Simulink power system blockset Simulink trong thí nghiệm truyền động điện

Microsoft Word Phan simulink THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TS PHAN QUỐC DŨNG – TS LÊ MINH PHƯƠNG Page 62 SIMULINK –POWER SYSTEM BLOCKSET TRONG THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Simulink Power System blockset simulink trong thí nghiệm truyền động điện Simulink Power System blockset simulink trong thí nghiệm truyền động điện THÍ NGH TS PHAN 1 K Đ thể hiện ở 1 2 C Đ 2 1 T FileN 2 2 T Đ Simulink To hoặc HIỆM TRU QUỐC DŨN KHỞI ĐỘNG Để khởi động ở hình 1 1, ti CÁCH TẠO M Để tạo mô hìn ạo mới mô h NewModel,.

Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN    SIMULINK –POWER SYSTEM BLOCKSET TRONG THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TS PHAN QUỐC DŨNG – TS LÊ MINH PHƯƠNG  Simulink-Power-System-blockset - simulink  thí nghiệm truyền động điện Page 62  Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện THÍ NGH HIỆM TRU UYỀN ĐỘN NG ĐIỆN   K KHỞI ĐỘNG G SIMULINK K Đ Để khởi độngg Simulink trước t hết cầnn khởi độngg MATLAB Cửa sổ chíính MATLA AB thể hình 1.1, tiiếp theo ta nhấp n chuột trrên biểu tượn ng Simulink , viết v lệnh Sim mulink s im u lin k Hìình 1.1: Cửaa sổ củủa MATLAB B C CÁCH TẠO MƠ M HÌNH TRONG T SIM MULINK Đ Để tạo mơ hìnnh mơ phỏngg mơi trường t Simuulink cần phảải thực trình tự bước: 2.1 Tạo mơ hình h File/N New/Model, nhấn thannh cơng cụ   Hìình 1.2: Mànn hình soạn thảo t mơ hìnhh ng mơ hình 2.2 Tạo T khối tron Đ Đặt khối vào hình h soạn thảo mơ hình ccác khối có sẵn thư t viện Simulinkk Để làm đư ược việc ta phải ccon trỏ vào khối k cần chọọn, nhấp chuuột trái chhọn Add To giữ nguyên chuột phải chuyển c qua ccửa sổ mơ hìình TS PHAN QUỐC DŨN NG – TS LÊ MINH M PHƯƠN NG Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện Page 63  Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN      Hình 1.3: Mơ hình có chứa khối - Lưu ý: ¾ Để xoá khối cần phải chọn khối nhấn Delete ¾ Để thay đổi kích thước khối ta đặt trỏ vào góc khối (con trỏ có dạng mũi tên hai đau) thay đổi tuỳ ý muốn 2.3 Thiết lập thông số Để thay đổi thông số khối, ta nhấp hai lần, lựa chọn Block Parameter nhấp OK   Hình 1.4: Khối hàm truyền thông số 2.4 Kết nối khối Sau đưa hết khối cần thiết lên sơ đồ ta cần phải kết nối chúng lại Dùng trỏ nối ngõ khối ngõ vào khối Nếu kết nối mũi tên thay đổi màu TS PHAN QUỐC DŨNG – TS LÊ MINH PHƯƠNG  Simulink-Power-System-blockset - simulink  thí nghiệm truyền động điện Page 64  Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện THÍ NGH HIỆM TRU UYỀN ĐỘN NG ĐIỆN   Hìnnh 1.5: Mơ hhình mơ phỏnng hồn chỉnnh - Lư ưu ý: ¾ Muốnn xố đường kết nối : chọọn nhấấn Delete ¾ Ghi nh hớ mơ hình File/Save F Ass … CẤU C TRÚC MÀN HÌNH H SOẠN TH HẢO MƠ HÌÌNH - Màn M hình soạạn thảo mơ hình h có chứa thànhh phần sau: ¾ Tên củ hìnhh ¾ Trình đơn với lệnh File, Edit, E View ¾ Phần tạo t mơ hình ¾ Trạng thái mơơ hình ¾ Trình đơn có chứaa lệnh đểể soạn thảo, hiệu h chỉnh đđiều khiển qu trình mơ phỏng, p tính to ốn làm việc v với ffile ¾ File – Làm việc vớ ới file củủa thư viện h chỉnh ¾ Edit – Soạn thảo hiệu ¾ View – Hiển thị ¾ Help – Trợ giúp ¾ Simulaation – Đặt thơng t số mơơ ¾ Formaat – Thay đổổi hình dạng khối mơ hình ¾ Tools – Cơng cụ th hực mơơ   Hìnnh 1.6: Thannh cơng cụ trrong mơ hìnnh - Thhanh cơng cụ c cửa sổ mơơ hình bao gồồm: 1-New Model M – Tạoo mơ hình mớ ới 2- Open n Model – Mở M mơ hình ccó sẵn 3- Save Model – Lư ưu mơ hình TS PHAN QUỐC DŨN NG – TS LÊ MINH M PHƯƠN NG Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện Page 65  Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN    4- Print Model – In mơ hình 5- Cut – Cắt xén 6- Copy – Sao chép 7- Paste – Dán 8- Undo – Không thực thi lệnh (thao tác) gần 9- Redo – Phục hồi 10- Library Browser – Mở thư viện 11- Toggle Model Browse Viewer – Mở trình duyệt mơ hình 12- Go to parent system – Chuyển lên hệ thống cao (khi có hệ con) 13-Debug – Sửa chương trình 14-Start/Pause/Continue Simulation – Khởi động mơ mơ hình/ tạm dừng/ tiếp tuc 15- Stop – Kết thúc q trình mơ 16-Normal/Accelerator – Phương pháp tính tốn Bình thường/Tăng tốc (Khi có cài đặt Simulink Performance Tool) NHỮNG THAO TÁC CƠ BẢN KHI TẠO VÀ CHỈNH SỬA MƠ HÌNH 4.1 Tạo ghi Ghi chú, thích: dùng trỏ đến nơi cần thiết, nhấp kép chuột trái, xuat hình chữ nhật ta ghi vào   Hình 1.7: Chú thích cho sơ đồ 4.2 Lựa chọn khối Để lựa chọn khối, đường kết nối hay phần ghi ta phải dùng chuột nhấp vào phần tử cần lựa chọn Nếu muốn lựa chọn nhóm nhiều khối ta nhấp trái chuột giữ nguyên rê chuột để khoanh vùng nhóm nhả chuột, dùng Edit/Select All để lựa chọn tất phần tử mơ hình TS PHAN QUỐC DŨNG – TS LÊ MINH PHƯƠNG  Simulink-Power-System-blockset - simulink  thí nghiệm truyền động điện Page 66  Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện THÍ NGH HIỆM TRU UYỀN ĐỘN NG ĐIỆN     H Hình 1.8: Lự ựa chọn khối,, nhóm khối 4.3 Sao S chép di chuyển c phần tử - Copy: Muốn C s chép ta sử s dụng lệnhh Edit/Copy biểu tư ượng trêên côngg cụ C Muốn cắắt phần tư Cut: trước hết ta t phải lựa chhọn chúng sau sử dụnng lệnh Edit/ t/Cut - hooặc biểu tượ ợng t công cụ c Đ di chuyển phần tử nàoo ta lựa chhọn giữ chuột phảii chuyển vị Để v trí cần đặtt - Paste: Muốn dán phần tử ta dùng lệnnh Edit/Pastee hay biểu tư ượng trêên công cụ D Delete: Muốnn xoá phần tử trước hết pphải lựa chọnn phần tử cầnn xố sau ó thực lệnh E Edit/Clear haay lệnh Delette 4.4 Kết K nối khhối Trước hết taa đặt trỏ lên ngõ ccủa khối trỏ có hìnnh chữ thập,, giữ nguyênn chuột trái chuyển đến đ ngõ vào khối cần kết nối thả chuột trái   Hình 9: Bắt đầu kết k nối TS PHAN QUỐC DŨN NG – TS LÊ MINH M PHƯƠN NG Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện Page 67  Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN      Hình 1.10: Kết nối hồn tất - Tạo đường liên kết kiểu vịng : ta lựa chọn liên kết trỏ phải di chuyển đến đạt hình dạng cần thiết Hình 1.11: Tạo đường liên kết kiểu vịng 4.5 Thay đổi kích thước khối: Đưa trỏ vào góc khối cần thay đổi, trỏ có dạng mũi tên kép giữ nguyên chuột trái kéo Hình 1.12: Thay đổi kích thước khối 4.6 Định dạng khối Dùng Format công cụ với lệnh sau: TS PHAN QUỐC DŨNG – TS LÊ MINH PHƯƠNG  Simulink-Power-System-blockset - simulink  thí nghiệm truyền động điện Page 68  Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN  - - -   Chỉnh sửa tên khối: ¾ Font – định dạng chữ ¾ Text alignment – cân vị trí phần text ¾ Flip name – di chuyển tên khối ¾ Show/Hide name – hiển thị hay không hiển thị tên khối Thay đổi màu khối: ¾ Foreground color – lựa chọn màu cho đường viền khối ¾ Back ground color – lựa chọn màu cho khối (màu nền) ¾ Screen color – lựa chọn màu cho cửa sổ mơ hình Thay đổi vị trí khối: ¾ Flip block – quay ngược khối ¾ Rotate block – quay khối góc 90 theo chiều kim đồng hồ ¾ Show drop shadow – hiển thị khối có bóng mờ ¾ Show port labels – hiển thị nhãn hiệu cổng THIẾT LẬP CÁC THÔNG SỐ MƠ PHỎNG Để thay đổi thơng số mơ ta sử dụng Simulation/Parameters   Hình 1.13: Thơng số mô - Thanh công cụ quy định thông số mơ ¾ Solver – Phương pháp tính ¾ Data Import/Export – Xuất nhập liệu ¾ Diagnostics – chuẩn đốn ¾ Advanced – Phần mở rộng 5.1 Thiết lập thơng số tính tốn cho mơ hình a Simulation time – Thời gian mơ ¾ Start time- thời gian bắt đầu mơ ¾ Stop time – thơi gian kết thúc mô b Solver options – phần lựa chọn phương pháp tính Khi lựa chọn thơng số cần phải biết phương pháp mơ hình hố phương pháp tính tốn Fixed-step chọn cho hệ thống rời rạc Variable-step cho hệ thống liên tục Bước tính TS PHAN QUỐC DŨNG – TS LÊ MINH PHƯƠNG  Simulink-Power-System-blockset - simulink  thí nghiệm truyền động điện Page 69  Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN    chọn thiết lập tự động sử dụng chế độ auto   Hình 1.14: Thơng số tính tốn với chế độ Fixed-step - Khi chọn Fixed-step cần phải chọn chế độ tính tốn - Mode ¾ MultiTasking: chế độ xử lý nhiều hệ thống ¾ SingleTasking: chế độ xử lý hệ thống ¾ Auto : tự động - Khi chọn Variable-step phải quy định thơng số sau: ¾ Max step size – Bước tính lớn ¾ Min step size - Bước tính nhỏ ¾ Initial step size – bước tính thời điểm ban đầu ¾ Relative tolerance – sai số tương đối ¾ Absolute tolerance – sai số tuyệt đối 5.2 Thiết lập truy xuất liệu :   ¾ ¾ ¾ ¾ Hình 1.15: Truy xuất liệu (Data Import/Export) Load from Workspace: nạp liệu từ Workspace (tương tự nhớ đệm) Initial State: trạng thái đầu Save to Workspace – lưu liệu vào Workspace Save options : Lưu tùy chọn TS PHAN QUỐC DŨNG – TS LÊ MINH PHƯƠNG  Simulink-Power-System-blockset - simulink  thí nghiệm truyền động điện Page 70  Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện THÍ NGH HIỆM TRU UYỀN ĐỘN NG ĐIỆN   Diagnostics – Chuẩn đốn: Lựa cchọn thơng số s chuẩn đoáán - Diagnosstics- cho phéép thay đổi g thơng báo mơ phỏnng ¾ None — bỏ qua lỗỗi mơ hình ¾ Warniing – báo lỗii tiếp tục mơ ¾ Error — báo lỗi v dừng mơ p   Hình H 1.16: Chhuẩn đoán (D Diagnostics)) 5.4 Khởi K động q trình mơ phỏng: - Sử S dụng Simuulation/Start, nhấpp thannh cơng cụ để bắt đầu q q trình môô - Sử dụng Sim S mulation/Stopp nhấp thannh cơng cụ đđể dừng qá trình mơ phhỏng S Simulation/P Pause – tạm dừng d - Simulation/C S Continue - tiếếp tục 1.1.6 KếT T THÚC MÔ Ô PHỎNG - Lưu L mơ hìnhh vào file, đóóng cửa sổ m mơ hình cửa c sổ MATLAB TS PHAN QUỐC DŨN NG – TS LÊ MINH M PHƯƠN NG Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện Page 71  Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN    Ví dụ_2: Trên mơ hình Mosfet_electronica_2.mdl biểu diễn cách sử dụng khối MOSFET nghịch lưu để tạo điện áp ngõ tần số 50Hz Trong có sử dụng khối PWM Generator với tần số sóng mang 1024Hz tạo xung cho MOSFET TS PHAN QUỐC DŨNG – TS LÊ MINH PHƯƠNG  Simulink-Power-System-blockset - simulink  thí nghiệm truyền động điện Page 153  Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện THÍ NGH HIỆM TRU UYỀN ĐỘN NG ĐIỆN 8.5   Th hree‐Level Bridge – C u 3 b c.  Three-Leevel Bridge Cầu bậc ode bridge GTO-Dio IGBT-Diiode bridge MOSFET T-Diode Ideal Swiitch bridges Khối Thrree-Level Brridge biểu diễn nghịchh lưu bậc điểm đ trung tính kẹp với 1, 2, nhánhh Mỗi nhánh có bốn khóa côông suất diode d ngượcc hai diodde kẹp TS PHAN QUỐC DŨN NG – TS LÊ MINH M PHƯƠN NG Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện P Page 154  Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện THÍ NGH HIỆM TRU UYỀN ĐỘN NG ĐIỆN   Dạng củaa khóa cơng suất (IGBT,, GTO, MOS SFET, hay iddeal switch) số nhánhh lựa chhọn từ hộp thoạii thơng sốố ¾ Hộp H thoại thơng số Number of bridge arms a [Số nhánh h cầu]: Cấu trúc củủa cầu có thểể 1,2 hoặcc nhánh) Snubberr resistance Rs [Điện trở mạch Snub bber (Ω)]: đểể loại Rs khỏỏi mạch Snu ubber ta nhậập Rs=inf Snubberr capacitancce Cs [Điện dunng mạch Snu ubber (F)]: để loại Cs kkhỏi mạch Sn nubber ta nhhập Cs=0 Hoặc H Cs=inf để có mạch resiistive snubber Để rời rạcc hóa mơ hìnnh cần phải xác x định Rs Cs cho cầu c diode cầu Thyristoor Đối với c khóa ng suất đóng ngắt cưỡng (GT TO, IGBT, or o MOSFET T), mạch cầu hoạt động bình b thường với snubber th huần trở choo đến xuấất xungg kích đến cáác khóa cơng g suất Nếu xungg kích bị khó óa dio ode đối songg hoạt độnng cầu tổnng quát trở th hành cầu dioode Trong trư ường hợp y ta ph hải tính lại giiá trị Rs Cs C cho phù hợp h Khi rời rạạc hóa hệ thốống ta tính Rs R Cs theoo công thhức sau: TS PHAN QUỐC DŨN NG – TS LÊ MINH M PHƯƠN NG Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện P Page 155  Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện THÍ NGH HIỆM TRU UYỀN ĐỘN NG ĐIỆN   Trong đóó: Pn = Cônng suất định mức biến đổi cônng suất (VA) Vn= Trị hiệu h dụng điiện áp dây – dây f = Tần số s hài bảnn (Hz) Ts = Thờ ời gian lấy mẫu m (s) Những giá g trị Rs Cs xácc định dựa thheo điều kiện sau: • Khi khóa K ng suất trạn ng thái ngắt,, dòng rò tầần số bảnn không lớn h 10% dịịng điện đ định mức • T Thời củ mạch snubbber lớn hơnn lần thời gian g lấy mẫuu Tuy nhiênn giá trị Rs Css không ápp dụng cho mạch m thực tếế Power ellectronic device [Dạng khhóa cơng suấất]: Lựa chọnn dạng khóa cơng suất sử dụng trongg cầu • G GTO/Diode • M MOSFET/Dio odes • IG GBT/Diodess • Iddeal Switchs Ron [Điện trở khóa k cơng su uất (Ω)] Forward d voltage Vff [Điện áp đóng (V)]: Chỉ C áp dụng cho Diode vvà Thyristor Nó làà điện áp rơii khóa k dẫn Forward d voltages [D Device Vf, Diode D Vfd] [Điện áp dẫn [Kh hóa cơng suấất Vf, Diode Vfd] (V)]: Thông T số nàyy xuất k lựa chọnn Power electroniic device GTO/Diodes G s hay IGBT//Diodes Measureements Seelect All Device currents to measuree the currentt flowing throough all the componentss (sswitching deevices and diiodes) If thee snubber devvices are deffined, the meeasured currrents are thhose flowingg through thee power electronic devices only Seelect Phase-tto-neutral an nd DC voltagges to measuure the termiinal voltagess (AC and DC) D of thhe Three-Levvel Bridge block Seelect All volltages and cu urrents to meeasure all vooltages and ccurrents definned for the ThreeT Level Bridge block TS PHAN QUỐC DŨN NG – TS LÊ MINH M PHƯƠN NG Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện P Page 156  Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN    Place a Multimeter block in your model to display the selected measurements during the simulation In the Available Measurement list box of the Multimeter block, the measurement is identified by a label followed by the block name Measurements [Đo lường]: Cho phép lựa chọn tham số cần đo chuyển đến Multimeter thể Scope: • None: Khơng có tham số lựa chọn • All Device currents: Dịng điện tổng khóa cơng suất diode Nếu snubber lựa chọn dịng điện đo dịng qua khóa cơng suất • Phase-to-neutral and DC voltages: Điện áp AC DC cầu bậc • All voltage and currents: Tất điện áp dịng điện cầu cơng suất Để thị dịng điện cần đo ta sử dụng khối Multimeter kết hợp với khối Scope, mục Available Measurements lựa chọn đại lượng dòng điện cần đo Thơng số cần đo Dịng điện qua khóa cơng suất Tên tín hiệu (GTO, IGBT, MOSFET Devices) IQ1a,IQ2a,IQ3a,IQ4a, IQ1b,IQ2b,IQ3b,IQ4b, IQ1c,IQ2c,IQ3c,IQ4c, ID1a,ID2a,ID3a,ID4a,ID5a,ID6a, ID1b,ID2b,ID3b,ID4b,ID5b,ID6b, ID1c,ID2c,ID3c,ID4c,ID5c,ID6c Điện áp điểm nối Uan:, Ubn:, Ucn:, Udc+:, Udc-: Thơng số cần đo Tên tín hiệu ( Ideal Switch Device) Dịng điện qua khóa cơng suất Isw1a,Isw2a,Isw3a,Isw1b,Isw2b,Isw3b,Isw1c,Is w2c,Isw3c Điện áp điểm nối Uan:, Ubn:, Ucn:, Udc+:, Udc-: Inputs and Outputs [Ngõ vào ngõ ra]: Ngõ vào tín hiệu điều khiển khóa cơng suất Chiều dài tín hiệu phụ thuộc vào số nhánh cầu Cấu trúc Vector xung ngõ vào g TS PHAN QUỐC DŨNG – TS LÊ MINH PHƯƠNG  Simulink-Power-System-blockset - simulink  thí nghiệm truyền động điện Page 157  Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện THÍ NGH HIỆM TRU UYỀN ĐỘN NG ĐIỆN   Một nhánnh [Q1a,Q2a,Q3a,Q4a] Hai nhánhh [Q1a,Q2a,Q3a,Q4a,Q Q1b,Q2b,Q33b,Q4b] Ba nhánhh [Q1a,Q22a,Q3a,Q4a,Q Q1b,Q2b,Q33b,Q4b,Q1c,,Q2c,Q3c,Q44c] Lưu ý: Nếu N ideal switch Q11 điều khiển Sw1, Q4 -Sw2 Logicc AND Q2 Q Q3 điều khiển Sw w3 Khuyến cáo hạn chế: Thời giann giảm dòng thời giann trễ (Fall tim me, Tail timee) khơng đượ ợc mơ hình hóa h ThhreeLevel Briidge Ví dụ-1: Trên mơ hìnnh Three_lev vel_electronnica.mdl sử dụng d khối Thhree-Level Bridge B trongg biến đổi AC/DC A bao gồm biếnn tần nguồn áp pha (VSC) Điều khhiển theo ph hương pháp PWM P để tạo điện áp 500V VDC (+/- 2550 V) Trongg thí dụ tần số sóng mang 162 20Hz tần số lưới 60Hz C is controlleed in a closedd loop by tw wo PI regulattors in order to maintain a DC voltagge of The VSC 500 V at the load whiile maintainiing a unity input power factor for thhe AC supplyy t nguồn ápp (VSC) điềuu khiển vịngg kín kh hâu hiệu chỉnh PI regulaator theo điệnn áp Bộ biến tần DC 500V V tải TS PHAN QUỐC DŨN NG – TS LÊ MINH M PHƯƠN NG Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện P Page 158  Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN    Để khởi động mơ hình đến trạng thái xác lập, có sử dụng file power_3levelVSC_xinit.mat để khởi tạo thông số mô hình (File tự động chạy mơ hình mở ra) Chạy mơ quan sát tín hiệu sau: • • • • Điện áp DC (Vdc Scope) Điện áp dòng điện sơ cấp pha A nguồn AC (VaIa Scope) Dịng điện khóa cơng suất nhánh A (Ia_Devices Scope block inside the Measurements & Signals subsystem) Điện áp dây VSC (Vab_VSC Scope) Tại thời điểm 50 ms, Tải 200 kW đóng vào Nhận thấy phản ứng khâu hiệu chỉnh DC regulator phù hợp tải tăng từ 200 kW đến 400 kW: điện áp DC đạt 500 V sau chu kỳ Tại thời điểm 100 ms, khóa xung stop-pulsing Điện áp DC giảm xuống đến 315 V Khi dòng điện sơ cấp thay đổi lớn Khi xung bị khóa Three-Level Bridge hoạt động cầu diode pha TS PHAN QUỐC DŨNG – TS LÊ MINH PHƯƠNG  Simulink-Power-System-blockset - simulink  thí nghiệm truyền động điện Page 159  Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện THÍ NGH HIỆM TRU UYỀN ĐỘN NG ĐIỆN 8.6   Universal Bridgge – C u t ngg quát  Universal Bridge Cầu tổng quáát Diode briidge Thyristorr bridge TS PHAN QUỐC DŨN NG – TS LÊ MINH M PHƯƠN NG Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện P Page 160  Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện THÍ NGH HIỆM TRU UYỀN ĐỘN NG ĐIỆN   GTO-Dio ode bridge IGBT-Diiode bridge MOSFET T-Diode Ideal Swiitch bridges Khối Uniiversal Bridg ge biểu diễn biến đổi công suất tổ qt Troong có khóa cơng suất s mắcc hình cầu Loại L khóóa cơng suất lựa chhọn hộpp thoại thôngg số Khối Uniiversal Bridg ge cho phép mô liinh kiện điệnn tử công suất dạng chuy yển mạch tự nhiên (diodes, thyristors) t cũ ũng chuuyển mạch cư ưỡng (G GTO, IGBT, MOSFET) Khối Uniiversal Bridg ge khối để xây dựng biếến tần nguồnn áp bậc (T Two-level vooltagesourced converters c -V VSC) TS PHAN QUỐC DŨN NG – TS LÊ MINH M PHƯƠN NG Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện P Page 161  Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN    Lưu ý: Các linh kiện đánh số khác chuyển mạch tự nhiên cưỡng bức: chuyển mạch tự nhiên đánh số theo thứ tự chuyển mạch ¾ Hộp thoại thơng s Number of bridge arms [Số nhánh cầu]: Nhập pha (2 linh kiện) Nhập ba pha (6 linh kiện) Snubber resistance Rs [Điện trở mạch Snubber (Ω)]: để loại Rs khỏi mạch Snubber ta nhập Rs=inf Snubber capacitance Cs [Điện dung mạch Snubber (F)]: để loại Cs khỏi mạch Snubber ta nhập Cs=0 Hoặc Cs=inf để có mạch resistive snubber Để rời rạc hóa mơ hình cần phải xác định Rs Cs cho cầu diode cầu Thyristor Đối với khóa cơng suất đóng ngắt cưỡng (GTO, IGBT, or MOSFET), mạch cầu hoạt động bình thường với snubber trở xuất xung kích đến khóa cơng suất Nếu xung kích bị khóa diode đối song hoạt động cầu tổng quát trở thành cầu diode Trong trường hợp ta phải tính lại giá trị Rs Cs cho phù hợp TS PHAN QUỐC DŨNG – TS LÊ MINH PHƯƠNG  Simulink-Power-System-blockset - simulink  thí nghiệm truyền động điện Page 162  Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện THÍ NGH HIỆM TRU UYỀN ĐỘN NG ĐIỆN   Khi rời rạạc hóa hệ thốống ta tính Rs R Cs theoo cơng thhức sau: Trong đóó: Pn = Cơnng suất định mức biến đổi cônng suất (VA) Vn= Trị hiệu h dụng điiện áp dây – dây f = Tần số s hài bảnn (Hz) Ts = Thờ ời gian lấy mẫu m (s) Những giá g trị Rs Cs xácc định dựa thheo điều kiện sau: • Khi khóa K ng suất trạn ng thái ngắt,, dòng rò tầần số bảnn khơng lớn h 10% dịịng điện đ định mức • T Thời củ mạch snubbber lớn hơnn lần thời gian g lấy mẫuu Tuy nhiênn giá trị Rs Css không ápp dụng cho mạch m thực tếế Power ellectronic device [Dạng khhóa cơng suấất]: Lựa chọnn dạng khóa cơng suất sử dụng trongg cầu • D Diodes • Thhyristor • G GTO/Diode • M MOSFET/Dio odes • IG GBT/Diodess • Iddeal Switchs Ron [Điện trở khóa k công su uất (Ω)] Lon [Điện cảm m khóa cơng c suất (H H)]: Áp dụngg cho diode v Thyristor Khi rời rạc hóa mơ hình phải nhậpp Lon=0 Forward d voltage Vff [Điện áp đóng (V)]: Chỉ C áp dụng cho Diode vvà Thyristor Nó làà điện áp rơii khóa k dẫn Forward d voltages [D Device Vf, Diode D Vfd] TS PHAN QUỐC DŨN NG – TS LÊ MINH M PHƯƠN NG Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện P Page 163  Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN    [Điện áp dẫn [Khóa công suất Vf, Diode Vfd] (V)]: Thông số xuất lựa chọn Power electronic device GTO/Diodes hay IGBT/Diodes [Tf (s) Tt (s)] [Thời gian giảm Tf (s), Thời gian trễ Tt(s)]: Áp dụng cho GTO hay IGBT Measurements [Đo lường]: Cho phép lựa chọn tham số cần đo chuyển đến Multimeter thể Scope: • None: Khơng có tham số lựa chọn • Device voltages: Điện áp khóa cơng suất • Device current: Dịng điện khóa cơng suất Nếu có sử dụng diode ngược dịng điện đo dịng điện tổng: Dịng điện dương chạy qua khóa cơng suất đóng ngắt cưỡng bức, dịng điện âm qua diode ngược Nếu snubber lựa chọn dịng điện đo dịng qua khóa cơng suất • UAB UBC UCA UDC: Điện áp điểm nối cầu • All voltage and currents: Tất điện áp dịng điện cầu cơng suất Để thị dịng điện cần đo ta sử dụng khối Multimeter kết hợp với khối Scope, mục Available Measurements lựa chọn đại lượng dòng điện cần đo Thơng số cần đo Điện áp khóa cơng suất Tên tín hiệu Usw1:, Usw2:,Usw3:,Usw4:,Usw5:,Usw6: Dịng điện qua khóa công suất Isw1:, Isw2:, Isw3:, Isw4:, Isw5:, Isw6: Điện áp điểm nối Uab:, Ubc:, Uca:, Udc: Khuyến cáo hạn chế: Universal Bridge rời rạc hóa để sử dụng mơ theo bước Trong trường hợp giao tiếp logic Universal Bridge nối khóa cơng suất diode nhánh cầu Lưu ý: Bộ biến đổi tạo từ khóa cơng suất điều khiển đóng ngắt cưỡng riêng lẻ khơng thể rời rạc hóa TS PHAN QUỐC DŨNG – TS LÊ MINH PHƯƠNG  Simulink-Power-System-blockset - simulink  thí nghiệm truyền động điện Page 164  Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện THÍ NGH HIỆM TRU UYỀN ĐỘN NG ĐIỆN   Ví dụ-1: Trên mơ hìnnh Universall_bridges_ellectronica.m mdl sử dụng hhai khối Univ versal Bridgge biến tầần AC/DC/A AC bao gồm chỉnh lư ưu, mạch DC C nghịcch lưu IGBT T Điều khiểnn biến tần theo t điều chếế độ rọng xuung pulse-wiidth modulatted (PWM) vvới điện áp ngõ n tần sốố 50Hz Tần số đóóng ngắt củaa linh kiện làà 2000Hz Bộ nghịch lưu IGBT điều khiển khâu hiệu h chỉnh PII regulator thheo điện áp 1p.u (380 Vrms, V 50 Hz) tải Khối Mu ultimeter dùn ng để hiển th hị dòng điện diode ccầu diodes v khóa cơng c suất IGBT T/Diodes v cầầu IGBT Khởi độnng mô phỏngg, sau khoảngg 40 ms, hệ thống đạt trạạng thái ổn định đ Dạng sóng s điện áp DC, điện áp ngõ n biếến tần điệnn áp tải đượcc hiển thị Scope S Thàành phần hài áp tảải lọc LC filter Biên độ điện ápp tải 537 V (Trị hiệu dụng d áp tải làà 380 V) v trị trung bình b điện áp DC s Trong trạạng thái xác lập tỷ số điềều chế modulation index m = 0.77, 780 V Vabb = 780 V * 00.612 * 0.80 = 382 V RM MS TS PHAN QUỐC DŨN NG – TS LÊ MINH M PHƯƠN NG Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện P Page 165  Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN    TS PHAN QUỐC DŨNG – TS LÊ MINH PHƯƠNG  Simulink-Power-System-blockset - simulink  thí nghiệm truyền động điện Page 166  Simulink-Power-System-blockset - simulink thí nghiệm truyền động điện THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN    Ví dụ-2: Trên mơ hình Universal_bridges_electronica_2.mdl mơ chỉnh lưu cầu pha Thyristor làm việc hai chế độ chỉnh lưu nghịch lưu Ban đầu chỉnh lưu làm việc chế độ chỉnh lưu với góc điều khiển 150, thời điểm t=0.06 tăng góc điều khiển lên đến 1600 chuyển sang chế độ nghịch lưu (công suất tải âm P