Luận văn Thiết kế bộ lọc cho đầu ra của các bộ biến đổi để giảm dao động cho truyền động điện thay đổi tốc độ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG.. 
Luận văn 
Thiết kế bộ lọc cho đầu ra của các 
bộ biến đổi để giảm dao động cho 
truyền động điện thay đổi tốc độ 
 1 
MỤC LỤC 
 Trang 
 LỜI MỞ ĐẦU .............................................................................................. 1 
 CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ BIẾN TẦN ...................... 2 
 1.1. CÁC BỘ BIẾN TẦN SỬ DỤNG TRONG TĐĐ .................................. 2 
 1.1.1. Định nghĩa và phân loại ...................................................................... 2 
 1.2. BIẾN TẦN TRỰC TIẾP ........................................................................ 3 
 1.2.1. Biến tần trực tiếp một pha ................................................................... 4 
 1.2.2. Biến tần trực tiếp ba pha ..................................................................... 5 
 1.2.3. Điều khiển biến tần trực tiếp ............................................................... 6 
 1.3. BIẾN TẦN GIÁN TIẾP ......................................................................... 8 
 1.3.1. Biến tần gián tiếp nguồn dòng ............................................................ 9 
 1.3.1.1. Biến tần nguồn dòng một pha .......................................................... 9 
 1.3.1.2. Biến tần nguồn dòng ba pha ............................................................ 10 
 1.3.2. Biến tần nguồn áp ............................................................................... 14 
 1.3.2.1. Biến tần nguồn áp một pha ............................................................. 15 
 1.3.2.2. Biến tần nguồn áp ba pha ................................................................ 26 
 1.3.3. Biến tần chỉnh độ rộng xung PWM ................................................... 27 
 1.3.3.1. Cơ sở điều chỉnh độ rộng xung ....................................................... 27 
 1.3.3.2. Nguyên tắc điều khiển ..................................................................... 28 
 1.3.3.3. Bộ biến tần điều chỉnh độ rộng xung ba pha dùng IGBT ............... 31 
 1.4. SỰ CẦN THIẾT CỦA CÁC BỘ BIẾN TẦN TRONG TĐĐ .............. 34 
 1.4.1. Sự cần thiết của biến tần trong công nghiệp ...................................... 34 
 1.4.2. Biến tần- tiết kiệm điện năng ............................................................. 35 
 1.4.3. Sơ đồ tổng quát của hệ thống TĐĐ dùng biến tần 
 và các luật điều khiển ......................................................................... 38 
 2 
 CHƢƠNG 2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ LỌC ................................ 42 
 2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................... 42 
 2.2. BỘ LỌC TÍCH CỰC ............................................................................ 44 
 2.3. BỘ LỌC THỤ ĐỘNG .......................................................................... 44 
 2.3.1. Bộ lọc rẽ nhánh .................................................................................. 47 
 2.3.2. Bộ lọc thụ động kiểu nối tiếp ............................................................. 49 
 2.3.3. Bộ lọc thông thấp ............................................................................... 50 
 2.3.4. Bộ lọc tụ C.......................................................................................... 51 
 2.4. BỘ LỌC SỐ .......................................................................................... 52 
 2.4.1. Hệ thống IIR ....................................................................................... 53 
 2.4.1.1. Cấu trúc dạng trực tiếp của bộ lọc IIR ............................................ 53 
 4.1.1.2. Cấu trúc dạng nối tiếp của bộ lọc IIR ............................................. 55 
 4.1.1.3. Cấu trúc dạng song song của bộ lọc IIR ......................................... 55 
 2.4.2. Hệ thống FIR ...................................................................................... 56 
 2.4.2.1. Cấu trúc dạng trực tiếp của bộ lọc FIR ........................................... 57 
 2.4.2.2. Cấu trúc dạng nối tiếp của bộ lọc FIR ............................................ 57 
 2.4.2.3. Cấu trúc mạch lọc FIR pha tuyến tính ............................................ 58 
 CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG .................... 59 
 3.1. LỰA CHỌ KIỂU BỘ LỌC ................................................................... 59 
 3.1.1. Phân tích sự phản hồi điện áp trên đường tín hiệu ............................. 59 
 3.1.2. Quá trình phản hồi điện áp ................................................................. 60 
 3.1.3. Ảnh hưởng thời gian tăng xung của PWM ........................................ 61 
 3.1.4. Lựa chọn kiểu bộ lọc .......................................................................... 64 
 3.2. THIẾT KẾ BỘ LỌC ............................................................................. 64 
 3.3. SO SÁNH VÀ THÍ NGHIỆM .............................................................. 69 
 3.3.1. So sánh ............................................................................................... 69 
 3.3.2. Thiết kế bộ lọc RC cho thiết bị đầu cuối của động cơ ....................... 70 
 3.3.3. Kết quả thí nghiệm ............................................................................. 71 
 3 
 3.4. MÔ PHỎNG .......................................................................................... 72 
 KẾT LUẬN .................................................................................................. 79 
 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 80
 4 
LỜI MỞ ĐẦU 
Trong nền công nghiệp hiện đại, các thiết bị điều khiển hay những bộ 
điều tốc có vai trò rất quan trọng. Những thiết bị này không những việc đáp 
ứng được những yêu cầu khắt khe trong điều khiển mà còn tạo được những 
tiện ích ngoài mong muốn cho nhà sản xuất. Quá trình sử dụng những thiết bị 
biến đổi này ngoài mang lại những hiệu quả kỳ diệu thì cũng có những yếu 
điểm khiến nhà sản xuất và các nhà khoa học phải suy nghĩ, đó là khi sử dụng 
những thiết bị này cùng với nhiều dạng tải đã gây ra trên lưới điện những 
sóng hài bậc cao không mong muốn. Việc hạn chế những sóng hài này là rất 
khó khăn, cho đến khi bộ lọc cho đầu ra của những thiết bị biến đổi này được 
ra đời. Trong đồ án tốt nghiệp em trình bày dưới đây chỉ xét đến bộ lọc cho 
đầu ra của biến tần. Bộ lọc này ngoài việc hạn chế những sóng hài bậc cao, nó 
còn giúp tiết kiệm điện năng trong quá trình sản xuất nhằm đem lại hiệu quả 
cao nhất. 
Đề tài thiết kế bộ lọc cho đầu ra của những bộ biến đổi còn khá mới 
mẻ đối với sinh viên chúng em. Để nghiên cứu đề tài này đòi hỏi phải tìm tòi, 
nghiên cứu không chỉ những tài liệu trong nước mà còn có những tài liệu 
nước ngoài. Tuy nhiên với sự giúp đỡ của thầy giáo GS TSKH Thân Ngọc 
Hoàn em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp này với một kết quả khả quan. 
Cuối cùng em xin cảm ơn các thầy cô trong khoa điện- điện tử, ngành 
điện công nghiệp và đặc biệt là thầy giáo GS TSKH Thân Ngọc Hoàn đã tận 
tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. 
Hải Phòng, Ngày 10 Thánh 10 Năm 2011 
Sinh viên thực hiện 
Đỗ Đức Tùng 
 5 
CHƢƠNG 1 
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ BIẾN TẦN 
1.1. CÁC BỘ BIẾN TẦN DÙNG TRONG TĐĐ 
1.1.1. Định nghĩa, phân loại biến tần 
Trong thực tế sử dụng điện năng ta cần thay đổi tần số của nguồn 
cung cấp, các bộ biến tần được sử dụng rộng rãi trong truyền động điện, trong 
các thiết bị đốt nóng bằng cảm ứng, trong thiết bị chiếu sang 
Nhờ các bộ chuyển mạch điện tử ta có thể biến đổi tần số của lưới 
điện. Người ta chia bộ biến tần thành hai loại: 
- Bộ biến tần trực tiếp (Hình 1.1): biến đổi tần số đầu vào f1 thành tần 
số ra f2 bằng cách thức đóng cắt dòng xoay chiều tần số f1. Nói chung f2 < f1. 
Thuật ngữa tiếng Anh bộ biến tần trực tiếp là: Cycloconverter. 
Hình 1.1. Biến tần trực tiếp. 
Biến tần trực tiếp 
 6 
- Biến tần gián tiếp (Bộ nghịch lưu) Hình 1.2. Trong bộ nghịch lưu 
dòng điện một chiều (f1 = 0) được chuyển mạch để tạo nên tần số f2. Thuật 
ngữ tiếng Anh bộ nghịch lưu là Inverter. 
Hình 1.2. Bộ nghịch lưu. 
1.2. BIẾN TẦN TRỰC TIẾP 
Bộ biến tần trực tiếp được tạo nên từ hai nhóm bộ biến đổi nối song 
song ngược nhau. Dạng song điện áp u và dòng điện I trên tải được biểu diễn 
như trên hình vẽ. 
Ta nhận thấy công suất tức thời trên tải p = u.i biến thiên theo bốn giai 
đoạn. Trong các giai đoạn mà dòng điện i cùng chiều với điện áp u, kết quả 
p = u.i > 0, bộ biến đổi làm việc ở chế độ chỉnh lưu. 
 U~ 
 f1 Biến tần f2 
Hình 1.3. Biến tần trực tiếp tổng quát.
 7 
1.2.1. Biến tần trực tiếp một pha 
 P Lcb 
 Zt 
 N 
Hình 1.4. Bộ biến tần trực tiếp một pha. 
Các bộ chuyển mạch hai nửa chu kỳ gồm hai nhóm: nhóm dương ký 
hiệu P và nhóm âm ký hiệu N. Các thyristor được mồi không trễ (góc mở α = 
0), nghĩa là P được coi như nhóm chỉnh lưu diode. Tải nhận được cả hai nửa 
chu kỳ của điện áp nguồn với biên độ điện áp vì tải thuần trở nên điện áp 
trùng pha với dòng điện. Khi tăng góc mở thì điện áp ra tiến tới không. 
- Sự làm việc của các nhóm bị khóa: 
Trên sơ đồ Hình 1.4 ta nhận thấy nếu tiristor của nhóm dương P và 
nhóm âm N dẫn đồng thời sẽ xảy ra ngắn mạch nguồn. Để tránh tình trạng 
này ta có thể đặt thêm cuộn kháng san bằng giữa các nhóm để hạn chế dòng 
điện chạy vòng qua các nhóm hoặc tiến hành điều khiển sao cho nhóm này 
không thể mồi khi nhóm kia chưa bị khóa. 
Muốn có điện áp ra mong muốn, các khoảng dẫn của các nhóm sẽ 
không đều nhau. Để tạo nên điện áp ra gần hình sin nhất, cần điều chỉnh góm 
mở khác nhau. Do sự trễ của dòng điện tải, khoảng dẫn của các nhóm chỉnh 
lưu và nghịch lưu khác nhau. Nhóm sẽ ngừng dẫn khi dòng điện tải ngược 
chiều. Theo dạng sóng điện áp sự chuyển đổi của nhóm chirng lưu và nghịch 
 8 
lưu là tức thời. Trong thực tế cần một khoảng thời gian chết để đảm bảo dòng 
điện ngừng hẳn, thyristor trở về trạng thái bị khóa trước khi bắt đầu mồi nhóm 
kia. 
Có thể chỉnh điện áp ra bằng cách chỉnh góc mở. Tuy nhiên khi đó 
các điều hòa bậc cao sẽ tăng thêm. 
1.2.2. Bộ biến tần trực tiếp ba pha 
 Nguồn ba pha 
 Za Zb Zc 
Hình 1.5. Bộ biến tần trực tiếp ba pha hình tia p = 3 
Hình 1.5 trình bày sơ đồ biến tần trực tiếp ba pha có cỉ số đập mạch 
bậc ba và 18 thyristor cung cấp cho tải ba pha. Các nhóm biến đổi nối hình 
tia. 
Điện áp ra cực đại của bộ biến tần có chỉ số đập mạch p là: 
p
UU phamx
sin20 (1.1) 
Biên độ điện áp ra này phụ thuộc vào góc mở α: 
cossin20
p
p
UU pha (1.2) 
Khi bộ biến tần ba pha trực tiếp có p = 3cung cấp cho tải ba pha đối 
xứng, dòng điện ra đối xứng rõ rệt. Dạng sóng trong trường hợp tỉ số biến tần 
 9 
4/1 và cos = 0,707. Giả thiết dòng điện tải hình sin, tuy nhiên thực tế nó 
chứa các điều hòa bậc cao. Dòng điện tải trong tưng chu kỳ không giống 
nhau, có chứa điều hòa cơ bản chậm so với điện áp và chứa các điền  ... 3.15) 
Công thức (3.15) giải quyết từ công thức (3.10) đến (3.12) với sự suy 
giảm của 3dB lượng tần số cắt ωc: 
Lf = 0,2mH (0,017 pu) (3.16) 
Cf = 0,075F (0,00012 pu) (3.17) 
Trong đó: 
1 pu điện áp = 120v; 
1 pu kVA = 10kVA; 
1 pu dòng điện = 27.78A; 
1 pu trở kháng = 4,32Ω 
1 pu tần số= 60Hz; 
1 pu cảm kháng = 11,45mH; 
1 pu dung kháng = 614,0 F. 
Tác dụng của việc thiết kế bộ lọc được thể hiện thông qua mô phỏng 
bằng cách sử dụng Pspice cho một động cơ 460V-5kVA-2kHz ASD ứng với 
30m cáp. Những tham số tập trung để nêu tính chất của cáp. Hình 3.5 cho 
thấy xung đầu ra của biến tần đến thiết bị đầu cuối của động cơ mà không có 
bộ lọc. Ta thấy rằng thời gian tăng áp là rất nhanh, xung ra bao gồm hai dạng 
sóng và quá áp thiết bị đầu cuối của động cơ. Hình 3.6 cho thấy tác dụng của 
khi đưa bộ lọc vào đầu ra của bộ biến tần, giảm quá áp và làm chậm thời gian 
tăng tới hạn là 2,5s. Để chứng minh thiết kế bộ lọc cho đầu ra của biến tần 
được thực nghiệm ở mục sau, và thiệt hại được đưa ra trong bảng 3.1, các chi 
tiết kỹ thuật dẫn dài cáp được cho ở bảng 3.2. 
 71 
Hình 3.7. Mạch tương đương với tận cùng bộ lọc. 
 (a) (b) 
 (c) (d) 
 (e) 
Hình 3.8. Phản hồi sóng lặp đi lặp lại ở thiết bị đầu cuối của động cơ tại cuối 
bộ lọc. 
Bảng 3.1: Thông số của bộ lọc cho 30m cáp THHN14 AWG, 190Q, fs = 
2kHz. 
Thành phần bộ lọc Đầu ra bộ lọc thông 
thấp 
Động cơ phía cuối bộ 
lọc R-C 
R 190Ω (43,98pu) 65Ω 
C 0,075F (0,0012pu) 0,075F 
L 0,2mH (0,017pu) 
Tổn hao 3ph 450V, 5hp 90w (0,009pu) 78w 
 72 
Bảng 3.2: Thông số kỹ thuật của cáp dài. 
Kích 
thƣớc 
AWG 
Chi tiết 
số/O.D. 
(inches) 
Độ dày vỏ 
cách ly 
PVC 
(inches) 
Đƣờng 
kính vỏ 
bọc 
(inches) 
Xấp xi 
đƣờng 
kính ngoài 
(inches) 
Khả năng 
tải của 
THWN ở 
75
o
14 19/.015 .015 .004 .115 15 
3.3. SO SÁNH VÀ THÍ NGHIỆM 
3.3.1. So sánh 
Quá áp ở thiết bị đầu cuối của động cơ có thể giảm đáng kể nếu tăng 
trở kháng. Trong phần này, các phương trình sóng phản hồi do loạt bộ lọc RC 
ngăn chặn sẽ được trình bày. 
Hình 3.7 một mạch tương đương của cáp cho bởi điện cảm, điện dung 
nhỏ mà hữu hạn. Hài dòng điện và điện áp lần lược được phụ trách bởi các 
điện cảm và điện dung, bắt đầu từ nguồn ở hình 3.8. 
E1 = Z0i1 (3.18) 
và sóng phản hồi bởi 
e2 = - Z0i2 (3.19) 
tổng điện áp ngang qua bộ lọc RC là er và dòng chạy suốt bộ lọc là ir 
er = e1 + e2 (3.20) 
và 
ir = i1 + i2 (3.21) 
Ban đầu, tại thời điểm t= 0, điện áp trên tụ bằng 0, khi đó điện áp trên 
tụ không thể đột ngột thay đổi. Như vậy, tại thời điểm t = 0, hài điện áp gặp 
phải chỉ là một thành phần điện trở và phản hồi điện áp được cho bởi: 
0
0
12
ZR
ZR
ee
 (3.22) 
 73 
Ta sử dụng công thức (3.22) như một điều kiện giới hạn và giả định hài 
điện áp đầu tiên của e1 được hiểu là e1 =E, phương trình điện áp phản hồi có 
thể được bắt nguồn và phát hiện được công thức (3.5). 
CRZ
t
e
ZR
Z
EEe 0.
2
0
0
2 (323) 
Sau đó, các giải pháp chấm dứt điện áp tổng trên toàn thiết bị đầu cuối 
của động cơ là: 
 er = e1 + e2 

 
CRZ
t
e
ZR
Z
EE 0
0
022 (3.24) 
3.3.2. Thiết kế bộ lọc RC cho thiết bị đầu cuối của động cơ 
Các nguyên tắc chính để xác định được các giá trị thích hợp của R và 
C cho bộ lọc của thiết bị đầu cuối động cơ là kết quả của sóng phản hồi đầu 
tiên. 
Ta sẽ sử dụng công thức (3.22), tình trạng này sẽ kết thúc nếu R=Z0. 
Bước tiếp theo là xã định giá trị của C, giả sử khi sóng thứ hai tới thiết bị đầu 
cuối của động cơ sau thời điểm 3tt, tầm ảnh hưởng của e2 ít hơn 0,2E, hoặc 
quá áp 20%. Vì vậy ta sẽ sử dụng công thức (3.23) 
CRZ
t
e
ZR
Z
EEe 0.
2
0
0
2 
E2,0 (3.25) 
Tính (3.25) ta tìm được C 
 8,0ln2
.3
0Z
CLl
C
ccc
 (3.26) 
Rút gọn (3.26), sử dụng công thức (3.2) dãn tới 
14876,0
ccClC (3.27) 
 74 
Với cáp có chiều dài 30m và với các tham số được đưa ra trong phụ 
lục A, các giá trị điện dung cần tìm là C= 6,722 nF. Có thể sử dụng được giá 
trị lớn hơn của C và sẽ tiếp tục giảm quá áp trên các thiết bị đầu cuối của 
động cơ. Kết quả của việc thiết kế được chứng minh ở phần sau. 
3.3.3. Kết quả thí nghiệm 
 (a) 
 (b) 
Hình 3.9. 5hp-460V-2kHz ASD với 30m cáp. [1]- điện áp 
đầu ra của biến tần; [2]- thiết bị đầu cuối của động cơ khi 
không có bộ lọc; [3]- thiết bị đầu cuối của động cơ khi có 
bộ lọc: (a)- bộ lọc, (b)- bộ lọc thiết bị đầu cuối 
Hình 3.9 trình bày các kết quả thử nghiệm từ động cơ cung cấp với 
5hp-460V-2kHz ASD qua 30m cáp. Các cáp dẫn được xâu thành chuỗi dọc 
theo một hành lang dài để ngăn chặn nối bổ sung. Hình 3.9(a) cho thấy xung 
 75 
điện áp đầu ra của biến tần [1], các thiết bị đầu cuối của động cơ không có bộ 
lọc [2], thiết bị đầu cuối của động cơ với đầu ra của biến tần được thiết kế 
thêm bộ lọc [3]. Bộ lọc thông thấp đầu ra của biến tần hoạt động để làm giảm 
dv
dt
 (làm chậm thời gian tăng tới hạn ≈ 2,5s), do đó giảm được quá áp do phản 
hồi điện áp tại thiết bị đầu cuối của động cơ. So sánh hai hình 3.9(a) và (b) ta 
có thể thấy rằng cả hai bộ lọc dẫn dài đều có tác dụng làm giảm quá áp ở thiết 
bị đầu cuối của động cơ, tuy nhiên tổn hao hơn một chút so với bộ lọc đầu ra 
của biến tần, như đã biết ở bảng 2- cho thấy quy mô thời gian khác nhau sử 
dụng ở hình 3.9(a) và (b) để minh họa đầy đủ quá áp tại thiết bị đầu cuối của 
động cơ trước và sau khi áp dụng bộ lọc. 
3.4. MÔ PHỎNG 
Mô phỏng mạch lọc thông thấp đáp ứng phẳng tối đa với fc = 1kHz, suy 
hao 20dB, tại f = 3GHz, R0 = 50Ω. 
 Ta có: 
21
2
3
1 
c

 Số bậc của mạch lọc N ≥ 2 số bậc mạch lọc là 3. 
Ta có thông số mạch thông thấp là: 
C1 = g1 = 1 
L2 = g2 = 2 
C3 = g3 = 1 
RL = gn+1 = 1 
Áp dụng phép giải chuẩn hóa trở kháng và tần số, ta có giá trị của các 
phần tử như sau: 
 Chuẩn hóa các giá trị ta có: 
pF
R
C
C
c
18,3
10.2.50
1
9
0
1'
1 
 
 76 
nH
LR
L
c
9,15
10.2
2.50
9
20'
2 
 
pF
R
C
C
c
18,3
10.2.50
1
9
0
3'
3 
 
Ta tiến hành vẽ trên Orcad: 
Hình 3.10. Sơ đồ mạch tổng quát 
Kết quả mô phỏng bằng Orcad: 
Hình 3.11: Kết quả mô phỏng bằng Orcad 
 77 
Chuẩn các giá trị ta có: 
998,010.2.50.10.18,3..
997,1
50
10.2.9,15.
912
0
'
9
0
'
 
 
c
c
RCC
R
L
L
Hình 3.12. Cấu trúc mạch thực 
5,1
997,0
1
1
1
12 
L
n 
5,1.
9955,2997,1.5,1.
0
2
'2
0
ZnZ
LnZ
L
 Giải chuẩn hóa trở kháng ta được: 
1,50
998,0
5050
7550.5,1
77,14950.9955,20
C
Z
Z
Z
c
L 
 Với R = 50Ω: 
33056,1
9,4
11,0
23,0
19,4
19,4
2
19,4
60
50 2
1
 A 
 3449,5
9,450
60 2
B 
 78 
 7606,1
9,4
61,0
39,01344,5ln
9,4.2
19,4
1344,5.2ln1344,5
2
 h
w
 mmw 065,16,0.7606,1 
2
1
101
2
1
2
1
w
hee
re

 
 7,3
7606.1
1
101
2
19,4
2
19,4 2
1
s
mVp
8
8
10.558,1
7,3
10.3
 mm
f
V
l
c
p
48,19
10.8
10.558,1
.88 9
8

 Với Z0 = 150 
 65,3
9,4
11,0
23,0
19,4
19,4
2
19,4
6
150 2
1
 A 
 208,0
2
.8
65,3.2
65,3
0 
e
e
h
w
 mmhw 1249,06,0.208,0.208,00 
228,3
208,0
10
1
2
19,4
2
19,4 2
1
re 
s
mVp
8
8
10.6696,1
228,3
10.3
 mm
f
V
l
c
p
87,20
10.8
10.6696,1
.88 9
8
0 

 Với ZL = 75 
 79 
91,1
9,4
11,0
23,0
19,4
19,4
2
19,4
60
75 2
1
 A 
 238,1
2
.8
91,1.2
91,1
1 
e
e
h
w
 mmhw 743,06,0.238,1.238,11 
597,3
238,1
10
1
2
19,4
2
19,4 2
1
re 
s
mVp
8
8
10.58,1
597,3
10.3
 mm
f
V
l
c
p
77,19
10.8
10.58,1
.88 9
8
1 

 Với Z2 = Zc = 50 
33,1
9,4
11,0
23,0
19,4
19,4
2
19,4
60
50 2
1
 A 
344,5
9,450
60 2
B 
 7606,1
9,4
61,0
39,01344,5ln
9,4.2
19,4
1344,5.2ln1344,5
22 
 h
w
 mmw 065,16,0.7606,12 
2
1
101
2
1
2
1
w
hee
re

 
 7,3
7606.1
1
101
2
19,4
2
19,4 2
1
s
mVp
8
8
10.558,1
7,3
10.3
 80 
 mm
f
V
l
c
p
48,19
10.8
10.558,1
.88 9
8
2 

 Kết quả mô phỏng 
Hình 3.13. Kết quả mô phỏng bộ lọc thông thấp 
 Nhận xét về kết quả mô phỏng: 
Hình 3.11 trình bày kết quả mô phỏng bộ lọc thông thấp Butterworth 
cho động cơ xoay chiều ba pha. Bộ lọc thông thấp có tác dụng làm giảm 
những dao động sóng ở đầu ra của biến tần. Đồng thời qua đó ta thấy xung 
đầu ra mịn hơn, giúp cho việc điều khiển được dễ dàng. 
 TỔNG KẾT CHƢƠNG 
Đây là chương kết thúc của đồ án này, ở chương cuối này sau khi đã 
so sánh và lựa chọn trong các kiểu bộ lọc như đã giới thiệu ở chương 2, từ 
những ưu nhược điểm đã xét cùng với yêu cầu của đề tài em đã lựa chọn bộ 
lọc thông thấp RC để thiết kế. Từ sự lựa chọn hợp lý ta tính toàn và thiết kế bộ 
lọc thông thấp dựa trên những nghiên cứu tìm hiểu ở tài liệu, em tiến hành mô 
phỏng một ở một mạch cụ thể nhằm làm rõ về khả năng lọc của bộ lọc ta thiết 
 81 
kế, tín hiệu ở đầu ra sau khi có bộ lọc đã giảm được những dao động. Ở 
chương này ta cũng một lần nữa đưa ra tầm quan trọng của bộ lọc thông thấp 
cho đầu ra của biến tần. Kết quả mô phỏng có những điểm không đạt yêu cầu 
của tiêu chuẩn IEEE nguyên nhân chính là do sai số trong quá trình tính toán 
và thực hiện mô phỏng. 
 82 
KẾT LUẬN 
Trong bài đồ án này, việc thiết kế bộ lọc cho đầu ra của biến tần có tác 
dụng giảm quá áp tại các thiết bị đầu cuối của động cơ xoay chiều từ các ứng 
dụng của ASD khi độ dài của cáp nối là cần thiết. Qua sự phân tích, chiều dài 
cáp nối, cũng như sự giảm quá áp ở đầu ra của biến tần PWM đến một giá trị 
tới hạn do những hiệu ứng của đường truyền với tần số cao, đã chứng minh 
được hiệu quả của bộ lọc thông thấp. 
Những điều em đã làm được trong đồ án này: khái quát được những 
bộ biến tần thường được sử dụng trong truyền động điện, nguyên lý và cấu 
trúc của các bộ lọc cho đầu ra của các bộ biến tần. Qua những nguyên nhân 
cũng như những vướng mắc thường gặp và sự tìm hiểu tham khảo tài liệu em 
đã đưa ra sự lựa chọn hợp lý để có được bài thiết kế cần thiết. Đồng thời em 
cũng mô phỏng để thấy một cách cụ thế nhất về tác dụng rất lớn của bộ lọc 
cho đầu ra của biến tần. 
Hướng phát triển của đề tài là tiếp tục tìm hiểu những nguyên nhân 
chưa đạt được yêu cầu để có sự hiệu chỉnh cần thiết, giảm tổn hao và đạt được 
hiệu quả cao nhất. 
Cuối cùng em xin cảm ơn thầy giáo GS TSKH Thân Ngọc Hoàn đã 
tận tình hướng dẫn em trong quá trình nghiên cứu để em hoàn thành tốt bài đồ 
án và đạt kết quả cao nhất. 
 83 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. GS TSKH Thân Ngọc Hoàn (2006), Mô phỏng hệ thống điện tử công 
suất và truyền động điện, Nhà xuất bản xây dựng. 
[2]. GS TSKH Thân Ngọc Hoàn, TS Nguyễn Tiến Ban (2007), Điều khiển tự 
động các hệ thống truyền động điện, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 
[3]. Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công, Trần Văn Thịnh (2009), Điện tử công 
suất lý thuyết, thiết kế, ứng dụng, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 
[4]. Nguyễn Bính (2000), Điện tử công suất, Nhà xuất bản khoa học và kỹ 
thuật. 
[5]. Đỗ Huy Giác (2009), Bài tập lý thuyết mạch, Nhà xuất bản khoa học và 
kỹ thuật. 
[6]. Annette von Jouanne, IEEE Transactions On Industry Applications, Vol 
33, No 5, September/October 1997.