ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
Đề tài: Thiết kế điều khiển cho bộ biến đổi chỉnh lưu tia 3 pha sử dụng thyristor
Sinh viên thực hiện:
Trang 3Nội dung trình bày
1 Yêu cầu thiết kế
2 Sơ đồ mạch lực, tính toán và mô hình hóa
3 Cấu trúc điều khiển
4 Tổng hợp bộ điều khiển5 Mô phỏng và kết quả mô
phỏng
6 Kết luận và nhận xét
Trang 41.Yêu cầu thiết kế
Thiết kế điều khiển cho bộ biến đổi chỉnh lưu tia 3 pha sử dụng thyristor với các thông số :
• Điện áp xoay chiều đầu vào: =
• Điều khiển ổn định dòng điện tải đầu ra, với điểm làm việc • Thông số tải:
Trang 6
2.Sơ đồ mạch lực
Khâu đồng pha giúp xác định
xung kép mở Thysistor theo góc yêu cầu
Trang 72.Tính toán mạch lực
• Chu kỳ mạch: f = 50Hz T=0,02• Điểm làm việc :
• Góc mở thysistor tại điểm làm việc:
Có:
=> => =>
Trang 82.Tính toán và thiết kế mạch lực
- Ta có các công thức tính các hệ số của bộ biến đổi DC-DC
- Đồng thời khi có bộ điều chỉnh Gc(s) ta có các quan hệ hàm truyền mới:
Trang 9- Từ đó tính toán được hàm truyền đạt:
Trang 102.Tính toán và thiết kế mạch lực
- Sử dụng M-file để xét độ ổn định của hệ thông qua đồ thị bode:
Trang 112.Tính toán và thiết kế mạch lực
Hàm truyền có tần số cắt 9.95kHz và độ dự trữ pha là PM = - nên hệ kín
System: Gvd
Phase Margin (deg): -1.98Delay Margin (sec): 9.99e-05At frequency (kHz): 9.95Closed loop stable? No
Trang 12Có 2 phương pháp đó là sử dụng bộ bù loại III và bộ bù PID:
3 Thi ế t k ế b ộ đ i ề u khi ể n
Trang 13- Tần số cắt (fc) nên bé hơn 1/5 tần số RHP của của đối tượng
(hàm truyền quan hệ giữa điện áp đầu ra và hệ số điều chế)
- Tần số cắt (fc) nên lớn hơn ít nhất 2 tần số cộng hưởng của
của đối tượng (hàm truyền quan hệ giữa điện áp đầu ra và hệ số điều chế) –
- Ta thực hiện trên Matlab như sau:
Sử dụng lệnh [mag,phase]=bode(,2*pi*1000) ta có: |) = 17,6151
Thiết kế bộ bù PID
Trang 143.Thiết kế bộ điều khiển
- Dựa vào độ dữ trữ pha của hàm truyền đạt PM = - và độ dự trữ pha mong muốn PM = , ta xác định được điểm không và điểm cực của bộ bù :
- Tần số cắt (fc) nên bé hơn 1/10 tần số phát xung của bộ biến đổi - Tần số cắt (fc) nên bé hơn 1/5 tần số RHP của của đối tượng (hàm
truyền quan hệ giữa điện áp đầu ra và hệ số điều chế)
- Tần số cắt (fc) nên lớn hơn ít nhất 2 tần số cộng hưởng của của đối tượng (hàm truyền quan hệ giữa điện áp đầu ra và hệ số điều chế) –- Ta thực hiện trên Matlab như sau:
= 0,25 kHz = 4,01 kHz
Thiết kế bộ bù PID
Trang 153.Thiết kế bộ điều khiển
Tiếp tục sử dụng M-file để xác định đồ thị Bode
Trang 163.Thiết kế bộ điều khiển
Thấy tần số cắt 1 kHz và pha dự trữ là sát với yêu cầu đặt ra nên chấp nhận được, hệ hở ổn định
-20-10010203040
Trang 173.Thiết kế bộ điều khiểnThiết kế bộ bù loại III
- Ta sẽ thiết kế bộ bù có cấu trúc theo bộ bù loại III để có tần số cắt đạt được 1,5 kHz
- Ta thực hiện trên Matlab như sau:
Sử dụng lệnh [mag,phase]=bode(,2*pi*1500) ta có: |) = 7,3965
= arcG(j=
Sử dụng lệnh [mag,phase]=bode(,2*pi*1500) ta có: |) = 0,0053
= arc (j=
Trang 193.Thiết kế bộ điều khiển
Tiếp tục sử dụng M-file để xác định đồ thị Bode
Trang 203.Thiết kế bộ điều khiển
System: untitled1Gain Margin (dB): 7.68At frequency (kHz): 3.32Closed loop stable? Yes
Hàm truyền có tần số cắt là 1,5 kHz như đã đặt và có độ dự trữ pha là PM = nên hệ hở ổn định
Trang 214.Mô phỏng
Mô hình tổng thể
Trang 224.MÔ PHỎNG
Mô hình mô phỏng khối Boost Converter
Trang 25• Giá trị giao động của điện áp theo bộ điều
khiển bù loại III nhỏ hơn so với bộ điều khiển
Trang 26THANK YOU !
