Va, Vab - các vôn kế; 
Vdc = 460 V - nguồn điện một chiều cấp 
cho cầu nghịch lưu có giá trị 460V; 
Signal Upravlenie1, V – Faz, I-Tok Faz là 
các máy hiện sóng hiển thị kết quả đo các 
tín hiệu điều khiển các khóa chuyển mạch 
của cầu nghịch lưu, điện áp pha và dòng 
điện pha. 
Để điều khiển động cơ không đồng bộ ba 
pha ta sử dụng phương pháp điều chỉnh 
tần số - điện áp với luật U/f = const ở chế 
độ điều chỉnh độ rộng xung SIR. 
Start
0
0 0 0
1 , 1 / ,
, / 6 ,
/ 6 , /12
DM
x tg
x x tg tg
f f T f T T
T T T T t T n
t T n t T n
  
 
  
, , ,DM tgf f T n
While(1)
Tạo xung V5
1i n 
0 0
02
5
02
W ; ( );
W ; ( );
W ; ( );
W ; ( );
tg
x
tg
C V Delay t
C V Delay t
C V Delay t
C V Delay t
Tạo xung V1
1i n 
0 0
06
1
06
W ; ( );
W ; ( );
W ; ( );
W ; ( );
tg
x
tg
C V Delay t
C V Delay t
C V Delay t
C V Delay t
Hình 7. Sơ đồ khối thuật toán SIR 
Hình 8. Mô hình mô phỏng Matlab 
điều chỉnh độ rộng xung SIR 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
Số 25 57 
Kết quả mô phỏng với trường hợp riêng 
khi tần số làm việc là 30 Hz và tần số định 
mức của động cơ cần điều khiển là 50 Hz 
được thể hiện như các hình vẽ dưới đây. 
(a) 
(b) 
Hình 9. Tín hiệu điều khiển cầu nghịch lưu 
với thuật toán điều chỉnh độ rộng xung SIR (a) 
thuật toán cổ điển; (b) cải tiến 
Hình 9a chỉ ra rằng với thuật toán chuyển 
mạch điều chỉnh độ rộng xung SIR cổ 
điển tại các thời điểm chuyển mạch giữa 
hai trạng thái cầu nghịch lưu khác sau sẽ 
sinh ra dòng trùng dẫn, như ở hình 9a tại 
thời điểm này trên các cột 1 và 2 tính từ 
trái sang phải sẽ có dòng trùng dẫn. Hình 
vẽ 9b chỉ ra rằng ở các thời điểm chuyển 
mạch của cầu nghịch lưu với thuật toán 
chuyển mạch cải tiến sẽ không gây ra 
dòng trùng dẫn trên các cột của cầu 
nghịch lưu. 
(a) 
(b) 
Hình 10. Điện áp pha A với thuật toán chuyển 
mạch điều chỉnh độ rộng xung SIR khi n = 3: 
(a) thuật toán cổ điển; (b) thuật toán cải tiến 
(a) 
(b) 
Hình 11. Dạng dòng điện stato pha A với thuật 
toán chuyển mạch điều chỉnh độ rộng xung SIR 
khi n=3, trong đó: (a) thuật toán cổ điển; 
(b) thuật toán cải tiến 
Hình vẽ 10 và 11 thể hiện kết quả điện áp 
pha và dòng điện pha đo được theo các 
thuật toán điều chế độ rộng xung SIR cổ 
điển và cải tiến. Dựa theo hình ảnh ta thấy 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
58 Số 25 
rằng dạng dòng điện và điện áp pha thu 
được không có nhiều khác biệt, tuy nhiên 
ở dạng điện áp pha giữa hai phương pháp 
có một số khác biệt ở các thời điểm 
chuyển mạch giữa hai trạng thái cầu 
nghịch lưu. Để đánh giá chất lượng điện 
áp điều khiển các stato của động cơ không 
đồng bộ ba pha, ta phân tích phổ dạng 
điện áp thu được theo hai thuật toán như 
hình 12. 
(a) 
(b) 
Hình 12. Phổ điện áp pha A với thuật toán 
chuyển mạch điều chỉnh độ rộng xung SIR, 
trong đó: (a) thuật toán cổ điển; 
(b) thuật toán cải tiến 
Dựa theo phổ điện áp pha A thu được như 
trên hình 12, ta thấy rằng chất lượng điện 
áp theo hai thuật toán chuyển mạch không 
khác biệt nhau nhiều, có thể coi là tương 
đương, vì vậy ta bỏ qua sự ảnh hưởng của 
các trạng thái cầu nghịch lưu bổ sung 
được đưa vào thuật toán chuyển mạch cải 
tiến. 
5. KẾT LUẬN 
Bài báo giới thiệu phương pháp điều chế 
độ rộng xung SIR cổ điển, phân tích luật 
chuyển mạch giữa các trạng thái của cầu 
nghịch lưu ba pha từ đó sử dụng bảng 
Cacnô chỉ ra sự tồn tại dòng trùng dẫn họ 
thứ nhất trong các nhánh của cầu nghịch 
lưu khi xảy ra luật chuyển mạch này. Việc 
sử dụng bảng Cacnô cho phép đề suất luật 
chuyển mạch cải tiến điều chế độ rộng 
xung SIR với việc sử dụng thêm các trạng 
thái cầu nghịch lưu bổ sung trung gian 
nhằm loại bỏ dòng trùng dẫn trong các 
nhánh. Trong đó thời gian lưu giữ các 
trạng thái bổ sung là rất nhỏ so với chu kỳ 
điều chế độ rộng xung. Qua kiểm tra, 
đánh giá so sánh kết quả mô phỏng thuật 
toán cổ điển và cải tiến trên Matlab – 
Simulink thấy rằng có thể bỏ qua sự ảnh 
hưởng của các trạng thái bổ sung lên chất 
lượng điện áp được điều chế, đồng thời 
khẳng định với luật chuyển mạch của 
thuật toán cải tiến đã loại bỏ được dòng 
trùng dẫn họ thứ nhất trên các nhánh cầu 
nghịch lưu ba pha. Điều này góp phần 
nâng cao độ tin cậy, sự an toàn và tuổi thọ 
cho các bộ biến đổi bán dẫn của biến tần 
trong các hệ thống điều khiển động cơ 
không đồng bộ ba pha. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
Số 25 59 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Ле Д.Т., Аверин С.В. Оптимизация алгоритмов коммутации в инверторах с векторной 
широтно-импульсной модуляцией. – Вестник Московского авиа- ционного института, 2016, 
Т. 23, № 3, С. 155–164. 
[2] Ле Д.Т., Аверин С.В. Формирование векторной широтно-импульсной модуляции с 
исключением сквозных токов в трехфазном мостовом инверторе. – Вестник Московского 
авиационного института, 2016, Т. 23, № 4. С. 155–163. 
[3] Phạm Tuấn Thành. Điều khiển số truyền động điện. Giáo trình dùng cho đào tạo sau đại học, 
Nhà xuất bản Quân đội nhân dân, 2012. 
[4] С.В. Аверин, Ле Дык Тьеп. Анализ алгоритмов перехода результирующих векторов при 
реализации векторной ШИМ. – Практическая силовая электроника, 2018, № 1 (69), С. 19–23. 
[5] Lê Đức Tiệp. Инверторы в режиме векторной шим для управления асинхронны-ми 
двигателями // Диссертация на соискание степени кандидата технических наук. – Москва – 
МАИ 2018. – 175 с 
[6] Баховцев И.А. Анализ и синтез энергооптимальных способов управления игверторами с 
ШИМ. /Дисертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Новоси-бирск: 
Н ГТУ, 2017. 452 с. 
[7] Б.Н. Попов – Цифровые устройства систем приводов летательных аппаратов – МАИ ПРИНТ 
– 2008. 
[8] Nguyen Huu Nam; Le Duc Tiep, Pham Tuan Thanh; Averin Sergey Vladimirovich. Improvement of 
Inverter Efficiency of Three-phase Induction Motor Control System by Space Vector Pulse-width 
Modulation Method - IEEE.org | IEEE Xplore Digital Library | IEEE-SA | IEEE Spectrum | More 
Sites. 
Giới thiệu tác giả: 
Tác giả Lê Đức Tiệp nhận bằng Thạc sĩ chuyên ngành tự động hóa tại Đại học 
Bách khoa Tomsk năm 20107; bảo vệ luận án Tiến sĩ năm 2018 tại Đại học Hàng 
không Matxcova. Tác giả hiện là giảng viên Bộ môn Kỹ thuật điện - Học viện Kỹ 
thuật quân sự. 
Lĩnh vực nghiên cứu: điều khiển số và truyền động điện, tự động hóa, kỹ thuật 
chuyển mạch và điều chế độ rộng xung. 
Tác giả Đỗ Thị Loan nhận bằng Thạc sĩ chuyên ngành thiết bị mạng và hệ thống 
điện tại Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên năm 2009. 
Tác giả hiện là giảng viên Khoa Kỹ thuật điện – Trường Đại học Điện lực. 
Lĩnh vực nghiên cứu: các giải pháp vận hành tối ưu thiết bị điện nhằm nâng cao 
ổn định trong hệ thống điện. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
60 Số 25 
Tác giả Dương Quốc Dũng tốt nghiệp đại học năm 2007, nhận bằng Thạc sĩ chuyên 
ngành tự động hóa năm 2010 tại Học viện Kỹ thuật quân sự, nhận bằng Tiến sĩ 
chuyên ngành điều khiển năm 2017 tại Đại học Công nghiệp Cáp Nhĩ Tân – Trung 
Quốc. 
Lĩnh vực nghiên cứu: các hệ thống điều khiển hiện đại, xử lý tín hiệu số. 
Tác giả Đặng Tiến Trung tốt nghiệp đại học chuyên ngành kỹ sư điện - tự động 
hóa năm 2004 tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, bảo vệ luận án Tiến sĩ năm 
2019 tại Học viện Kỹ thuật quân sự. Tác giả hiện là giảng viên Khoa Kỹ thuật điện - 
Trường Đại học Điện lực. 
Lĩnh vực nghiên cứu: ứng dụng các giải pháp điều khiển hiện đại trong hệ 
thống điện. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
Số 25 61 

File đính kèm:

  • pdfcai_tien_thuat_toan_dieu_chinh_do_rong_xung_sir_dieu_khien_d.pdf