ปก - RMUTSBresearch.rmutsb.ac.th/fullpaper/2559/255924060565.pdf · ค Name: Asst. Prof. Dr....

รายงานการวจย

เรอง

การทาใหเปนจรงดวยการมอดเลตความกวางพลสบนฐานคลนพาหะ ของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร

โดย

ผศ.ดร.ไพบลย เกยรตสขคณาธร รศ.นภทร วจนเทพนทร ผศ.สรชย เอมอกษร นายกตตพงศ คลายด

คณะวศวกรรมศาสตรและสถาปตยกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม

พ.ศ. 2559

โครงการวจยนไดรบทนอดหนนจากสานกงานคณะกรรมการวจยแหงชาต

ประจาป 2559

ข

หวหนาโครงการวจย ผศ.ดร.ไพบลย เกยรตสขคณาธร

ผรวมวจย รศ.นภทร วจนเทพนทร ผศ.สรชย เอมอกษร นายกตตพงศ คลายด

ชอโครงการ การทาใหเปนจรงดวยการมอดเลตความกวางพลสบนฐานคลนพาหะ ของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร

ปพทธศกราช 2559

บทคดยอ

งานวจยฉบบนนาเสนอการทาใหเปนจรงดวยการมอดเลตความกวางพลสบนฐานคลนพาหะของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร ในงานวจยไดแสดงการวเคราะหรปแบบการสวตชของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรทเปนทรจกกนดและไดนาเสนอการพฒนาการมอดเลตบนฐานคลนพาหะแบบขวคทสามารถสรางทฤษฎการมอดเลตความกวางพลสในทานองเดยวกนกบอนเวอรเตอรสองระดบ นอกจากนนยงแสดงใหเหนความสมมลของรปแบบการสวตชทเกดจากการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรเปรยบเทยบกบการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะแบบขวคทมการบวกคาแรงดนลาดบศนยและการเลอกเฟสอางองทเหมาะสมในการสรางสญญาณอางอง ผลการวจยแสดงใหเหนวาการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรทยงยากซบซอนและใชการคานวณคอนขางมาก สามารถทาใหเปนจรงไดโดยงายดวยการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะแบบขวค คาสาคญ: เมทรกซคอนเวอรเตอร การมอดเลตความกวางพลสบนฐานคลนพาหะ การมอดเลตเชงสเปซเวกเตอร

ค

Name : Asst. Prof. Dr. Paiboon Kiatsookkanatorn

Assoc. Prof. Napat Watjanatepin Asst. Prof. Surachai Am-ugsorn Mr. Kittiphong Khaidee

Title : A Carrier-Based PWM Realization of Space Vector Modulation for Matrix Converters

Year : 2016

Abstract

This research proposes a carrier-based PWM realization of space-vector modulation for matrix converters. In this research, an analysis of switching patterns of well known space - vector modulation is shown and a development of carrier-based dipolar modulation, which can consider as a generalization of the PWM theory of the two level inverters, is presented. Moreover, the PWM patterns generated by the space vector PWM are shown to be equivalent to those of the carrier-based dipolar PWM if the zero voltage and the reference input phase are appropriately chosen to generate the reference signals. The research results reveal that the space-vector modulation, which is complex and requires intensive calculation, can be realized easily using the carrier-based dipolar modulation method. Keywords : Matrix converters, Carrier-based pulse width modulation (CBPWM), Space-vector modulation.

ง

กตตกรรมประกาศ

ขอขอบคณสถาบนวจยและพฒนา มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม ทไดทาหนาทอยางดเยยมในการจดหาทนวจยใหกบผวจยเพอใหภาพรวมของมหาวทยาลยฯ มความกาวหนาทงดานจานวนโครงการวจย และจานวนนกวจย รวมทงสนบสนนการเผยแพรองคความรทไดจากงานวจยสชมชนและสงคม ทงภาครฐและเอกชน

ขอขอบคณสานกงานคณะกรรมการวจยแหงชาต (วช) ทสนบสนนทนวจยทาใหผวจยสามารถพฒนาศกยาภาพในการทาวจยและสามารถนาเอาองคความรทไดจากการวจยมาพฒนาตอยอดใหเปนผลตภณฑเชงพาณชยตอไปในอนาคต นอกจากนนยงไดพฒนาศกยภาพของนกวจยหนาใหมใหสามารถทาวจยไดเองซงจะเปนแนวทางการพฒนาการทาวจยแบบยงยน

สดทายนคณะผวจยขอขอบคณ สาขาวชาวศวกรรมไฟฟา คณะวศวกรรมศาสตรฯ มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม ทใหการสนบสนน เออเฟอและอานวยความสะดวกในทกๆดาน ทงดานสถานท อปกรณตางๆ เพอใชในการดาเนนโครงการวจยดงกลาวจนสาเรจลลวงดวยด

คณะผวจย

สารบญ

หนา

บทคดยอภาษาไทย ............................................................................................................................... ข บทคดยอภาษาองกฤษ .......................................................................................................................... ค กตตกรรมประกาศ ................................................................................................................................. ง สารบญ ................................................................................................................................................. จ สารบญตาราง ....................................................................................................................................... ช สารบญรป ............................................................................................................................................. ซ บทท 1 บทนา ............................................................................................................................................... 1 1.1 วตถประสงคของโครงการวจย ................................................................................................ 3 1.2 ขอบเขตของโครงการวจย ....................................................................................................... 3 1.3 ผลทคาดวาจะไดรบ ................................................................................................................. 3

2 การมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร ......................................................... 4 2.1 บทนา ...................................................................................................................................... 4 2.2 โครงสรางและรปสมการทวไปของเมทรกซคอนเวอรเตอร ...................................................... 4 2.3 การมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรแบบทางออม ........................................................................... 5 2.3.1 การมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรสาหรบแรงดนดานออก ............................................ 7 2.3.2 การมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรสาหรบกระแสดานเขา .............................................. 8 2.3.3 การคานวณคาวฏจกรงานสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร ........................................ 9 2.3.4 การเลอกเวกเตอรและการจดเรยงลาดบ ............................................................... 10

ฉ

บทท หนา 3 การทาใหเปนจรงบนฐานคลนพาหะของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรสาหรบเมทรกซ

คอนเวอรเตอร ............................................................................................................................... 14 3.1 บทนา .................................................................................................................................... 14

3.2 การวเคราะหรปแบบการสวตชสาหรบการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอร .................................. 14 3.3 การพฒนาการมอดเลตความกวางพลสบนฐานคลนพาหะสาหรบเมทรกซ

คอนเวอรเตอร ....................................................................................................................... 21 3.3.1 การมอดเลตบนฐานคลนพาหะสาหรบอนเวอรเตอรสองระดบ .............................. 21 3.3.2 การมอดเลตบนฐานคลนพาหะสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร .............................. 23

3.4 ความสมพนธระหวางการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรและการมอดเลต บนฐานคลนพาหะแบบขวคสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร ............................................... 26 3.4.1 การเลอกแรงดนลาดบศนย .................................................................................... 26 3.4.2 การเลอกเฟสดานเขาเปนจดอางอง ....................................................................... 28 4 การทดสอบการทางานของระบบ .................................................................................................. 31 4.1 บทนา .................................................................................................................................... 31 4.2 ผลการจาลองการทางาน ....................................................................................................... 31 4.3 ผลการทดลองการทางานของระบบจรง ................................................................................ 37 5 สรปผลและขอเสนอแนะ ................................................................................................................ 43 5.1 บทนา .................................................................................................................................... 43 5.2 บทสรป .................................................................................................................................. 43 5.3 ขอเสนอแนะ .......................................................................................................................... 44 รายการอางอง ..................................................................................................................................... 45

ช

สารบญตาราง ตารางท หนา 2.1 รปแบบการสวตชของเมทรกซคอนเวอรเตอร ............................................................................... 5 2.2 การจดเรยงลาดบเวกเตอรของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรกรณใชเวกเตอรศนยเปน“RRR” . 11 2.3 การจดเรยงลาดบเวกเตอรของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรกรณใชเวกเตอรศนยเปน“TTT” . 12 2.4 การจดเรยงลาดบเวกเตอรของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรกรณใชเวกเตอรศนยเปน“SSS” . 13 3.1 การจดเรยงลาดบเวกเตอรของการมอดเลตในงานวจย [3] ........................................................ 15 3.2 การจดเรยงลาดบเวกเตอรของการมอดเลตในงานวจย [4] ........................................................ 16 3.3 การจดเรยงลาดบเวกเตอรของการมอดเลตในงานวจย [11] ...................................................... 18 3.4 การจดเรยงลาดบเวกเตอรของการมอดเลตในงานวจย [6] ........................................................ 19 3.5 การจดเรยงลาดบเวกเตอรของการมอดเลตในงานวจย [9] ........................................................ 19 4.1 ความสมพนธระหวางการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรกบการมอดเลตทนาเสนอ ......................... 42

ซ

สารบญรป

รปท หนา 2.1 โครงสรางอยางงายของเมทรกซคอนเวอรเตอรในรปแบบทางตรง ............................................... 4 2.2 วงจรสมมลของเมทรกซคอนเวอรเตอรสาหรบการมอดเลตแบบทางออมโดยอาศย

แนวคดสวนเชอมโยงไฟตรงเทยม ................................................................................................. 6 2.3 สเปซเวกเตอรของกระแสดานเขาและแรงดนดานออกทใชในการมอดเลต .................................. 6 2.4 การมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรของสวนวงจรเรยงกระแสและวงจรอนเวอรเตอร ......................... 7 2.5 รปแบบการสวตชของเมทรกซคอนเวอรเตอรเทยบกบลกษณะการสวตช

ของวงจรเชอมโยงไฟตรงเทยม ..................................................................................................... 9 2.6 รปแบบการสวตชของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรกรณใชเวกเตอรศนยเปน “RRR” ............. 11 2.7 รปแบบการสวตชของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรกรณใชเวกเตอรศนยเปน “TTT” ............. 12 2.8 รปแบบการสวตชของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรกรณใชเวกเตอรศนยเปน “SSS” .............. 13 3.1 ผลการจาลองการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรงานวจย[3] ............................................................ 17 3.2 ผลการจาลองการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรงานวจย[4] ............................................................ 17 3.3 ขนตอนการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร ....................................... 20 3.4 โครงสรางของอนเวอรเตอร 2 ระดบ .......................................................................................... 21 3.5 การมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะสาหรบอนเวอรเตอร 2 ระดบ ................................................. 22 3.6 รปคลนการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะของอนเวอรเตอรสองระดบ ทสมมลกบวธการมอดเลต

แบบสเปซเวกเตอร ..................................................................................................................... 23 3.7 โครงสรางอยางงายของเมทรกซคอนเวอรเตอร .......................................................................... 23 3.8 การสรางแรงดนอางองจากแรงดนดานออกคาสงในการมอดเลตบนฐานคลนพาหะแบบขวค

สาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร ................................................................................................... 25 3.9 การมอดเลตบนฐานคลนพาหะแบบขวคสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร .................................... 25 3.10 โหมดการมอดเลตบนฐานคลนพาหะแบบขวค ......................................................................... 26 3.11 ลาดบการสวตชเมอเลอกเฟสดานเขาทแตกตางกนเปนจดอางอง

(กรณตวอยาง เมอ R=max, S=mid, T=min)........................................................................ 28 3.12 ขนตอนการมอดเลตบนฐานคลนพาหะเพอสรางรปแบบการสวตชทสมมลกบ

วธการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอร ............................................................................................. 30

ฌ

รปท หนา 4.1 ผลการจาลองการมอดเลตแบบ<1b1u1d> อางองกบเฟสตาสด ............................................... 32 4.2 ผลการจาลองการมอดเลตแบบ<2u1d> อางองกบเฟสสงสด .................................................... 32 4.3 ผลการจาลองการมอดเลตแบบ<1b1u1d> อางองกบเฟสสงสด ............................................... 33 4.4 ผลการจาลองการมอดเลตแบบ<2u1d> อางองกบเฟสตาสด ................................................... 33 4.5 ผลการจาลองการมอดเลตแบบ<1n2d> อางองกบเฟสตาสด ................................................... 34 4.6 ผลการจาลองการมอดเลตแบบ<1n2d> อางองกบเฟสกลาง .................................................... 34 4.7 ผลการจาลองการมอดเลตแบบ <1b1u1d> และ <2u1d> อางองเฟสสงสด

(สมมลกบวธการมอดเลต[4]) ...................................................................................................... 35 4.8 ผลการจาลองการมอดเลตแบบผสมโหมดและเฟสอางอง

(การมอดเลตทไดจากการปรบปรงวธการมอดเลต[3]) ............................................................... 36 4.9 ผลการทดลองการมอดเลตแบบ<2u1d> อางองเฟสสงสด ........................................................ 37 4.10 ผลการทดลองการมอดเลตแบบ<2u1d> อางองเฟสตาสด ..................................................... 37 4.11 ผลการทดลองการมอดเลตแบบ<1n2d> อางองเฟสตาสด ..................................................... 38 4.12 ผลการทดลองการมอดเลตแบบ<1n2d> อางองเฟสกลาง ...................................................... 38 4.13 ผลการทดลองการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะแบบขวคทสมมลกบการมอดเลต

เชงสเปซเวกเตอรในตารางท 3.2 ............................................................................................. 39 4.14 ผลการทดลองการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะแบบขวคทสมมลกบการมอดเลต



เชงสเปซเวกเตอรในตารางท 3.5 ............................................................................................. 41

บทท 1

1.1 บทนา เมทรกซคอนเวอรเตอรคอวงจรอเลกทรอนกสกาลงททาหนาทแปลงไฟฟากระแสสลบจาก

แหลงจายไฟสลบทมความถและขนาดแรงดนคงทไปเปนไฟฟากระแสสลบทสามารถปรบความถ เฟสและขนาดของแรงดนได การควบคมความถและขนาดของแรงดนทตองการจะอาศยการควบคมชวงเวลาการสวตชดวยการกาหนดเมทรกซการมอดเลต(Modulation matrix) ทเหมาะสม เมทรกซคอนเวอรเตอรมคณลกษณะทนาสนใจดงน

1. ไมตองใชอปกรณสะสมพลงงานทาใหวงจรมขนาดเลกและไมมขอจากดอายการใชงานจากอปกรณสะสมพลงงาน

2. แรงดนดานออกสามารถปรบทงขนาด ความถ และเฟสไดอยางอสระ 3. กระแสดานเขาและดานออกมลกษณะเปนรปคลนไซน 4. สามารถควบคมกระแสหรอตวประกอบกาลงทางดานเขาใหเปนไปตามตองการได 5. ทางานในโหมดคนพลงงานได

วธการมอดเลตความกวางพลสโดยอาศยมมมองเชงสเปซเวกเตอรสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร เปนวธการมอดเลตทนยมนามาใชกนอยางแพรหลาย เนองจากวธการมอดเลตดงกลาวไมเพยงอยบนพนฐานของการสรางแรงดนดานออกขณะหนงเทานน แตยงสามารถสรางรปแบบการสวตซทหลากหลาย[1]-[9] ไดอกดวย สาหรบการมอดเลตแบบนการเลอกเวกเตอรและการจดเรยงลาดบจะเปนตวกาหนดรปแบบการสวตชดงนนจงมเทคนคการเลอกเวกเตอรและการจดเรยงลาดบมากมาย[3]-[9] โดยมขอกาหนดหลกๆ คอตวประกอบกาลงดานเขาเทากบหนง ดชนการมอดเลตสงสด จานวนครงการสวตชนอย และการเปลยนสถานการณสวตชเกดขนทละเฟส การมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรทางออมแบบดงเดมในงานวจย [3] มเทคนคการเลอกเวกเตอรศนยทเชอมตอกบเฟสดานเขาทมทงคาแรงดนสงสด คากลาง และคาตาสด ชวงทใชเวกเตอรศนยทมคาแรงดนสงสดจะมการเปลยนสถานะการสวตชพรอมกนสองเฟสทาใหไดจานวนครงการสวตช 10 ครงตอคาบการสวตช ดงนนงานวจย[4] ไดแกไขปญหาดงกลาวโดยไดนาเสนอวธการเลอกเวกเตอรศนยใหมและจดเรยงลาดบเวกเตอรใหมดวยทาใหจานวนครงการสวตชลดลงเหลอ 8 ครงตอคาบการสวตช

2

การเลอกเวกเตอรศนยของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรใน[3]และ[4]จะใหแรงดนโหมดรวมสงดงนนงานวจย [6]จงนาเสนอการเลอกเวกเตอรศนยทเชอมตอกบเฟสดานเขาทมแรงดนเฉพาะคากลางเทานนเพอลดแรงดนโหมดรวม การมอดเลตแบบนจะไดจานวนการสวตชเทากบ 8 ครงตอคาบการสวตชเชนกน แตรปแบบการสวตชจะมเพยงรปแบบเดยวเทานน เมอพจารณาการใชเวกเตอรในงานวจย[3],[4],[6] พบวาจะเลอกใชเวกเตอรทสะทอนถงการใชแรงดนระหวางเฟสขนาดสงและขนาดกลางเปนแรงดนเชอมโยงบสไฟตรงเทยมในการสรางแรงดนดานออกซงจะทาใหการสญเสยทสวตชมคาสง ดงนนงานวจย [7] จงนาเสนอวธใชแรงดนระหวางเฟสขนาดกลางและขนาดตาในการสรางแรงดนดานออกแทน ทาใหสามารถลดการสญเสยจากการสวตชได 15 -35 % แตจะใหคาดชนการมอดเลตสงสดเพยง 0.5 เทานน ดงนนงานวจย[9] ไดนาเสนอการใชเวกเตอรหมนในกรณทแรงดนดานออกมคาดชนมากกวา 0.5 ทาใหดชนการมอดเลตเพมขนเปน 0.866 จะเหนไดวาการมอดเลตแบบนโดยทวไปจาเปนตองอาศยการเลอกเวกเตอรแอกทฟ (Active vector) และเวกเตอรศนย (Zero vector) รวมกบการจดเรยงลาดบเวกเตอรทเหมาะสม ซงจะขนอยกบคากระแสดานเขาและแรงดนดานออก ณ ขณะนน ชวงเวลาการสวตชของสเปซเวกเตอรจะไดจากการคานวณคาวฏจกรงานของทงสวนวงจรเรยงกระแสและวงจรอนเวอรเตอร สดทายจงไดสญญาณขบนาสวตชของสวตชแตละตวจากสถานะการสวตชและชวงเวลาการสวตชของสเปซเวกเตอรทคานวณได ดงนนการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรจะมการคานวณคาวฏจกรงานทมความซบซอนและไมเหนความเชอมโยงโดยตรงกบคาแรงดนทตองการสรางรวมทงตองใชตารางคนหา (Look up table)ในการเลอกเวกเตอรทใชในการมอดเลต ซงจะตองรเซกเตอรของแรงดนดานออกและกระแสดานเขาเสมอ ดงนนงานวจยนจะแสดงใหเหนวาการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะ สามารถสรางรปแบบการสวตชของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร ไดโดยงายในทานองเดยวกบการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรสาหรบอนเวอรเตอร 2 ระดบ[12]-[13] โดยมประเดนทเกยวของดงน

วเคราะหรปแบบการสวตชของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอร o การมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรแบบดงเดม[3] o การมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรอยางเหมาะสม[4] o การมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรแบบปรบปรง[6] o การมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรแบบทางตรง[9]

นาเสนอแนวคดใหมในการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะแบบขวคเพอสรางรปแบบการสวตชของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรโดยการขยายทฤษฎการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะของอนเวอรเตอร 2 ระดบ ทใชมมมองการสรางแรงดนอางองจากแรงดนคาสงและการบวกคา

3

แรงดนลาดบศนยใหสามารถใชกบเมทรกซคอนเวอรเตอรได ซงจะเปนการแสดงใหเหนถงความสมพนธระหวางแรงดนดานออกทตองการกบแรงดนอางองไดโดยตรง

แสดงความสมมลระหวางการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรและการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะแบบขวค o รปแบบการมอดเลต (PWM mode) o ลาดบการสวตช (Switching sequence)

1.2 วตถประสงคของโครงการวจย

เพอสรางรปแบบการสวตชของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอรทใชการมอดเลตบนฐานคลนพาหะแบบขวคซงพฒนาตอยอดจากองคความรเดมของการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะสาหรบอนเวอรเตอร 2 ระดบ โดยวธการมอดเลตทพฒนาขนจะใชการคานวณทนอยและไมซบซอนเมอเทยบกบวธการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอร

1.3 ขอบเขตของโครงการวจย

สรางรปแบบการสวตชของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรทนยมใชในปจจบนสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอรโดยใชการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะแบบขวค

1.4 ผลทคาดวาจะไดรบ 1. ไดตอยอดองคความรของการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะของอนเวอรเตอร 2 ระดบมาใชกบเมท

รกซคอนเวอรเตอร 2. ทราบรปแบบการสวตชของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรทไดรบความนยมในปจจบน 3. เกดการพฒนาวธการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะแบบขวคทใหรปแบบการสวตชเหมอนกบการ

มอดเลตเชงสเปซเวกเตอรแตใชการคานวณนอยและไมซบซอน 4. นาผลการศกษา วจย และพฒนาทได ไปบรณาการกบการเรยนการสอนและการใหบรการทงทาง

ภาคการศกษาและภาคอตสาหกรรม 5. ไดถายทอดองคความรทไดจากการวจยสภาคอตสาหกรรมทเกยวของซงมความสนใจในการผลต

เมทรกซคอนเวอรเตอรในเชงพาณชย 6. ไดฮารดแวรของเมทรกซคอนเวอรเตอรทสามารถนามาใชตอยอดกบงานวจยในอนาคต

บทท 2 การมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรสาหรบเมทรกซคอนเวอร

2.1 บทนา วธการมอดเลตเพอสรางแรงดนดานออกทตองการสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร มดวยกนหลายวธแตวธทไดรบความนยมอยางแพรหลายวธหนงคอการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอร(SVPWM) เนองจากสามารถสรางแรงดนดานออก ณ ขณะหนง และยงใหดชนการมอดเลตมคาสงสดอกดวย

2.2 โครงสรางและรปสมการทวไปของเมทรกซการมอดเลต

เมทรกซคอนเวอรเตอรทมลกษณะโครงสรางดงรปท 2.1 และสามารถแสดงความสมพนธของแรงดนและกระแสทอยในรปแบบทางตรงไดดงสมการท (2.1) และ (2.2)

รปท 2.1 โครงสรางอยางงายของเมทรกซคอนเวอรเตอรในรปแบบทางตรง

11 12 13

21 22 23

31 32 33

u m m m R

v m m m S

w m m m T

(2.1)

11 12 13

21 22 23

31 32 33

T

R u

S v

T w

i m m m i

i m m m i

i m m m i

(2.2)

0 1,ijm 3

1

1,ijj

m

1,2,3 , 1,2,3i j (2.3)

โดยท

, ,R S T คอแรงดนดานเขา ขณะหนง , ,u v w คอแรงดนดานออก ขณะหนง , ,R S Ti i i คอกระแสดานเขา ขณะหนง , ,u v wi i i คอกระแสดานออก ขณะหนง

RST

Ri

Si

Ti wi

ui

viuvw

11m

12m

13m

21m

22m

23m

33m

32m

31m

5

2.3 การมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรแบบทางออม

การมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรทงในรปแบบทางตรงและทางออม จะพจารณาจากสเปซเวกเตอรของแรงดนดานออกของแตละรปแบบการสวตชทแสดงในตารางท 2.1 สเปซเวกเตอรจะมทงหมด 27 รปแบบและสามารถแบงไดเปน 3 กลม ดงนคอ

1. กลมท 1 ซงประกอบดวยเวกเตอรหมน(rotating vectors) 6 เวกเตอร เวกเตอรหมนจะเกดในกรณทแตละเฟสของแรงดนดานออกตอกบแตละเฟสของแรงดนดานเขาทไมซากน

2. กลมท 2 ซงประกอบดวยเวกเตอรสลบ(alternating vectors) 18 เวกเตอร เวกเตอรสลบจะเกดในกรณทสองเฟสของแรงดนดานออกตอกบแรงดนดานเขาทเฟสเดยวกน

3. กลมท 3 เรยกวา เวกเตอรศนย(zero vectors) ซงเปนกรณททงสามเฟสของแรงดนดานออกตอกบแรงดนดานเขาทเฟสเดยวกน

ตารางท 2.1 รปแบบการสวตชของเมทรกซคอนเวอรเตอร

Groups

Switching pattern Output-Input Connection

Switches states U V W

Group I Rotating vectors

1 R S T SRU SSV STW

2 T R S STU SRV SSW

3 S T R SSU STV SRW

4 R T S SRU STV SSW

5 S R T SSU SRV STW

6 T S R STU SSV SRW

Group II

Alternating vectors

7 R T T SRU STV STW

8 S T T SSU STV STW

9 S R R SSU SRV SRW

10 T R R STU SRV SRW

11 T S S STU SSV SSW

12 R S S SRU SSV SSW

13 R R T SRU SRV STW

14 S S T SSU SSV STW

15 S S R SSU SSV SRW

16 T T R STU STV SRW

17 T T S STU STV SSW

18 R R S SRU SRV SSW

19 R T R SRU STV SRW

20 S T S SSU STV SSW

21 S R S SSU SRV SSW

22 T R T STU SRV STW

23 T S T STU SSV STW

24 R S R SRU SSV SRW

Group III Zero vectors

25 R R R SRU SRV SRW

26 S S S SSU SSV SSW

27 T T T STU STV STW

6

วธการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรแบบทางออมจะอาศยวธการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรคานวณคาวฏจกรงานของเมทรกซการมอดเลตจากสวนวงจรเรยงกระแสและสวนวงจรอนเวอรเตอรทเชอมโยงผานแรงดนไฟตรงเทยมดงแสดงในรปท 2.2

รปท 2.2 วงจรสมมลของเมทรกซคอนเวอรเตอรสาหรบการมอดเลตแบบทางออมโดยอาศยแนวคดสวนเชอมโยงไฟตรงเทยม

จากรปท 2.2 สวนของวงจรเรยงกระแสจะทาหนาทควบคมกระแสดานเขาและสวนของวงจรอนเวอเตอรจะทาหนาทควบคมแรงดนดานออก สเปซเวกเตอรของกระแสดานเขาและแรงดนดานออกแสดงไดดงรปท 2.3(a) และ 2.3(b) ตามลาดบ

(a) สเปซเวกเตอรของกระแสดานเขา (b) สเปซเวกเตอรของแรงดนดานออก

รปท 2.3 สเปซเวกเตอรของกระแสดานเขาและแรงดนดานออกทใชในการมอดเลต

RST

Ri

wiSi

ui

vi

Ti

uvw

DCV

1m 3m 5m

2m 4m 6m

7m 9m 11m

8m 10m 12m

Rectifier Stage Inverter Stage

1(011)Vx

y

u

v

w

2 (110)V3(010)V

4 (011)V

5 (001)V6 (101)V

0

7

: (000),

(111)

Zero V

V

*ov

6 ( )RSI

x

y

Ri

Si

Ti

1( )RTI

2 ( )STI

3( )SRI

5 ( )TSI

*ii

0: ( , , )Zero RR SS TTI

4 ( )TRI

7

2.3.1 การมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรสาหรบแรงดนดานออก (วงจรอนเวอรเตอร)

การมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรทาโดยแปลงคาแรงดนดานออกทตองการ( *, *, *u v w ) ไปเปนสเปซเวกเตอร *

ov และเมอพจารณาวา *ov อยในเซกเตอรใด กจะเลอกเวกเตอรแอกทฟ 2 ตวจาก

เวกเตอร 1 2 3 4 5 6V ,V ,V ,V ,V ,V ทประกอบเปนเซกเตอรนนและใชเวกเตอรศนย 0 7V ,V รวมดวย เพอ

สรางแรงดน *ov ทตองการ

(a) การสรางเวกเตอรกระแสดานเขา (b) การสรางเวกเตอรแรงดนดานออก

รปท 2.4 การมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรของสวนวงจรเรยงกระแสและวงจรอนเวอรเตอร

การคานวณหาคาวฏจกรงานตามรปท 2.4(b) เมอทราบแลววาสเปซเวกเตอรทตองการ *ov อย

ในเซกเตอรใด จากนนจงแตกเปนองคประกอบในแนวเวกเตอรทเลอก

*1 1/ 2 1/ 22

*3 0 3 / 2 3 / 2

*

x*o

y

uV

vV

w

v (2.4)

และ

1 2

1 2

cos cos

sin sin

x

y

V V V

V V V

(2.5)

ดงนนจะได

2

1

sin( )

sin( )S v

vv

S

T Vd T Vdc

qd T V

T Vdc

(2.6)

เมอ 2

3

*o

vqVdc

v

คอ ดชนการมอดเลตของวงจรอนเวอรเตอร

v2

βV

i

1I

2I

νI

μI

*ov

*ii

Zid

Zod1Zi u vd d d

1Zod d d 12

xI

yI

d

d

α 1

β 2

V V

V Vd

d

ν 1

μ 2

I I

I I

2V

1V

yV

xVV

8

เมอสเปซเวกเตอรของแรงดนดานออกอยในเซกเตอรท ตามรปท 2.4(b) เราจะไดมม0 60v และ 1 0 , 2 60 องศา ดงนนคาวฏจกรงานจะไดตามสมการท (2.7) โดยจะ

เลอกใช เวกเตอรแอกทฟ 1(100)V และ 2 (110)V ซงจะทาใหไดคาเฉลยของแรงดนเฟสดานออกตาม

สมการท (2.8)

0

sin(60 )

sin( )

1 1 cos( 30 )

v

v v

vv

d d

d d q

d dd

(2.7)

cos( 30 )

cos( 120 )2 2

( ) cos( 30 )

v

v

DC DCv v

v

u d dV V

v d d q

w d d

M

(2.8)

2.3.2 การมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรสาหรบกระแสดานเขา(วงจรเรยงกระแส) ในทานองเดยวกน การมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรสาหรบกระแสดานเขาจะไดคาวฏจกรงาน

ตามสมการท (2.9)

2

1

sin( )

sin( )iS

ii

S

T

d Tq

d T

T

(2.9)

เมอ 2

3

*i

i

DC

qI

i

คอดชนการมอดเลตของวงจรเรยงกระแส

เมอสเปซเวกเตอรของกระแสดานเขาอยในเซกเตอรท ตามรปท 2.4(a) เราจะได

1 30 และ 2 30 องศา ดงนนคาวฏจกรงานจะไดตามสมการท (2.10)โดยมมจะอยในชวง

30 30i ในกรณนเราจะเลอกใชเวกเตอรแอกทฟ 6 ( )RSI และ 1( )RTI ซงจะไดคากระแส

ดานเขาเฉลยตามสมการท(2.11)

0

sin(30 )

sin(30 )

1 1 cos

i

i i

ii

d d

d d q

d dd

(2.10)

9

cos

sin(30 )

sin(30 )

i

R

S

T

i

i DC DC i i DC

i

i d d

i I d I q I

di

M

M

(2.11)

และ

TDC i

R R

V S d d d d S

T T

M (2.12)

2.3.3 การคานวณคาวฏจกรงานสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร

จากแนวคดการมอดเลตแบบทางออมทมองเมทรกซคอนเวอรเตอรเปนเสมอนวงจรเรยงกระแสตออยกบวงจรอนเวอรเตอร ลกษณะการสวตชของวงจรเรยงกระแสและอนเวอรเตอรสามารถแทนดวยลกษณะการสวตชของเมทรกซคอนเวอรเตอรไดดงรปท 2.5 ซงเปนกรณตวอยางการสวตชเมอใชเวกเตอรแอกทฟและเวกเตอรศนย

(a) กรณใชเวกเตอรแอกทฟ

(b) กรณใชเวกเตอรศนย รปท 2.5 รปแบบการสวตชของเมทรกซคอนเวอรเตอรเทยบกบลกษณะการสวตชของวงจรเชอมโยง

ไฟตรงเทยม

RST

Ri

wiSi

ui

vi

Ti

uvw

DCV

RPS SPS TPS

RNS SNS TNS

uPS vPS wPS

uNS vNS wNS

RS 100

RST

Ri

wiSi

ui

vi

Ti

uvw

DCV

RPS SPS TPS

RNS SNS TNS

uPS vPS wPS

uNS vNS wNS

RR 000

R

S

T

u

v

w

uS

vS

wS

Ri

Si

Ti

wi

vi

ui

RSS

R

S

T

u

v

w

uS

vS

wS

Ri

Si

Ti

wi

vi

ui

RRR

10

เมอนาสมการการมอดเลตของวงจรเรยงกระแสและวงจรอนเวอรเตอรทมแรงดนไฟตรง DCV

เปนตวเชอมโยงมาพจารณาจะไดความสมพนธระหวางแรงดนดานเขาและดานออกเปนดงสมการท (2.13)

1

2( )

d d d du d d R

v d d S

w d d T

(2.13)

1 1

2 2( ) ( )

u d d d d

v d d R S d d R T

w d d d d

(2.14)

เมอ

0 0

sin(60 )sin(30 ) /

sin( )sin(30 ) /

sin(60 )sin(30 ) /

sin( )sin(30 ) /

1 /

v i S

v i S

v i S

v i S

S

v i

d d d q T T

d d d q T T

d d d q T T

d d d q T T

d d d d d T T

q q q

(2.15)

2.3.4 การเลอกเวกเตอรและการจดเรยงลาดบ

การเลอกเวกเตอรและการจดเรยงลาดบจะเปนตวกาหนดรปแบบการสวตชดงนนจงมเทคนคการเลอกเวกเตอรและการจดเรยงลาดบมากมาย โดยมขอกาหนดหลกๆ คอตวประกอบกาลงดานเขาเทากบหนง ดชนการมอดเลตสงสด จานวนครงการสวตชนอย และการเปลยนสถานะ การสวตชเกดขนทละเฟส การจดเรยงลาดบเวกเตอรของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรกรณใชเวกเตอรศนยเปน “RRR”แสดงตามตารางท 2.2 เมอสเปซเวกเตอรของแรงดนและกระแสอยในเซกเตอรททงคจะได 1(100), V V 2 (110) V V และ 6 ( ),RS I I 1( )RT I I

11

ตารางท 2.2 การจดเรยงลาดบเวกเตอรของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรกรณใชเวกเตอรศนยเปน “RRR”

Rectifier RS ( 6I )

RS ( 6I )

RR ( 0I )

RT ( 1I )

RT ( 1I )

Inverter 100 ( 1V )

110 ( 1V )

000,111 ( 0,7V )

110 ( 2V )

100 ( 2V )

Space vector RSS RRS RRR RRT RTT Duty cycle / 2d / 2d

0 / 2d / 2d / 2d

การมอดเลตแบบนจะเลอกเวกเตอรศนยทเชอมตอกบเฟสดานเขาทมคาแรงดนสงสด(ซงตอไปนจะเรยกอกวา “เฟสสงสด”) คอ “RRR” การจดเรยงลาดบเวกเตอรตามตารางท 2.2 จะไดรปแบบการสวตชเปนแบบไมสวตช 1 เฟส และจะไดจานวนการสวตช 8 ครงตอคาบการสวตชดงแสดงในรปท 2.6

รปท 2.6 รปแบบการสวตชของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรกรณใชเวกเตอรศนยเปน “RRR”

นอกจากการมอดเลตแบบเลอกเวกเตอรศนยทเชอมตอกบเฟสดานเขาทมคาแรงดนสงสดแลวเรายงสามารถเลอกเวกเตอรศนยทเชอมตอกบเฟสดานเขาทมคาแรงดนตาสด(ซงตอไปนจะเรยกอกวา “เฟสตาสด”) คอ “TTT” และจดเรยงลาดบเวกเตอรใหมแสดงดงตารางท 2.3 การมอดเลตแบบนจะไดรปแบบการสวตชทมการสวตชทกเฟสดงแสดงในรปท 2.7 แตยงคงมจานวนการสวตชเทากบ 8 ครง เหมอนกรณการมอดเลตแบบทใชเวกเตอร“RRR”

. .

R R R R R

u

S R R R T v

Switc

hing

Sign

al

S S R T T w

/ 2Sd T / 2Sd T . 0 / 2Sd T / 2Sd T / 2Sd T

T / 2ST

12

ตารางท 2.3 การจดเรยงลาดบเวกเตอรของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรกรณใชเวกเตอรศนยเปน “TTT”

Rectifier RS ( 6I )

RS ( 6I )

RT ( 1I )

RT ( 1I )

TT ( 0I )

Inverter 100 ( 1V )

110 ( 2V )

110 ( 2V )

100 ( 1V )

000,111 ( 0,7V )

Space vector RSS RRS RRT RTT TTT Duty cycle / 2d / 2d / 2d / 2d 0 / 2d

รปท 2.7 รปแบบการสวตชของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรกรณใชเวกเตอรศนยเปน “TTT”

นอกจากนนการเลอกเวกเตอรศนยทเชอมตอกบเฟสดานเขาทมคาแรงดนเปนคากลาง(ซงตอไปนจะเรยกวา “เฟสกลาง”) คอ “SSS” การจดเรยงลาดบการสวตชเปนดงตารางท 2.4 การมอดเลตแบบนจะไดรปแบบการสวตชทมจานวนการสวตชเทากบ 8 ครงตอคาบการสวตชเชนกนดงแสดงในรปท 2.8

. .

R R R R T

u

S R R T T v

Switc

hing

Sign

al

S S T T T w

/ 2Sd T / 2Sd T . / 2Sd T / 2Sd T 0 / 2Sd T

T / 2ST

13

ตารางท 2.4 การจดเรยงลาดบเวกเตอรของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรกรณใชเวกเตอรศนยเปน “SSS”

Rectifier SS ( 0I )

RS ( 6I )

RS ( 6I )

RT ( 1I )

RT ( 1I )

Inverter 000,111 ( 0,7V )

100 ( 1V )

110 ( 2V )

110 ( 2V )

100 ( 1V )

Space vector SSS RSS RRS RRT RTT Duty cycle 0 / 2d / 2d / 2d / 2d / 2d

รปท 2.8 รปแบบการสวตชของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรกรณใชเวกเตอรศนยเปน “SSS”

. .

S R R R R

u

S S R R T v

Switc

hing

Sign

al

S S S T T w

0 / 2Sd T / 2Sd T / 2Sd T / 2Sd T / 2Sd T

T / 2ST

บทท 3 การทาใหเปนจรงบนฐานคลนพาหะแบบขวคของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอร

สาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร

3.1 บทนา จากบทท 2 ไดแสดงใหเหนการมอดเลตเชงสเปซเวเตอรสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร ซงพบวาวธการดงกลาวมขนทยงยากซบซอน และใชการคานวณคอนขางมาก ดงนนในบทนจะใชวธการมอดเลตบนฐานคลนพาหะทใชการคานวณนอยและมขนตอนงายๆ เพอสรางรปแบบการสวตชทสมมลกบการมอดเลตเชงสเปซเวเตอรในแตละวธทนยมใชในปจจบน โดยในเบองตนจะแสดงการวเคราะหรปแบบการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรทไดรบความนยมในปจจบน จากนนจะแสดงการมอดเลตความกวางพลสบนฐานคลนพาหะสาหรบอนเวอรเตอรสองระดบและพฒนาการมอดเลตความกวางพลสบนฐานคลนพาหะสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร สดทายจะแสดงความสมพนธระหวางการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรกบการมอดเลตบนฐานคลนพาหะสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร 3.2 การวเคราะหรปแบบการสวตชสาหรบการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอร

การมอดเลตแบบนจะอาศยแนวคดทมองเมทรกซคอนเวอรเตอรเปนเสมอนวงจรเรยงกระแสตออยกบวงจรอนเวอรเตอรผานสวนเชอมโยงไฟตรงเสมอน และใชการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรคานวณคาวฏจกรงานของวงจรเรยงกระแสและอนเวอรเตอร ในการมอดเลตแบบนการเลอกเวกเตอรศนยจะเปนตวกาหนดรปแบบการมอดเลต สวนการจดเรยงลาดบเวกเตอรจะเปนตวกาหนดลาดบการสวตช ดงนนรปแบบการสวตชของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรจะขนอยกบการเลอกเวกเตอรและการจดเรยงลาดบในแตละเซกเตอรของแรงดนดานออกและกระแสดานเขา ดงแสดงในรปท 2.4 การมอดเลตในงานวจย [3] มเทคนคการเลอกเวกเตอรและการจดเรยงลาดบเวกเตอรดงแสดงในตารางท 3.1

15

ตารางท 3.1 การจดเรยงลาดบเวกเตอรของการมอดเลตในงานวจย [3] Input

Sector R>T>S R>S>T S>R>T S>T>R T>S>R T>R>S R>T>S

I II III IV V VI

Outp

ut S

ecto

r I

Vector

RSS RTT STT SRR TRR TSS RRS RRT SST SSR TTR TTS RRT SST SSR TTR TTS RRS RTT STT SRR TRR TSS RSS TTT TTT RRR RRR SSS SSS

PWM mode

2u1d 1b1u1d 1n2d 2u1d1b1u1d 1n2d 2u1d 1b1u1d 1n2d

Sequence A X X A X X A X X

Outp

ut S

ecto

r II

Vector

RRS RRT SST SSR TTR TTS SRS TRT TST RSR RTR STS TRT TST RSR RTR STS SRS RRT SST SSR TTR TTS RRS RRR SSS SSS TTT TTT RRR

PWM mode

1n2d 2u1d 1b1u1d 1n2d 2u1d 1b1u1d 1n2d 2u1d1b1u1d

Sequence X X C X X C X X C

หมายเหต รปแบบการสวตชของเซกเตอรแรงดนออกท III และ V จะเหมอนกบ I สวนรปแบบการสวตชของเซกเตอรแรงดนออกท IV และ VI จะเหมอนกบ II

เมอวเคราะหรปแบบการสวตชในตารางท 3.1 พบวามรปแบบการมอดเลต 3 รปแบบ ประกอบดวย <2u1d> <1b1u1d> และ<1n2d> [11] สวนลาดบการสวตชม 2 รปแบบคอแบบ A และ C ในทนสญลกษณ u,d,b,n แทนการมอดเลตแบบขวเดยว(unipolar) แบบขวค(dipolar) แบบสองขว(bipolar) และแบบไมสวตช(non-switching) ตวเลขหนา u,d,b,n แสดงจานวนเฟสทมการมอดเลตในรปแบบนนๆ สวนลาดบการสวตชแบบ A,B,C แทนการสวตชตามลาดบ min max mid, max mid min, mid min max เมอ max = max(R,S,T), mid=mid(R,S,T), min=min(R,S,T) ตามลาดบ สญญลกษณ X หมายถงกรณทลาดบการสวตชไมเปนทงแบบ A , B หรอ C จงไมสามารถสรางไดดวยเทคนคคลนพาหะแบบขวค

16

จากตารางท 3.1 จะเหนไดวาการเลอกเวกเตอรและการจดเรยงลาดบเวกเตอรของงานวจย [3] บางเซกเตอรจะมจานวนการสวตช 10 ครงในหนงคาบ เนองจากมการเปลยนสถานะการสวตชเกดขนพรอมกนสองเฟส (แสดงเปนสแดงในตาราง) เพอแกปญหานงานวจย [4] ไดนาเสนอการลดจานวนครงการสวตชโดยจดเรยงลาดบเวกเตอรใหมและเลอกเวกเตอรศนยใหมใหสอดคลองกนดวย ทาใหการเปลยนสถานะการสวตชเกดขนทละเฟส และจานวนการสวตชลดลงเหลอ 8 ครง ดงแสดงในตารางท 3.2 ผลการจาลองการทางานเมอใชการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรของงานวจย [3] และ[4] แสดงไดดงรปท 3.1 และ 3.2 ตามลาดบ

ตารางท 3.2 การจดเรยงลาดบเวกเตอรของการมอดเลตในงานวจย [4]

Input Sector

R>T>S R>S>T S>R>T S>T>R T>S>R T>R>S R>T>S I II III IV V VI

Outp

ut S

ecto

r I

Vector

RSS RRT STT SSR TRR TTS RRS RTT SST SRR TTR TSS RRT STT SSR TRR TTS RSS RTT SST SRR TTR TSS RRS TTT SSS RRR TTT SSS RRR

PWM mode

2u1d 1b1u1d2u1d 1b1u1d 2u1d 1b1u1d 2u1d 1b1u1d2u1d 1b1u1d 2u1d 1b1u1d

Sequence A C A C A C

Outp

ut S

ecto

r II

Vector

SRS RRT TST SSR RTR TTS RRS TRT SST RSR TTR STS RRT TST SSR RTR TTS SRS TRT SST RSR TTR STS RRS TTT SSS RRR TTT SSS RRR

PWM mode

2u1d 1b1u1d2u1d 1b1u1d 2u1d 1b1u1d 2u1d 1b1u1d2u1d 1b1u1d 2u1d 1b1u1d

Sequence A C A C A C

17

รปท 3.1 ผลการจาลองการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรงานวจย[3]

ในรปท 3.1 เมอพจารณาในสวนขยายสเกลเวลาจะพบวา ในชวงทรปแบบการสวตชเปนแบบ <1n2d> จะมเฟสหนงทมจานวนการสวตชสงกวาเฟสทเหลอ ทาใหจานวนครงการสวตชโดยรวมตอคาบเพมเปน10 ครงสอดคลองตามตารางท 3.1 ในรปท 3.2 จะเหนวา ชวงทเดมเคยมรปแบบการสวตชเปนแบบ1n2d ในรปท 3.1 จะเปลยนเปนแบบ <1b1u1d> และ <2u1d> แทน สอดคลองกบผลการวเคราะหในตารางท 3.2

รปท 3.2 ผลการจาลองการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรงานวจย[4]

Mode 1b1u1d 1111112u1d11111 1n2d

Seq. C A X X

0.02 0.04-400

0

400400Output voltage - u phase [V]

0.02 0.022 0.024 0.026 0.028 0.03 0.032 0.034 0.036 0.038 0.040.04-4

0

4Input current - R phase [A]

0.031 0.036-400

(u) 0

400

0.031 0.036-400

(v) 0

400

0.031 0.032 0.033 0.034 0.035 0.0360.036-400

(w) 0

400

Time[S]

Mode 1b1u1d 1111112u1d11111 1b1u1d 2u1d

Seq. C A C

0.02 0.040.04-400

0


0.02 0.022 0.024 0.026 0.028 0.03 0.032 0.034 0.036 0.038 0.04-4

0


0.031 0.036-400

(u) 0

400

0.031 0.036-400

(v) 0

400

0.031 0.032 0.033 0.034 0.035 0.036-400

(w) 0

400

Time[S]

Tim

e-ex

pand

ed O

utpu

t Vol

tage

Ti

me-

expa

nded

Out

put V

olta

ge

18

ปญหาการเปลยนสถานะการสวตชเกดขนพรอมกนสองเฟสสามารถแกไขไดอกวธหนงโดยการเปลยนการเลอกเวกเตอรทใชและการจดเรยงลาดบเวกเตอรใหมดงแสดงในตารางท 3.3

ตารางท 3.3 การจดเรยงลาดบเวกเตอรของการมอดเลตในงานวจย [11] Input

Sector R>T>S R>S>T S>R>T S>T>R T>S>R T>R>S R>T>S

I II III IV V VI

Outp

ut S

ecto

r I

Vector

RSS RRT STT SSR TRR TTS RRS RST SST STR TTR TRS RRT SST SSR TTR TTS RRS RTT STT SRR TRR TSS RSS TTT TTT RRR RRR SSS SSS

PWM mode

2u1d 1b1u1d 1n2d 2u1d 1b1u1d 1n2d 2u1d 1b1u1d 1n2d

Sequence A B A A B A A B A

Outp

ut S

ecto

r II

Vector

RRR RRT SSS SSR TTT TTS RRT TRT SSR RSR TTS STS RRS TST SST RTR TTR SRS TRS SST RST TTR STR RRS SRS SSS TST TTT RTR RRR

PWM mode

1n2d 2u1d 1b1u1d 1n2d 2u1d 1b1u1d 1n2d 2u1d 1b1u1d

Sequence B C C B C C B C C

นอกจากนน เนองจากวธการมอดเลตในงานวจย[3] และ [4] ใชเวกเตอรศนยทมขนาดแรงดนคาสงสดหรอคากลาง ทาใหแรงดนโหมดรวมมคาสง งานวจย [6] จงเสนอใหเลอกใชเวกเตอรศนยทมขนาดแรงดนคาตาสดแทนทาใหไดรปแบบการใชเวกเตอรดงตารางท 3.4 เมอวเคราะหการใชเวกเตอรในลกษณะน จะเหนรปแบบการมอดเลตเปนแบบ <2u1d> โดยมลาดบการสวตชเปนแบบ A หรอ C ดงแสดงในตารางท 3.4

19


Input Sector


Outp

ut S

ecto

r I

Vector

RSS SSS RRT RRR STT TTT SSR SSS TRR RRR TTS TTT RRS RSS RTT RRT SST STT SRR SSR TTR TRR TSS TTS RRT RRS STT RTT SSR SST TRR SRR TTS TTR RSS TSS RTT RRT SST STT SRR SSR TTR TRR TSS TTS RRS RSS TTT RTT SSS SST RRR SRR TTT TTR SSS TSS RRR RRS

PWM mode 2u1d Sequence A C A C A C

Outp

ut S

ecto

r II

Vector

SRS SSS RRT RRR TST TTT SSR SSS RTR RRR TTS TTT RRS SRS TRT RRT SST TST RSR SSR TTR RTR STS TST RRT RRS TST TRT SSR SST RTR RSR TTS TTR SRS TSS TRT RRT SST TST RSR SSR TTR RTR STS TTS RRS RSS TTT TRT SSS SST RRR RSR TTT TTR SSS STS RRR RSR

PWM mode 2u1d Sequence A C A C A C

เมอพจารณาการใชเวกเตอรในงานวจย[3],[4],[6] พบวาจะเลอกใชเวกเตอรทสะทอนถงการใชแรงดนระหวางเฟสขนาดสงและขนาดกลางเปนแรงดนเชอมโยงบสไฟตรงเทยมในการสรางแรงดนดานออกซงจะทาใหการสญเสยทสวตชมคาสง ดงนนงานวจย [7] จงนาเสนอวธใชแรงดนระหวางเฟสขนาดกลางและขนาดตาในการสรางแรงดนดานออกแทน ทาใหสามารถลดการสญเสยจากการสวตชได 15 -35 % แตจะใหคาดชนการมอดเลตสงสดเพยง 0.5 เทานน ดงนนงานวจย[9] ไดนาเสนอการใชเวกเตอรหมนในกรณทแรงดนดานออกมคาดชนมากกวา 0.5 ทาใหดชนการมอดเลตเพมขนเปน 0.866


Input Sector


Outp

ut S

ecto

r I

Vector

TSS RRS RTT SST SRR TTR TSS TTS RSS RRT STT SSR TRR TTS

TTT,RTS SSS,RST RRR,SRT TTT,STR SSS,TSR RRR,TRS TTT,RTS RTT SST SST TTR TSS RRS RTT RRT STT SSS TRR TTS RSS RRT

Mode 2u1d Seq. B

20

Outp

ut S

ecto

r II

Vector

STS RRS TRT SST RSR TTR STS TTS SRS RRT TST SSR RTR TTS

TTT,TRS SSS,SRT RRR,RST TTT,TSR SSS,STR RRR,RTS TTT,TRS TRT SST RSR TTR STS RRS TRT RRT TST SSR RTR TTS SRS RRT

Mode 2u1d Seq. B

จากแนวทางการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอร สาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอรสามารถแสดงขนตอนการมอดเลตไดดงรปท 3.3

รปท 3.3 ขนตอนการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร

given * * *, , , , ,R S Ti i i u v w .

calculate ,i o i v .

check sectors of the input current

calculate 0, , , ,d d d d d

calculate the references [ ],[ ]P NU U .

use carrier-based PWM to generate the switching

choose the active vector, zero vector

21

รปท 3.3 แสดงขนตอนการมอดเลตเชงสเปซเวกตอรเพอสรางรปแบบการสวตชตามเงอนไขทตองการ จากขนตอนจะเหนไดวาการมอดเลตแบบน จาเปนจะตองรเซกเตอรทงสวนแรงดนดานออกและกระแสดานเขาเสมอ ซงจะเปนขอมลในการเลอกเวกเตอรแอกทฟ (Active vector) และเวกเตอรศนย (Zero vector) รวมกบการจดเรยงลาดบเวกเตอรทเหมาะสม ชวงเวลาการสวตชของสเปซเวกเตอรจะไดจากการคานวณคาวฏจกรงานของทงสวนวงจรเรยงกระแสและวงจรอนเวอรเตอร สดทายจงไดสญญาณขบนาสวตชของสวตชแตละตวจากสถานะการสวตชและชวงเวลาการสวตชของสเปซเวกเตอรทคานวณได ดงนนการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรจะมการคานวณคาวฏจกรงานทมความซบซอนและไมเหนความเชอมโยงโดยตรงกบคาแรงดนทตองการสราง

3.3 การพฒนาการมอดเลตความกวางพลสบนฐานคลนพาหะสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร

3.3.1 การมอดเลตบนฐานคลนพาหะสาหรบอนเวอรเตอรสองระดบ

รปท 3.4 โครงสรางของอนเวอรเตอร 2 ระดบ

a) โครงสรางและรปสมการทวไป อนเวอรเตอร 2 ระดบมลกษณะโครงสรางดงแสดงในรปท 3.4 และสามารถแสดงความสม-

พนธของแรงดนดานออกไดดงสมการท (3.1) - (3.2)

11 12

21 22

31 32

*

*

*

o

ZP

ZN

Z

v

u m m u vv

v m m v vv

w m m w v

3x2M

(3.1)

0 1,ijm 2

1

1,ijj

m

1, 2,3 , 1, 2i j (3.2)

ในทน ,P Nv v คอแรงดนบสไฟตรงดานเขาคาบวกและลบ ตามลาดบ *, *, *u v w คอแรงดน

ดานออกคาสง ijm คอฟงกชนการมอดเลตและ Zv คอแรงดนลาดบศนย

Pv

uS

vS

wS

u

v

wN Pv v

0DCV

22

b) การสรางสญญาณความกวางพลสโดยอาศยคลนพาหะ

การมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะกเปนอกวธหนงทมการนามาใชอยางแพรหลายในอนเวอรเตอร 2 ระดบ การมอดเลตแบบนจะสรางสญญาณขบนาสวตชโดยอาศยสญญาณอางองเปรยบเทยบกบรปคลนพาหะสามเหลยม โดยทวไปรปคลนพาหะและสญญาณอางองมกจะมขนาดหนงหนวย แตในบทความนรปคลนพาหะทใชในการอธบายแนวคดการมอดเลตจะมคาสงสดและตาสดตามคาแรงดนดานเขาหรอแรงดนบสไฟตรงโดยสญญาณอางองจะมคาเทากบแรงดนดานออกทตองการสราง ดงแสดงในรปท 3.5

รปท 3.5 การมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะสาหรบอนเวอรเตอร 2 ระดบ

รปท 3.5 แสดงการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะของอนเวอรเตอร 2 ระดบ จะเหนไดวาการมอดเลตแบบนจะใหรปแบบการมอดเลตทเปนไปไดเพยง 2 รปแบบเทานน คอ แบบไมสวตช (non-switching) และ แบบสองขว (bipolar)

c) การบวกแรงดนลาดบศนย Zv

การมอดเลตทนยมใชอยางแพรหลายสาหรบอนเวอรเตอร 2 ระดบคอการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอร ดงนนในทนจะเลอกแรงดนลาดบศนย Zv ทใหรปแบบการสวตชเหมอนกบการมอดเลต

เชงสเปซเวกเตอรซงจะไดตามสมการท (3.3) และสามารถแสดงผลการจาลองไดดงรปท 3.6

max , , min , ,

2mid , ,

2

P NZ

v u v w v u v wv

u v w

(3.3)

รปท 3.6 แสดงรปคลนของปรมาณตางๆในการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะ ผลการจาลองแสดงใหเหนวาการบวกแรงดนลาดบศนยตามสมการท (3.3) ในการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะ จะใหรปแบบการสวตชเหมอนกบวธการมอดเลตของสเปซเวกเตอร แตวธการมอดเลตแบบนจะใชการคานวณนอยและไมซบซอนเมอเทยบกบวธการมอดเลตแบบสเปซเวกเตอร

1

0Bipolar (b)

Switc

hing

Signa

l

Nv

Pv

*o Zv v

DCV *ov

Non-switching (n)

*o Zv v

*o Zv v

23

รปท 3.6 รปคลนการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะของอนเวอรเตอรสองระดบ ทสมมลกบวธการมอดเลตแบบสเปซเวกเตอร

3.3.2 การมอดเลตบนฐานคลนพาหะสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร a) โครงสรางของเมทรกซคอนเวอรเตอรและสมการทวไป

รปท 3.7 โครงสรางอยางงายของเมทรกซคอนเวอรเตอร

0.04 0.06 -400

0

400Com m and output vo l tage [V] (vo*)

0.04 0.06 -200

0

200Zero vo l tage[V] (vz)

0.04 0.06 -400

0

400Reference vo l tage [V] (vo*+vz)

0.04 0.042 0.044 0.046 0.048 0.05 0.052 0.054 0.056 0.058 0.06-400

0

400 Output vo l tage - u phas e [V]

S

0.051 0.053 -400

0

400Tim e-expanded Output vol tage - u phas e [V]

0 .051 0.053 -400

0

400Tim e-expanded Output vol tage - v phas e [V]

0.051 0.0512 0.0514 0.0516 0.0518 0.052 0.0522 0.0524 0.0526 0.0528 0.053-400

0

400Tim e-expanded Output vo l tage - w phas e [V]

Tim e[S]

R

S

T

u

v

w

uS

vS

wS

Ri

Si

Ti

wi

vi

ui

24

11 12 13

21 22 23

31 32 33

*

*

*

Z

Z

Z

u m m m R u v

v m m m S v v

w m m m T w v

M

M

o i

o iv v

v v (3.4)

11 12 13

21 22 23

31 32 33

T

R uT

S v

T w

T

i m m m i

i m m m i

i m m m i

M

M

i o

i o

i i

i i (3.5)

0 1,ijm 3

1

1,ijj

m

1, 2,3 , 1, 2,3i j (3.6)

ในทน , ,R S T และ *, *, *u v w คอแรงดนดานเขาและคาสงแรงดนดานออก ณ ขณะหนง M คอเมทรกซการมอดเลต zv คอแรงดนลาดบศนย , ,R S Ti i i และ , ,u v wi i i คอกระแสดานเขาและกระแสดานออกตามลาดบ

b) การสรางสญญาณความกวางพลสโดยอาศยคลนพาหะแบบขวคสาหรบเมทรกซคอน

เวอรเตอร แมวาการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะแบบขวคจะมผนาเสนอมากมายเพอสรางสญญาณขบ

นาสวตช โดยทวไปจะมองการมอดเลตแบบนเปนแคเทคนคหรอเครองมอในการสรางสญญาณขบนาสวตชเทานน จงไมสามารถแสดงใหเหนพฤตกรรมในเชงการสรางแรงดนและความสมพนธระหวางแรงดนดานออกทตองการกบสญญาณอางองไดโดยงาย ดงนนหวขอนจะนาเสนอแนวคดในการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะแบบขวค โดยจะแสดงใหเหนถงพฤตกรรมในเชงการสรางแรงดนอางอง

,P Nu u จากแรงดนคาสงและการบวกคาแรงดนลาดบศนย ,ZP ZNv v ซงสามารถแสดงความสมพนธได

ตามสมการท (3.7) และ (3.8) * * *o P Nv u u (3.7)

Z ZP ZNv v v (3.8)

25

(a) (b) (c) (d)

รปท 3.8 การสรางแรงดนอางองจากแรงดนดานออกคาสงในการมอดเลตบนฐานคลนพาหะ แบบขวคสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร

รปท 3.8 แสดงการสรางแรงดนอางองจากแรงดนดานออกคาสงในการมอดเลตบนฐานคลนพาหะแบบขวค ซงสามารถอธบายคราวๆ ไดดงน แรงดนดานออกคาสง *

ov ตามรปท 3.8(a) จะถก

แบงออกเปน 2 สวนคอแรงดนคาสงคาบวก *Pu ซงสรางจากบสบวกและแรงดนคาสงคาลบ *

Nu ซง

สรางจากบสลบ แสดงตามรปท 3.8(b) เมอบวกแรงดนลาดบศนย ZPv และ ZNv ทเหมาะสมตามรปท

3.8(c) จะทาใหแรงดนอางอง Pu และ Nu เลอนขนหรอลงอยในตาแหนงทตองการและผลรวมของ

แรงดนทงสองคา( P Nu u )จะสะทอนการบวกแรงดนลาดบศนยกบแรงดนดานออก( *o Zv v )ใน

ลกษณะเดยวกนกบการมอดเลตของอนเวอรเตอร 2 ระดบ และเมอนาแรงดนอางอง Pu และ Nu มา

ทาเปนคาปทสถานจะไดสญญาณอางอง PU และ NU ทใชเปรยบเทยบกบคลนพาหะแบบขวคขนาดหนงหนวยตามรปท 3.8(d) สญญาณอางอง PU และ NU ททาใหเกดรปแบบการมอดเลตสมมลกบการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรในตารางท 3.1-3.5 สามารถแสดงไดดงรปท 3.9

รปท 3.9 การมอดเลตบนฐานคลนพาหะแบบขวคสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร

*ov

R

S

T

ZPv*Pu

R

S

TZNv

R

S

T

1

0

1

PU

NU

*Nu

Pu

Nu

PU

NU NUNU

PUPU

NU

PU

101

1

0

1

non switching (n)

unipolar switching (u)

dipolar switching (d)

bipolar switching (b)

swit

chin

g

sign

als

T

S

R

26

จากรปท 3.9 จะเหนไดวามมมองการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะแบบขวคทนาเสนอไดขยายทฤษฎการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะของอนเวอรเตอรสองระดบ ทใชแนวคดการสรางแรงดนอางองจากแรงดนคาสงและการบวกคาแรงดนลาดบศนย ลกษณะดงกลาวเปนการแสดงใหเหนถงพฤตกรรมในเชงการแปลงแรงดนและความสมพนธระหวางแรงดนดานออกทตองการกบแรงดนอางองไดโดยตรง 3.4 ความสมพนธระหวางการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรและการมอดเลตบนฐานคลนพาหะแบบขวคสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร การสรางสญญาณขบนาสวตชของการมอดเลตแบบนจะใชสญญาณอางอง PU และ NU

เปรยบเทยบกบคลนพาหะ 2 ตว ดงแสดงในรปท 3.10 สญญาณอางอง PU และ NU ทใชเพอใหเกดรปแบบการมอดเลตและลาดบการสวตชสมมลกบการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรในตารางท 3.1-3.5 คานวณไดจากคาแรงดนคาสงและแรงดนดานเขา ณ ขณะหนงดงตอไปน

รปท 3.10 โหมดการมอดเลตบนฐานคลนพาหะแบบขวค

3.4.1 การเลอกแรงดนลาดบศนย เมทรกซการมอดเลตในสมการท (3.4) สามารถเขยนใหมไดดงสมการท (3.9) โดยท 0M คอ

เมทรกซทกาหนดแรงดนลาดบศนย

0 0ijm M M M M (3.9)

เมอ

2 2 2

1

Tu R

v SR S T

w T

M และ 0

X Y Z

X Y Z

X Y Z

M

[ ]NU

Z

X

1

0

1<1b1u1d> <1n2d><2u1d><3d>

[ ]PU

27

โดยทคาพารามเตอร X,Y,Z จะมคาอยระหวางคาสงสดและตาสดในแตละคอลมมของ M เนองจากM คอคาวฏจกรงานซงจะตองมคาเปนบวกและ 0 1 M เสมอ ดงนนคา X,Y,Z จะตองเปนไปตามสมการท (3.10)

11 21 31 11 21 31

12 22 32 12 22 32

13 23 33 13 23 33

min( , , ) 1 max( , , )

min( , , ) 1 max( , , )

min( , , ) 1 max( , , )

1

m m m X m m m

m m m Y m m m

m m m Z m m m

X Y Z

(3.10)

จากรปท 3.10 สามารถหาคา , ,X Y Z ของเมทรกซแรงดนลาดบศนยททาใหเกดรปแบบการมอดเลตตางๆเหมอนกบการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรแสดงไดดงสมการท(3.11)-(3.13)

a) <2u1d> PWM เพอลดจานวนครงของการสวตชสามารถเลอกเมทรกซแรงดนลาดบศนยไดตามสมการท

(3.8) ในกรณนจะไดการมอดเลตแบบ <2u1d> ซงทาใหเกดการมอดเลตแบบขวเดยวสาหรบเฟสสงสดและตาสด และเกดการมอดเลตแบบขวคสาหรบเฟสกลาง

11 21 31

13 23 33

min( , , )

1

min( , , )

X m m m

Y X Z

Z m m m

(3.11)

b) <1n2d> PWM

การมอดเลตทสาคญอกแบบหนงคอ <1n2d> เมทรกซแรงดนลาดบศนยจะเปนไปตามสมการท (3.12) การมอดเลตแบบนจะใหจานวนครงของการสวตชเทากบกรณ <2u1d> ในการเลอกแคลมปเฟสดานออกจะพจาณาจากขนาดของแรงดนดานเขาสงสดและตาสด

ถา max( , , )R R S T เฟส ‘u’ จะถกแคลมปใหมคาเทากบเฟส ‘R’

ZPu u v R , 11 21 31

13 23 33

1 max( , , )

1

min( , , )

X m m m

Y X Z

Z m m m

. (3.12-A)

แตถา max( , , )T R S T เฟส ‘w’ จะถกแคลมปใหมคาเทากบเฟส ‘T’

ZNw w v T , 11 21 31

13 23 33

min( , , )

1

1 max( , , )

X m m m

Y X Z

Z m m m

. (3.12-B)

28

c) <1b1u1d> PWM นอกจากการมอดเลตแบบ <2u1d>และ<1n2d> แลวสามารถเลอกใหการมอดเลตปนแบบ <1b1u1d> ไดดวย โดยการเลอกเมทรกซแรงดนลาดบศนยตามสมการท (3.13) การมอดเลตแบบ<1b1u1d> จะมลกษณะเหมอนกบ<2u1d> แต<2u1d>จะเปนทพงประสงคมากกวาเนองจากไมมการเปลยนสถานะการสวตชจากเฟสสงสดเปนเฟสตาสดโดยตรง(การสวตชแบบสองขว)

11 21 31

12 22 32

min( , , )

min( , , )

1

max( , , )

X m m m

Y m m m

Z X Y

if R R S T

หรอ 12 22 32

13 23 33

1

min( , , )

min( , , )

max( , , )

X Y Z

Y m m m

Z m m m

if T R S T

(3.13)

จากสมการท (3.11-3.13) แสดงใหเหนวา การมอดเลตแบบ <1n12d> และ <1b1u1d> จะตองตรวจสอบขนาดของแรงดนดานเขาเฟสสงสดและตาสดเสมอเพอเปนขอมลประกอบการเลอกคาเมทรกซแรงดนลาดบศนย แตการมอดเลตแบบ <2u1d> ไมตองตรวจสอบคาดงกลาว

3.4.2 การเลอกเฟสดานเขาเปนจดอางอง การเลอกเฟสดานเขาเปนจดอางองทแตกตางกน(คากลางของรปคลนพาหะ)ในการมอดเลตจะทาใหไดลาดบการสวตชแตกตางกน 3 ลกษณะคอ แบบ A,B,C ดงแสดงในรปท 3.11 สญญาณอางอง PU และ NU ทใชเปรยบเทยบกบคลนพาหะทใหลาดบการสวตชเปนแบบ A,B,C จะเปนดงสมการท (3.11)-(3.13)

a) mid-phase ref. b) max-phase ref. c) min-phase ref. (ลาดบแบบ B) (ลาดบแบบ A) (ลาดบแบบ C)

รปท 3.11 ลาดบการสวตชเมอเลอกเฟสดานเขาทแตกตางกนเปนจดอางอง (กรณตวอยาง เมอ R=max, S=mid, T=min)

13-m

11m

13m

12-m

12m

11-m

R

S

T

T

R

S

S

T

R

RST

RST

RST

29

a) เฟสสงสดเปนเฟสอางอง (max-phase reference)

สาหรบการอางองเฟสสงสดจะไดลาดบการสวตช min max mid ดงแสดงในรปท 3.11b) และจะเหมอนกบรปแบบการสวตชแบบ A ดงแสดงในตารางท 3.1-3.5

13 13

23 23

33 33

[ ] 0,P

m Z m

U m Z m

m Z m

12 12

22 22

32 32

[ ] 0N

m Y m

U m Y m

m Y m

(3.14)

b) เฟสกลางเปนเฟสอางอง (mid-phase reference)

ลาดบการสวตชแบบ B ในตารางท 3.1-3.5 สามารถทาใหเปนจรงไดโดยใชเฟสกลางเปนเฟสอางองลาดบการสวตชแบบนจะมการเปลยนสถานะการสวตชทสวยงามโดยจะเปลยนจากคาสงเปนคากลางและคาตา ตามลาดบ ดงแสดงในรปท 3.11a)

11 11

21 21

31 31

[ ] 0,P

m X m

U m X m

m X m

13 13

23 23

33 33

[ ] 0N

m Z m

U m Z m

m Z m

(3.15)

c) เฟสตาสดเปนเฟสอางอง (min-phase reference)

จากการเลอกเฟสตาสดเปนจดอางองสามารถสรางลาดบการสวตชแบบ C ได ในกรณนจะมการเปลยนสถานะการสวตชจากเฟสสงสดเปนเฟสตาสดโดยตรงเหมอนกบกรณเฟสสงสดเปนเฟสอางอง

12 12

22 22

32 32

[ ] 0,P

m Y m

U m Y m

m Y m

11 11

21 21

31 31

[ ] 0N

m X m

U m X m

m X m

(3.16)

จากสมการท (3.14)-(3.16) ชใหเหนวาการเปลยนลาดบการสวตชสามารถทาไดโดยงายดวยวธการมอดเลตทนาเสนอเพยงแคเปลยนสญญาณอางอง [Up] และ [Un] จากคอลมมเมทรกซการมอ-ดเลตทเหมาะสม อาทเชน สาหรบลาดบการสวตชแบบ A สญญาณอางอง [Up] และ [Un] จะไดจากคอลมมท 3 และ 2 ของเมทรกซการมอดเลต หรอกรณลาดบการสวตชแบบ B สญญาณอางอง [Up] และ [Un] จะไดจากคอลมมท 1 และ 3 ของเมทรกซการมอดเลต

30

จากขนตอนวธการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะแบบขวคเพอสรางรปแบบการสวตชของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอร สามารถแสดงไดดงรปท 3.12

รปท 3.12 ขนตอนการมอดเลตบนฐานคลนพาหะเพอสรางรปแบบการสวตชทสมมลกบ วธการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอร

อลกอรทมของการทาใหเปนจรงบนฐานคลนพาหะของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอรทแสดงดงรปท 3.12 สามารถสรปไดวา รปแบบการสวตชของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรทยงยากซบซอนและใชการคานวณคอนขางมาก สามารถทาใหเปนจรงไดโดยงายดวยการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะแบบขวค

given * * *, , , , ,R S Ti i i u v w .

calculate UM M .

determine the PWM mode and the zero-voltage matrix OM .

calculate 0 M M M .

select the reference phase, and determine the references [ ],[ ]P NU U

use double-carrier-based dipolar PWM to generate the switching

บทท 4

การทดสอบการทางานของระบบ

4.1 บทนา จากบทท 3 ไดแสดงใหเหนการพฒนาการมอดเลตบนฐานคลนพาหะของอนเวอรเตอรสองระดบมาเปนการมอดเลตบนฐานคลนพาหะแบบขวคสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร นอกจากนนยงไดแสดงใหเหนความสมพนธระหวางการมอดเลตบนฐานคลนพาหะและการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอร โดยแรงดนลาดบศนยทเลอกจะเปนตวกาหนดรปแบบการมอดเลต สวนการเลอกเฟสดานเขาเปนจดอางองจะเปนตวกาหนดลาดบการสวตช ลกษณะดงกลาวทาใหใหสามารถสรางรปแบบการสวตชไดตามทตองการ ดงนนเพอยนยนแนวคดทไดนาเสนอในบทนจะแสดงผลการจาลองการทางานและการทดสอบจรง 4.2 ผลการจาลองการทางาน

การจาลองการทางานเพอทดสอบทฤษฎทไดนาเสนอจะกาหนดใหโหลดมคา 10R 20L mH ความถดานออก 100 Hz ดชนการมอดเลตสงสด (q=0.866) และตวประกอบกาลงดาน

เขาเทากบหนง ในการจาลองจะเลอกเมทรกซแรงดนลาดบศนยทเหมาะสมเพอสรางรปแบบการมอดเลตแบบตางๆรวมกบการเลอกเฟสดานเขาเปนจดอางอง

รปท 4.1-4.6 คอผลการจาลองเมอเปลยนการมอดเลตแบบตางๆโดยการเลอกเมทรกซแรงดนลาดบศนยและการเปลยนเฟสอางอง ผลการจาลองชใหเหนวา คาเฉลยของแรงดนดานออกและกระแสดานเขาเหมอนกนทงกรณการมอดเลตแบบ <1b1u1d>PWM <2u1d>PWM และ <1n2d>PWM อยางไรกตามรายละเอยดของรปคลนหรอลาดบการสวตชในสวนขยายสเกลเวลาจะตางกนเมอเฟสทใชอางองตางกน กรณอางองเฟสกลางจะไดการเปลยนสถานะจากคาแรงดนสงสดเปนคากลางและตาสดตามลาดบ แตในกรณอางองเฟสสงสดหรอตาสดจะไดการเปลยนสถานะคาแรงดนสงสดเปนตาสดโดยตรง

32

รปท 4.1 ผลการจาลองการมอดเลตแบบ<1b1u1d> อางองกบเฟสตาสด

รปท 4.2 ผลการจาลองการมอดเลตแบบ<2u1d> อางองกบเฟสสงสด

0.04 0.06-400

0


0.04 0.044 0.048 0.052 0.056 0.06-20

0


-400

(u) 0

400

-400

(v) 0

400

0.054 0.0544 0.0548 0.0552 0.0556 0.056-400

(w) 0

400

Time [S]

0.04 0.06-400

0


0.04 0.044 0.048 0.052 0.056 0.06-20

0


-400

(u) 0

400

-400

(v) 0

400

0.054 0.0544 0.0548 0.0552 0.0556 0.056-400

(w) 0

400

Time[S]

Tim

e-ex

pand

ed O

utpu

t vol

tage

[V]

Tim

e-ex

pand

ed O

utpu

t vol

tage

[V]

33

รปท 4.3 ผลการจาลองการมอดเลตแบบ<1b1u1d> อางองกบเฟสสงสด

รปท 4.4 ผลการจาลองการมอดเลตแบบ<2u1d> อางองกบเฟสตาสด

0.04 0.06-400

0


0.04 0.044 0.048 0.052 0.056 0.06-20

0


-400

(u) 0

400

-400

(v) 0

400

0.054 0.0544 0.0548 0.0552 0.0556 0.056-400

(w) 0

400

Time [S]

0.04 0.06-400

0


0.04 0.044 0.048 0.052 0.056 0.06-20

0


-400

(u) 0

400

-400

(v) 0

400

0.054 0.0544 0.0548 0.0552 0.0556 0.056-400

(w) 0

400

Time [S]

Tim

e-ex

pand

ed O

utpu

t vol

tage

[V]

34

รปท 4.5 ผลการจาลองการมอดเลตแบบ<1n2d> อางองกบเฟสตาสด

รปท 4.6 ผลการจาลองการมอดเลตแบบ<1n2d> อางองกบเฟสกลาง

0.04 0.06-400

0


0.04 0.044 0.048 0.052 0.056 0.06-20

0


-400

(u) 0

400

-400

(v) 0

400

0.054 0.0544 0.0548 0.0552 0.0556 0.056-400

(w) 0

400

Time [S]

0.04 0.06-400

0


0.04 0.044 0.048 0.052 0.056 0.06-20

0


-400

(u) 0

400

-400

(v) 0

400

0.054 0.0544 0.0548 0.0552 0.0556 0.056-400

(w) 0

400

Time [S]

Tim

e-ex

pand

ed O

utpu

t vol

tage

[V]

Tim

e-ex

pand

ed O

utpu

t vol

tage

[V]

35

รปท 4.7 เปนผลการจาลองเพอแสดงใหเหนวารปแบบการมอดเลตสามารถเปลยนแปลงไดในเชงเวลาจรงโดยงาย หากพจารณา ณ ชวงการเปลยนรปแบบการมอดเลตจะพบวาลกษณะรปคลน PWM ของแรงดนดานออกเปลยนแปลงอยางรวดเรวตามรปแบบทกาหนดแตคาเฉลยของแรงดนยงคงเปนรปคลนไซนเหมอนเดมจงไมเกดภาวะชวครในกระแสไหลแตอยางใด ทงนการเปลยนแปลงรปแบบการมอดเลตแบบนเปนวธการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอร ทไดนาเสนอในงานวจย [4] รปท 4.8 เปนผลการจาลองเพอแสดงใหเหนวาทงรปแบบการมอดเลตและเฟสอางองสามารถเปลยนแปลงไดในเชงเวลาจรงอยางราบรนตามทตองการ ผลของ การจาลองในรปท 4.8 คอรปแบบการสวตชทไดจากการปรบปรงวธการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรของงานวจย [3] โดยการรกษาจานวนการสวตชไวท 8 ครง จากผลการจาลองพบวาการเปลยนแปลงรปแบบการมอดเลตและเฟสอางองเกดขนอยางทนท โดยทคาเฉลยของแรงดนดานออกไมไดเปลยนแปลง ผลการจาลองในรปท 4.7 และ 4.8 ยงแสดงใหเหนวาการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรสามารถทาไดโดยอาศยคลนพาหะแบบขวคแทนการคานวณเชงสเปซเวกเตอร ทยงยากซบซอน

รปท 4.7 ผลการจาลองการมอดเลตแบบ <1b1u1d> และ <2u1d> อางองเฟสสงสด (สมมลกบวธการมอดเลต[4])

0.04 0.06-400

0


0.04 0.044 0.048 0.052 0.056 0.06-20

0


-400

(u) 0

400

-400

(v) 0

400

0.051 0.052 0.053 0.054 0.055 0.056-400

(w) 0

400

Time [S]

Mode 1b1u1d 1111112u1d11111 1b1u1d 2u1d Ref. max-phase

Tim

e-ex

pand

ed O

utpu

t vol

tage

[V]

36

Mode 1b1u1d 1111112u1d11111 1n2d Ref. max-phase min-phase mid-phase

รปท 4.8 ผลการจาลองการมอดเลตแบบผสมโหมดและเฟสอางอง (การมอดเลตทไดจากการปรบปรงวธการมอดเลต[3])

0.04 0.06-400

0


0.04 0.044 0.048 0.052 0.056 0.06-20

0


-400

(u) 0

400

-400

(v) 0

400

0.051 0.052 0.053 0.054 0.055 0.056-400

(w) 0

400

Time [S]

Tim

e-ex

pand

ed O

utpu

t vol

tage

[V]

37

4.3 ผลการทดลองการทางานของระบบจรง รปท 4.9-4.16 คอผลการทดลองการทางานทใชอลกอรทมการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะ

แบบขวคเพอสรางรปแบบการสวตชทสมมลกบการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอร ในทนกาหนดใหโหลด

R=50, L=34mH ความถดานออก100Hz ดชนการมอดเลต q= 0.8 และตวประกอบกาลงดานเขาเทากบหนง(PF=1)

Output voltage : [250V/div], Time : [5ms/div]

Time-expanded output voltage : [250V/div], Time : [200us/div]

รปท 4.9 ผลการทดลองการมอดเลตแบบ<2u1d> อางองเฟสสงสด



รปท 4.10 ผลการทดลองการมอดเลตแบบ<2u1d> อางองเฟสตาสด

u

v

w

u

v

w

u

u

38



รปท 4.11 ผลการทดลองการมอดเลตแบบ<1n2d> อางองเฟสตาสด



รปท 4.12 ผลการทดลองการมอดเลตแบบ<1n2d> อางองเฟสกลาง

ผลการทดลองในรปท 4.9 – 4.12 คอผลการทดลองทใหรปแบบการสวตชเพยงรปแบบเดยวเทานนแตเมอนารปแบบการสวตชดงกลาวมาผสมกนอยางเหมาะสมตามเซกเตอรของกระแสดานเขาและแรงดนดานออกจะไดรปแบบการสวตชทสมมลกบการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรดงแสดงในรปท 4.13-4.14 จากผลการทดลองในรปท 4.13 จะเหนไดวา รปแบบการสวตชทไดจะมความสอดคลองกบการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรในตารางท 3.2 และเหมอนกบผลการจาลองในรปท 3.1 สวนผลการทดลองในรปท 4.14 กจะเหนรปแบบการสวตชทสอดคลองกบการมอดเลตในตารางท 3.1 และ

u

v

w

u

u

v

w

u

39

เหมอนกบผลการจาลองในรปท 3.2 เชนกน ยกเวนชวงการมอดเลตแบบ 1n2d ทไดมการปรบเปลยนเพอลดจานวนการสวตชใหเหลอ 8 ครงตอคาบ

Output voltage – u phase : [250V/div], Time : [2ms/div]

Input current – R phase : [2A/div], Time : [2ms/div]

Time-expanded output voltage : [250V/div],Time : [500us/div]

รปท 4.13 ผลการทดลองการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะแบบขวคทสมมลกบการมอดเลตเชงสเป-ซเวกเตอรในตารางท 3.2




รปท 4.14 ผลการทดลองการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะแบบขวคทสมมลกบการมอดเลตเชงสเป-

ซเวกเตอรในตารางท 3.3

2u1d max ref.

1n2d min ref.

1b1u1d min ref.

1n2d mid ref.

2u1d max ref.

1b1u1d max ref.

2u1d min ref.

1b1u1d min ref.

40

รปแบบการสวตชของวธการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรของทงสองกรณนนเปนแบบโหมดผสมโดยจะขนอยกบเซกเตอรของกระแสดานเขาและแรงดนดานออก ณ ขณะนน ดงนนการใชวธการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะเพอสรางรปแบบการสวตชทสมมลกบการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอร จงจาเปนจะตองรเซกเตอรของกระแสดานเขาและแรงดนดานออกดวยเพอจะสรางรปแบบการสวตชไดอยางถกตอง อยางไรกตามในกรณทการมอดเลตมเพยงรปแบบเดยว อาทเชนในกรณของงานวจย[3] ตามตางรางท 3.4 จะมการมอดเลตแบบ 2u1d เทานน กรณนหากใชวธการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะจะไมตองอาศยขอมลของเซกเตอรกระแสดานเขาและแรงดนดานออก แตเพยงแคเลอกใช เมทรกซแรงดนลาดบศนยตามสมการท (3.11) เทานน ลกษณะดงกลาวจะทาใหสามารถลดขนตอนในการมอดเลตลงได นอกจากนนยงทาใหการมอดเลตงายขนดวย ผลการทดลองทสมมลกบรปแบบการสวตชของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรในตารางท 3.4 สามารถแสดงไดดงรปท 4.15




Output currents: [1A/div], Time : [2ms/div]


2u1d max ref.

2u1d min ref.

2u1d min ref.

41

รปท 4.15 คอผลการทดสอบทสมมลกบการมอดเลตในงานวจย[6] การมอดเลตแบบนจะเปนแบบ <2u1d> PWM และอางองกบเฟสสงสดสลบกบเฟสตาสด และเมอพจารณารปคลนแรงดนในสวนขยายสเกลเวลาจะพบวาแรงดนดานออกจะเปลยนสถานะจากเฟสสงสดเปนตาสดโดยตรง ลกษณะดงกลาวทาใหคาระลอกของกระแสดานออกมคาสง




Output currents: [1A/div], Time : [2ms/div]


รปท 4.16 คอผลการทดสอบการมอดเลตทสมมลกบงานวจย[9] การมอดเลตแบบนจะเปนแบบ <2u1d> PWM เหมอนกบงานวจย [6] แตจะอางองกบเฟสกลาง และเมอพจารณารปคลนแรงดนในสวนขยายสเกลเวลาจะพบวาแรงดนดานออกจะเปลยนสถานะจากเฟสสงสดเปนคากลางและตาสด โดยไมมการเปลยนแปลงแรงดนจากเฟสสงสดเปนตาสดโดยตรงเหมอนกบงานวจย[6] ลกษณะดงกลาวทาใหระดบการเปลยนแปลงแรงดนนอยกวาสงผลใหคาระลอกของกระแสดานออกมคาตากวา นอกจากนนหากพจารณารปแบบการสวตชของการมอดเลตแบบนจะพบวามความสมมลกบงานวจย [10]

2u1d mid ref.

42

จากผลการทดลองสามารถสรปไดวาการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรทยงยากซบซอนและใชการคานวณคอนขางมากสามารถทาใหเปนจรงไดโดยงายดวยการมอดเลตบนฐานคลนพาหะแบบขวคซงจะมลกษณะเหมอนกบกรณอนเวอรเตอรสองระดบ[12]-[13] และจากการวเคราะหรปแบบการสวตชของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรซงเปนทรจกกนดและพฒนาการมอดเลตบนฐานคลนพาหะแบบขวคเพอสรางรปแบบการสวตชทสมมลกบการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรจะไดความสมพนธของวธการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรดงแสดงในตารางท 4.1

ตารางท 4.1 ความสมพนธระหวางการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรกบการมอดเลตทนาเสนอ

SVPWM Methods

PWM mode Reference phase Look up table Modulation

index Max Mid Min with CBPWM Borojevic[3]

<2u1d>+ <1b1u1d>+

<1n2d> * * *

0.866

Nielsen[4]

<2u1d>+ <1b1u1d>

* *

0.866

Enjeti[6] <2u1d> * * 0.866 Helle[7] <2u1d> * 0.5 Sato[9] <2u1d> * 0.866

บทท 5

สรปผลและขอเสนอแนะ

5.1 บทนา

งานวจยนนาเสนอการทาใหเปนจรงบนฐานคลนพาหะของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอร โดยไดวเคราะหรปแบบการสวตชของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรทรจกกนดและนยมใชในปจจบน นอกจากนนยงไดนาเสนอแนวคดใหมในการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะแบบขวคเพอสรางรปแบบการสวตชของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรโดยการขยายทฤษฎการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะของอนเวอรเตอร 2 ระดบ ทใชมมมองการสรางแรงดนอางองจากแรงดนคาสงและการบวกคาแรงดนลาดบศนยใหสามารถใชกบเมทรกซคอนเวอรเตอรได ซงจะเปนการแสดงใหเหนถงความสมพนธระหวางแรงดนดานออกทตองการกบแรงดนอางองไดโดยตรง และสดทายไดแสดงความสมมลระหวางการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรและการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะแบบขวคทนาเสนอ ผลจากการวจยสามารถสรปเปนประเดนตางๆไดดงน

5.2 บทสรป

ผลการวเคราะหรปแบบการสวตชเชงสเปซเวกเตอรชใหเหนวาการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรแบบดงเดม[3] และการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรอยางเหมาะสม[4] จะเปนแบบโหมดผสม โดยรปแบบการสวตชจะขนอยกบเซกเตอรของกระแสดานเขาและแรงดนดานออก ณ ขณะนน ดงนนการใชวธการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะเพอสรางรปแบบการสวตชทสมมลกบการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรดงกลาว จาเปนจะตองรเซกเตอรของกระแสดานเขาและแรงดนดานออกดวยเพอจะสรางรปแบบการสวตชไดอยางถกตอง อยางไรกตามในกรณทการมอดเลตมเพยงรปแบบเดยว อาทเชนในกรณของการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรแบบปรบปรง[6] และ การมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรแบบทางตรง[9]จะมการมอดเลตแบบ 2u1d เทานน กรณนหากใชวธการมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะทนาเสนอจะไมตองอาศยขอมลของเซกเตอรกระแสดานเขาและแรงดนดานออก แตเพยงแคเลอกใชเมทรกซแรงดนลาดบศนยทเหมาะสมเทานน ลกษณะดงกลาวจะทาใหสามารถลดขนตอนในการมอดเลตลงได นอกจากนนยงทาใหการมอดเลตงายขนดวย

การมอดเลตโดยอาศยคลนพาหะแบบขวคเพอสรางรปแบบการสวตชทสมมลกบการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรเปนวธการทเหมาะสม เนองจากการมอดเลตดงกลาวไมเพยงแตจะใหรปแบบการสวตชทสมมลกบการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรเทานน แตยงสามารถแสดงใหเหนถงความสมพนธอยางงายระหวางแรงดนอางองกบแรงดนดานออกทตองการอกดวย แรงดนอางองดงกลาวสามารถกาหนดไดจากฟงกชนการมอดเลตโดยตรงจงทาใหเหนพฤตกรรมของการมอดเลตในเชงการสรางแรงดนและกระแสไดอยางชดเจน

44

นอกจากนนการมอดเลตแบบนยงสามารถสะทอนใหเหนการสรางสญญาณอางองในลกษณะทคลายคลงกบอนเวอรเตอร 2 ระดบซงเปนการพฒนาขยายองคความรเดมจากทฤษฎการมอดเลตของอนเวอรเตอร 2 ระดบไปยงเมทรกซคอนเวอรเตอร

วธการมอดเลตทนาเสนอสามารถสรางการมอดเลตความกวางพลสในเชงเวลาจรงทหลากหลายและครอบคลมวธการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรท นยมใชในปจจบน อลกอรทมการมอดเลตทไดนาเสนอจะม 2 ขนตอน คอ 1) บวกแรงดนลาดบศนยเพอกาหนดรปแบบการมอดเลตทตองการ 2) กาหนดลาดบการสวตชดวยการเลอกเฟสดานเขาเปนจดอางอง ผลการทดลองแสดงใหเหนวา อลกอรทมการมอดเลตทไดนาเสนอสามารถทาใหเปนจรงไดโดยงาย และทฤษฎมความถกตองใชงานไดจรงในเชงปฏบต

5.3 ขอเสนอแนะ

แมวาผลการจาลองและการทดลองการทางานจะแสดงใหเหนไดอยางชดเจนวาวธการมอดบนฐานคลนพาหะแบบขวคทไดนาเสนอสามารถสรางรปแบบการสวตชทหลากหลายและครอบคลมรปแบบการสวตชในการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรวธตางๆ ทนยมใชในปจจบน ตามวตถประสงคของการวจย อยางไรกตามยงมสงทตองปรบปรงบางประการทควรพจารณาศกษาและวจยเพมเตมเพอใหการมอดเลตเชงสเปซเวกเตอรสาหรบเมทรกซคอนเวอรเตอรมความสมบรณมากยงขนดงน

การสรางสญญาณขบนาสวตชของการมอดเลตทนาเสนอจะใช FPGA รวมกบบอรดประมวลผลเชงดจทล TMSLF2407 ซงมวงจรสรางสญญาณ PWM 2 ตวรองรบการมอดเลตแบบขวคไดพอด อยางไรกตามในการมอดเลตเชงสเปซเวกตอรแบบดงเดมของงานวจย[3] จะใชเวลาคอนขางมากเนองจากมรปแบบการมอดเลตหลายรปแบบซงจะเปลยนแปลงไปตามเซกเตอร ดงนนเพอจะสรางรปแบบการสวตชไดอยางถกตองจาเปนจะตองรเซกเตอรของกระแสดานเขาและแรงดนดานออก ทาใหใชเวลาการประมวลผลคอนขางมาก ซงบางครงบอรดประมวลผลเชงดจทล TMSLF2407 ไมสามารถรองรบได

เอกสารอางอง [1] P. W. Wheeler et al., “Matrix converters: A technology review,” IEEE Trans. Ind.

Electron., vol. 49, no. 2, pp. 276-288, 2002. [2] J. Rodriguez, M. Rivera, J.W. Kolar, P.W. Wheeler, “A review of control and

modulation methods for matrix converters,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol.59, no.1, pp. 58-70, 2012.

[3] L. Huber and D. Borojevic, “Space vector modulated three-phase to three-phase matrix converter with input power factor correction,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 31, no. 6, pp. 1234-1246, 1995.

[4] P. Nielsen et al, “Space vector modulated matrix convener with minimized number of switchings and a feed foward compensation of input voltage unbalance,” in Proc. of PEDES, pp. 833-839, 1996.

[5] K. B. Larsen, A. H. Jorgensen, L. Helle, and F. Blaabjerg, “Analysis of symmetrical pulse width modulation strategies for matrix converters,”in Proc. IEEE PESC, vol. 2, pp. 899–904, 2002.

[6] H. J. Cha and P. N. Enjeti, “An approach to reduce common-mode voltage in matrix converter,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 39, no. 4, pp. 1151-1159, 2003.

[7] L. Helle et al, “Evaluation of modulation schemes for three-phase to three-phase matrix converters,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 51, no. 1, pp. 158-171, 2004.

[8] C. Klumpner, F. Blaabjerg, I. Boldea, and P. Nielsen, “New modulation method for matrix converters,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 42, no. 3, pp. 797–806, May/Jun. 2006.

[9] Y. Tadano et al, “Direct space vector PWM strategies for three-phase to three-phase matrix converter,” in Proc. of PCC-Nagoya, pp. 1064-1071, 2007.

[10] A. Odaka et al, “A PAM control method for matrix converter based on virtual AC/DC/AC conversion method,” IEEJ Trans. IA., vol. 126, no. 9, pp. 1185-1192, 2006.

[11] P. Kiatsookkanatorn and S. Sangwongwanich, “A unified PWM method for matrix converters and its carrier-based realization using dipolar modulation technique,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 59, no. 1, pp. 80-92, Jan. 2012.

[12] V. Blasko, “Analysis of a hybrid PWM based on modified space-vector and triangle-comparison method,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 33, pp. 756–764, May/June 1997.

[13] K. Zhou and D. Wang, “Relationship between space-vector modulation and three-phase carrier based PWM: A comprehensive analysis,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 49, no. 1, pp. 186–196, Feb. 2002.

ปก - RMUTSBresearch.rmutsb.ac.th/fullpaper/2559/255924060565.pdf · ค Name: Asst. Prof. Dr....

Documents

Transcript of ปก - RMUTSBresearch.rmutsb.ac.th/fullpaper/2559/255924060565.pdf · ค Name: Asst. Prof. Dr....