Nghiên cứu bộ biến đổi PWM với tính năng bù công suất phản kháng và hạn chế sóng nhiễu

Bài viết Nghiên cứu bộ biến đổi PWM với tính năng bù công suất phản kháng và hạn chế sóng nhiễu tập trung nghiên cứu phương pháp điều chế PWM trong bộ biến đổi AC/DC 2 chiều với điều khiển kết hợp PI và điều khiển mờ với 2 vòng hồi tiếp dòng điện trong và điện áp ngoài đảm bảo bù công suất phản kháng và giảm nhiễu cho mạng điện.

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 NGHIÊN CỨU BỘ BIẾN ĐỔI PWM VỚI TÍNH NĂNG BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG VÀ HẠN CHẾ SĨNG NHIỄU Vũ Minh Quang Trường Đại học Thủy lợi, email: quangvmtl@gmail.com GIỚI THIỆU CHUNG Hiện vấn đề bù công suất phản kháng nâng cao hiệu suất chất lượng điện có ý nghĩa quan trọng truyền tải tiêu thụ điện Nội dung đề tài tập trung nghiên cứu phương pháp điều chế PWM biến đổi AC/DC chiều với điều khiển kết hợp PI điều khiển mờ với vòng hồi tiếp dịng điện điện áp ngồi đảm bảo bù công suất phản kháng giảm nhiễu cho mạng điện Xây dựng mơ hình mơ phần mềm Matlab đạt kết tốt PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nghiên cứu điều chế PWM chỉnh lưu lý thuyết kết hợp xây dựng mơ hình mơ kiểm nghiệm, cụ thể: + Dựa vào khảo sát cơng suất phản kháng tức thời dịng điện sóng hài ip - iq + Phân tích, sử dụng kết hợp điều khiển PI điều khiển mờ điều chế PWM + Tiến hành mô kiểm chứng phần mềm Matlab Hình Mơ hình mạng điện Sau trình nghiên cứu tác giả tiến hành phân tích thành phần dịng điện IRp IRq Thành phần tác dụng I Rp thực chức chỉnh lưu dòng tức cung cấp lượng đầu Thành phần phản kháng IRq quan hệ chỉnh lưu lưới điện ảnh hưởng đến song hài điện áp dây chiều Phân tích véc tơ dịng điện điện áp mơ tả hình  b VS VS  I Lp IR IL I L IRq I Rp  e a i VS  I L  ILq KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1, Xây dựng mơ hình biến đổi chiều AC/DC có điều chế PWM mạng điện [1,2] Mơ hình mạng điện làm việc với biến đổi AC/DC bù cơng suất phản kháng thể hiên hình Dịng điện tải I L dòng điện thành phần biến đổi IR c Hình Phân tích véc tơ Do đề tài đưa phương pháp điều khiển thơng qua điều chế thành phần I Rp đảm cấp điện áp, lượng Vdc thành phần IRq nhằm bù công suất phản kháng phù hợp với giám sát cơng suất từ nhóm phụ tải 488 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 sau biến đổi từ xây dựng điều khiển vòng hồi tiếp kết hợp PI điều khiển mờ Mơ hình điều khiển biến đổi PWM có bù cơng suất phản kháng hạn chế sóng hài 3.2 Xây dựng điều khiển PI k ết hợp hình 4: điều khiển mờ [3] Bộ điều khiển mờ kết hợp PI xây dựng theo cấu trúc hình 3: Hình 4a Cấu trúc hệ thống điều khiển Hình Bộ điều khiển Đầu vào điều khiển e ( độ chênh điện áp Vdc ), ec ( tốc độ biến thiên chênh diện áp ) đầu u ( dòng điện điều chế biến đổi I Rp ) Thơng qua tính tốn định lượng ta có phân bố biến theo dạng: X  6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, 1, 2, 3, 4, 5,  6 Với mức: NB, NM, NS, O, PS, PN, PB Luật điều khiển mô tả theo cấu trúc: if e is A and ec is B then u is C bảng 1: Hình 4b Cấu trúc hệ thống điều khiển Matlab Bảng luật điều khiển mờ Hình 4c điều khiển mờ Matlab Các hệ số phụ thuộc tính chọn: Trọng em, ecm, biến 3.3 Kết mơ Với số liệu mơ cho mạng điện có (3.1) điện áp 380V/ 50Hz, phụ tải ba pha R1 = 5,22Ω; phụ tải nguồn chỉnh lưu không điều chỉnh sinh sóng hài, L2 = 1mH; um dải giới hạn C2 = 1000µF; L3 = 24mH; tải chiều 25Ω Kp = 0,4; Ki = 0,5 Kết hình 489 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 Phổ tần cho thấy sóng hài bậc cao dịng điện lưới gần hạn chế hoàn toàn sau điều khiển bù công suất phản kháng mạng điện Điều khẳng định chất lượng điều khiển làm giảm ảnh hưởng nhiễu từ phụ tải tác động vào hệ thống điện KẾT LUẬN a) Dòng điện trước bù; b) Dịng điện sau bù; c) Sóng bù; d) Điện áp chiều Đề tài nghiên cứu tính điều chế PWM cho biến đổi AC/DC hai vòng hổi tiếp dòng điện điện áp, tiến hành điều chế loại sóng hài bù cơng suất phản kháng cho mạng điện, cải thiện sóng dịng điện Áp dụng phương pháp kết hợp điều khiển PI mờ cho điều khiển, mô phần mềm Matlab kết đạt chất lượng tốt Hình Kết mơ giảm nhiễu TÀI LIỆU THAM KHẢO Kết mơ cho thấy từ việc giám sát sóng hài phụ tải tiến hành điều [1] H Akagi,Y Kanazawa，A Nabae．Generalized theory of the instantaneous reactive power in khiển bù phù hợp sóng dịng điện tải có chất tree-phase circuits【C】．IEEE ＆JIEE lượng tốt gần sin Điện áp chỉnh lưu Procecdings IPEC．Tokyo，1983：483· chiều ổn định Điều đảm bảo chất lượng [2] Trần Trọng, Nghiên cứu biện pháp kĩ thuật tốt cho hệ thống điều khiển thiết kế thiết bị lọc sóng hài hệ thống Phổ tần sóng hài dịng điện trước bù sau điện., Đại học Triết Giang , Trung Quốc 2005 bù mơ tả hình [3] [4] Xu bin.Predictive direct power control Hình Phổ tần sóng hài dịng diện strategy based on fuzzy logic for voltag source PWM rectifier[J] ELECTRIC M ACHINES AND CONTROL,2010.8 [4] J Dixon．S Tepper，L M oran．Practical Evaluation of Different M odulation Techniques for Current-controlled Voltage Source Inverters【J】．IEE Proceedings Electric Power Ap plications，1996，143(4)：30l-306． [5] XIE M en-xi Research on PWM rectifier with voltage oriented control strategy[J].ELECTRIC DRIVE AUTOM ATION 2009 490 ... trước bù; b) Dịng điện sau bù; c) Sóng bù; d) Điện áp chiều Đề tài nghiên cứu tính điều chế PWM cho biến đổi AC/DC hai vòng hổi tiếp dòng điện điện áp, tiến hành điều chế loại sóng hài bù cơng suất. .. ISBN: 978-604-82-2548-3 sau biến đổi từ xây dựng điều khiển vòng hồi tiếp kết hợp PI điều khiển mờ Mơ hình điều khiển biến đổi PWM có bù cơng suất phản kháng hạn chế sóng hài 3.2 Xây dựng điều... cao dịng điện lưới gần hạn chế hoàn toàn sau điều khiển bù công suất phản kháng mạng điện Điều khẳng định chất lượng điều khiển làm giảm ảnh hưởng nhiễu từ phụ tải tác động vào hệ thống điện KẾT