Thiết Kế Hệ Thống điều Khiển Nghịch Lưu Ba Pha độc Lập Trên Hệ Tọa ...

Thiết kế hệ thống điều khiển nghịch lưu ba pha độc lập trên hệ tọa độ quay dq theo chế độ điện áp. Yêu cầu bài toán, phương pháp điều chế SVM, cấu trúc điều khiển và thiết kế bộ điều chỉnh, tính toán các thông số mạch lực, mô phỏng, nhận xét mô phỏng. Tham số thiết kế: điện áp ra 380V50Hz, công suất 5kVA

Thiết kế hệ thống điều khiển nghịch lưu ba pha độc lập trên hệ tọa độ quay

dq theo chế độ điện ápĐiều khiển điện tử công suất

1 Yêu cầu bài toán 

Thiết kế hệ thống điều khiển nghịch lưu ba pha độc lập trên hệ tọa độ quay dq theo chế độ điện áp

+ Phương pháp điều chế SVM

+ Tham số thiết kế: điện áp ra 380V/50Hz, công suất 5kVA

+ Mô phỏng cấu trúc điều khiển

2 Phương pháp điều chế SVM

• Chuyển đổi từ hệ trục abc sang hệ trục tọa độ α,β xem điện áp hình sin như “một vectơ có biên độ không đổi và quay với tốc độ (tần số) không đổi ”

• Thực hiện xấp xỉ điện áp đặt Vref bằng sự kết hợp của 8 vector chuyển mạch (từ V0 đến V7), trong đó gồm 2 vector tích cực và 2 vector không

• Các vector V1 đến V6 chia mặt phẳng thành 6 phần – sector (mỗi sector – 60ᵒ)

2 Phương pháp điều chế SVM

• Bước 1: Xác định Vα, Vβ, Vref, và góc θ, vị trí sector

• Bước 2: Xác định các khoảng thời gian T1, T2, T0

• Bước 3: Xác định hệ số d1, d3, d5 của nhóm van tích cực

• Bước 4: Thực hiện PWM tạo tín hiệu điều khiển

2 Phương pháp điều chế SVM

2 Phương pháp điều chế SVM

Thời gian chuyển mạch ở mỗi sector

3 Cấu trúc điều khiển và thiết kế bộ điều chỉnh

Cấu trúc điều khiển nghịch lưu nguồn áp 3 pha làm việc độc lập

* Bộ điều khiển dòng điện

Sơ đồ thay thế

mạch vòng dòng điện

U L : điện áp trên tụ lọc

Phương trình cân bằng điện áp mạch điện tương đương:

3 Cấu trúc điều khiển và thiết kế bộ điều chỉnh

Park Clake

Cấu trúc điều khiển dòng trên hệ tọa độ quay dq

3 Cấu trúc điều khiển và thiết kế bộ điều chỉnh

Đối tượng điều chỉnh dòng điện:

Vì đối tượng là khâu quán tính bậc 2 nên tham số được xác định theo tc tối tưu module:

3 Cấu trúc điều khiển và thiết kế bộ điều chỉnh

Đáp ứng mạch vòng dòng điện nhanh đáng kể so với vòng điện áp nên có thể coi hàm truyền mạch vòng dòng điện là 1

Hàm truyền vòng kín mạch vòng điện áp là:

* Bộ điều khiển điện áp

3 Cấu trúc điều khiển và thiết kế bộ điều chỉnh

Dẫn dắt điện áp theo hàm truyền khâu dao động bậc 2:

Đồng nhất hệ số xác định được Kp, Ki như sau:

Trong đó: 𝑤𝑛 là tần số dao động riêng;

là hệ số tắt dần

3 Cấu trúc điều khiển và thiết kế bộ điều chỉnh

m d

dc U

1 700( 1).100% 8,63%

2 597  

• Với S=5(kVA) thì dòng chảy qua một pha:

• Biên độ của dòng tải:

• Độ lớn của tải mỗi pha :

U R

I

4 Tính toán các thông số mạch lực

5 Mô phỏng

Điều chỉnh dòng điện

5 Mô phỏng

Bộ điều chỉnh điện áp

5 Mô phỏng

SVM

5 Mô phỏng

Mạch lọc LC

5 Mô phỏng

Tham số trong quá trình thiết kế cho mạch nghịch lưu nguồn áp 3 pha được xây dựng dưới dạng m-file trong Matlab như sau:

Hệ số điều chế

5 Mô phỏng

Điện áp 3 pha sau mạch lọc LC và điện áp đầu ra nghịch lưu

5 Mô phỏng

Dòng điện sau mạch nghịch lưu và dòng chảy ra

5 Mô phỏng

Phân tích phổ sóng hài điện áp sau mạch lọc LC

6.Nhận xét

- Khi xác lập, điện áp đỉnh là 311V, điện áp hiệu dụng là 220V, đúng với điện áp đầu ra mong muốn

- Dạng điện áp đầu ra không phụ thuộc vào giá trị tải

- Giá trị dòng điện thay đổi khi thay đổi tải

- Khi tải giảm còn 1/2 , dòng điện tăng lên gấp đôi Tuy nhiên giai đoạn đầu khi thay đổi tải, điện áp và dòng điện ở hai pha b,c cũng bị méo và có dao động

- Điện áp đầu ra còn chứa nhiều thành phần sóng hài

THANKS FOR WATCHING