BÁO cáo CHỦ đề 5 các bộ BIẾN đổi TĨNH đề tài bộ CHỈNH lưu PWM 3 PHA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CTĐT KS CLC VIỆT PHÁP - PFIEV  BÁO CÁO CHỦ ĐỀ CÁC BỘ BIẾN ĐỔI TĨNH ĐỀ TÀI : BỘ CHỈNH LƯU PWM PHA GVHD: PGS.TS Phan Quốc Dũng Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 10 Dương Huy Hồng Nguyễn Hồng Duy Nguyễn Phước Vinh 1810153 1810868 1814787 Tp HCM, ngày 10 tháng năm 2022 1|Page Mục lục I Thiết lập mơ hình mô II Thực mô phỏng: III Kết luận: 11 2|Page Danh sách hình ảnh Ảnh 1: Bộ chỉnh lưu PWM pha Ảnh 2: Bên khối điều khiển PI với KP = 0.5, KI = 10 Ảnh 3: Bên khối tạo trễ dùng để tạo xung kích Unipolar cho IGBT Ảnh 4: Chỉnh lưu H pha Ảnh 5: Dòng nguồn áp chỉnh lưu cầu pha Ảnh 6: Vdc_o, Io Vdc_ref Vdc_ref = 700 V, P_load = kW, cosphi = 0.8 Ảnh 7: Va, Ia_ht Ia_ref Vdc_ref = 700 V, P_load = kW, cosphi = 0.8 Ảnh 8: Vo Vref biên độ nguồn 330 Ảnh 9: Vo Vref biên độ nguồn 400 Ảnh 10: Vo Vref biên độ nguồn 250 10 Ảnh 11: Vo Vref biên độ nguồn 100 10 Ảnh 12: Vo Vref thay đổi Vdc_ref 11 3|Page I Thiết lập mơ hình mơ Thiết kế mơ hình mơ chỉnh lưu PWM pha Matlab: Ảnh 1: Bộ chỉnh lưu PWM pha Phân tích mơ hình: Bộ chỉnh lưu gồm có: - Nguồn AC dạng sine pha Chỉnh lưu cầu pha IGBT-Diode Mơ hình sử dụng phương pháp điều khiển dùng mạch tạo trễ gồm có khâu điều khiển PI kết hợp khâu tạo trễ 4|Page Ảnh 2: Bên khối điều khiển PI với KP = 0.5, KI = 10 Ảnh 3: Bên khối tạo trễ dùng để tạo xung kích Unipolar cho IGBT Nguyên lý hoạt động: Các điều khiển điều khiển điện áp trung bình DC theo u cầu thơng qua việc điều khiển dòng nguồn theo Iref Để đơn giản, ta có sơ đồ áp dịng cầu pha: 5|Page Ảnh 4: Chỉnh lưu H pha Ảnh 5: Dòng nguồn áp chỉnh lưu cầu pha Nếu iref – iactual ≤ HB T1, T4 ON Vo = VDC/2 dịng iactual đồng biến từ –HB đến HB Nếu iref – iactual ≥ HB T1, T4 OFF Vo = -VDC/2 dòng iactual nghịch biến từ HB đến –HB Điều giúp i nguồn bám theo iref với sai số khoảng [-HB,HB] Công dụng: - Chuyển đổi AC/DC Điều khiển áp trung bình ngõ theo yêu cầu Dịng nguồn có dạng sine Hệ số cơng suất điều khiển 6|Page II Thực mô phỏng: Thực mô với thông số Vdc_ref = 700 V, P_load = kW, cosphi = 0.8, cho nguồn xoay chiều 300Vrms Do Vdc yêu cầu 700V Pload = kW suy I = 30/7A, từ có R = 490/3 Ω Cosphi = 0.8 Suy góc phi gần 36.87o Tiến hành mơ ta có kết quả: Ảnh 6: Vdc_o, Io Vdc_ref Vdc_ref = 700 V, P_load = kW, cosphi = 0.8 Ta thấy Vo bám vào Vdc yêu cầu (700V) thời gian độ khoảng 0.08s, độ vọt lố (735-700)/700 = 5% Dịng I có giá trị xác lập trung bình khoảng 4.292, từ đó, ta suy công suất tải 4.292*700 = 3004 ~ 3000 W (thỏa yêu cầu thiết kế) Ta tiến hành khảo sát dòng I pha hồi tiếp Iref 7|Page Ảnh 7: Va, Ia_ht Ia_ref Vdc_ref = 700 V, P_load = kW, cosphi = 0.8 Ta thấy sau nửa chu kì đầu dịng hồi tiếp vọt lố lên cao sau bám vào dòng Iref với sai số khoảng [-HB,HB] 8|Page Thay đổi thông số mô phỏng: thay đổi biên độ nguồn xoay chiều quan sát độ vọt lố thời gian độ Vdc Thử tăng biên độ nguồn xoay chiều lên 330V quan sát kết quả: Ảnh 8: Vo Vref biên độ nguồn 330 Ta thấy tăng Vdc độ vọt lố tăng (khoảng 10% so với 5% trường hợp đầu) nhiên thơi gian độ giảm khoảng 0.06s so với 0.08s trường hợp đầu cho thấy hệ thống đáp ứng hệ thống nhanh Tiếp tục tăng biên độ nguồn lên 400V quan sát kết quả: Ảnh 9: Vo Vref biên độ nguồn 400 Ta thấy tăng lên 400V, độ vọt lố tăng lên cao (30%) , thời gian độ tăng (0.18s), điều cho thấy tăng V lên cao giữ mức Vdc = 700 V đáp ứng hệ thống chậm Ta thử giảm biên độ xuống thấp 311V 9|Page Ảnh 10: Vo Vref biên độ nguồn 250 Ta thấy giảm biên độ nguồn AC xuống thấp ảnh hưởng đến đáp ứng hệ thống (trong trường hợp thời gian độ chậm khoảng 0.22s) Ta tiếp tục giảm biên độ nguồn để ước lượng biên độ nguồn xoay chiều thấp để đạt Vdc = 700V Ảnh 11: Vo Vref biên độ nguồn 100 Với biên độ pha AC 100 Vo khơng thể đạt 700V xác lập Dưới bảng khảo sát Vo thay đổi Vac Ở bảng ta khảo sát độ vọt lố thời gian độ Vo đạt Vdc_ref = 700V xác lập 10 | P a g e Vac 100 120 150 200 250 300 311 330 350 370 400 Đạt 700V xác lập Thời gian độ(s) Không Không Đạt 0.9 Đạt 0.41 Đạt 0.2 Đạt 0.094 Đạt 0.08 Đạt 0.06 Đạt 0.05 Đạt 0.1 Đạt 0.18 Độ vọt lố POT(%) 17 17 10 4.5 10 17 23 30 Bảng 1: Bảng khảo sát đáp ứng Vdc thay đổi Vac Dựa vào bảng, ta có Vac = 300 Vpeak POT min, Vac = 350 Vpeak tqd Trở lại Vac = 220 Vrms, Vdc_ref = 700V 0.1s thay đổi Vdc_ref = 900V xem đáp ứng Ảnh 12: Vo Vref thay đổi Vdc_ref Dựa vào hình ta thấy thay đổi Vref hệ thống đáp ứng được, nhiên giá trị Vref phải phù hợp với giá trị Vac, tải để tránh tượng xuất sai số xác lập III Kết luận: Bộ chỉnh lưu PWM pha sử dụng phương pháp điều khiển dùng mạch tạo trễ điều khiển áp trung bình theo yêu cầu với đáp ứng nhanh, độ vọt lố thấp tính tốn ước lượng giá trị Vac phù hợp Ngoài ra, cịn điều khiển hệ số cơng suất dịng nguồn có dạng sine 11 | P a g e ... 11 3| Page I Thiết lập mơ hình mơ Thiết kế mơ hình mơ chỉnh lưu PWM pha Matlab: Ảnh 1: Bộ chỉnh lưu PWM pha Phân tích mơ hình: Bộ chỉnh lưu gồm có: - Nguồn AC dạng sine pha Chỉnh lưu cầu pha. .. Ảnh 1: Bộ chỉnh lưu PWM pha Ảnh 2: Bên khối điều khiển PI với KP = 0 .5, KI = 10 Ảnh 3: Bên khối tạo trễ dùng để tạo xung kích Unipolar cho IGBT Ảnh 4: Chỉnh lưu H pha ... giản, ta có sơ đồ áp dòng cầu pha: 5| Page Ảnh 4: Chỉnh lưu H pha Ảnh 5: Dòng nguồn áp chỉnh lưu cầu pha Nếu iref – iactual ≤ HB T1, T4 ON Vo = VDC/2 dịng iactual đồng biến từ –HB đến HB Nếu iref