(Đồ án hcmute) mô hình mạch nghịch lưu 3 pha 3 bậc diode kẹp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ MƠ HÌNH MẠCH NGHỊCH LƯU PHA BẬC DIODE KẸP GVHD: ThS ĐỖ ĐỨC TRÍ SVTH: PHẠM MINH ĐĂNG MSSV: 11142175 SVTH: LÂM SÂM VỸ MSSV: 11142208 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2015 an TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƢỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH MẠCH NGHỊCH LƢU PHA BẬC DIODE KẸP SVTH: PHẠM MINH ĐĂNG LÂM SÂM VỸ MSSV: 11142175 11142208 Khoá : 2011 Ngành : Công nghệ kỹ thuật Điện – Điện tử GVHD: Th.S ĐỖ ĐỨC TRÍ TP.Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2015 an TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƢỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MƠ HÌNH MẠCH NGHỊCH LƢU PHA BẬC DIODE KẸP SVTH: PHẠM MINH ĐĂNG LÂM SÂM VỸ MSSV: 11142175 11142208 Khoá : 2011 Ngành : Công nghệ kỹ thuật Điện – Điện tử GVHD: Th.S ĐỖ ĐỨC TRÍ TP.Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2015 an PHẦN A GIỚI THIỆU an ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƢỢNG CAO www.fhq.hcmute.edu.vn CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc -*** - Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2015 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: LÂM SÂM VỸ MSSV: 11142208 PHẠM MINH ĐĂNG MSSV: 11142175 Ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Lớp: 11142CLC Giảng viên hướng dẫn: Th.S ĐỖ ĐỨC TRÍ ĐT: 0903666073 Tên đề tài : “MƠ HÌNH MẠCH NGHỊCH LƢU PHA BẬC DIODE KẸP” Các số liệu ban đầu : Nội dung phần thuyết minh : Các vẽ đồ thị : Ngày nhận đề tài:….02/2015 Ngày nộp đề tài:… 07/2015 Ngày……tháng……năm 2015 Chủ nhiệm môn (Ký & ghi rõ họ tên) an Ngày……tháng……năm 2015 Giáo Viên hƣớng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƢỢNG CAO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc -*** - www.fhq.hcmute.edu.vn Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2015 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Họ tên sinh viên: LÂM SÂM VỸ MSSV: 11142208 PHẠM MINH ĐĂNG MSSV: 11142175 Ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Lớp: 11142CLC Tên đề tài : “MƠ HÌNH MẠCH NGHỊCH LƢU PHA BẬC DÙNG DIODE KẸP” Giảng viên hướng dẫn: NHẬN XÉT: Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không?: Đánh giá loại: Điểm:…………………… (Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày…….tháng…… năm 2015 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) an ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƢỢNG CAO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc -*** - www.fhq.hcmute.edu.vn Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2015 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên sinh viên: LÂM SÂM VỸ MSSV: 11142208 PHẠM MINH ĐĂNG MSSV: 11142175 Ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Lớp: 11142CLC Tên đề tài : “MƠ HÌNH MẠCH NGHỊCH LƢU PHA BẬC DÙNG DIODE KẸP” Giảng viên phản biện: NHẬN XÉT: Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không?: Đánh giá loại: Điểm:…………………… (Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày…….tháng…… năm 2015 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) an LỜI CẢM ƠN Sau gần tháng nỗ lực thực hiện, luận văn nghiên cứu “Mơ hình nghịch lƣu pha bậc diode kẹp” phần hoàn thành Ngồi cố gắng thân, chúng em nhận khích lệ nhiều từ phía nhà trường, thầy cơ, gia đình bạn bè Chúng em xin cám ơn thầy cô trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh truyền đạt kiến thức quý báu cho chúng em suốt trình học tập.Đặc biệt chúng em xin bày tỏ lòng chân thành cám ơn sâu sắc đến thầy Đỗ Đức Trí, người tận tình hướng dẫn giúp đỡ chúng em suốt trình làm luận văn tốt nghiệp Mặc dù chúng em cố gắng thời gian kiến thức thân nhiều hạn chế nên luận văn chúng em khơng tránh thiếu sót Chúng em hy vọng nhận đóng góp ý kiến quý báu từ thầy cô, bạn bè người quan tâm để luận văn hoàn thiện Chúng xin cám ơn tất bạn bè động viên, giúp đỡ học tập hồn thành tốt luận văn Nhóm thực đề tài Lâm Sâm Vỹ Phạm Minh Đăng i an LỜI NĨI ĐẦU Trong thời kỳ khoa học cơng nghệ ngày phát triển, q trình tự động hóa vào sống sản xuất; máy móc, thiết bị thay cho sức người, trình điều khiển dây chuyền sản xuất ngày đơn giản hơn.Bên cạnh việc điều khiển thiết bị, máy móc địi hỏi ngày cao, tốc độ động cần kiểm soát điều chỉnh cách linh hoạt vấn đề cấp thiết Theo xu đó, thiết bị phục vụ cho trình điều khiển tốc độ động xuất ngày nhiều : khởi động mềm, biến áp, biến tần,… Tuy nhiên thiết bị có biến tần có ưu điểm bật tính ưu việt như: điều chỉnh tốc độ động thông qua việc thay đổi tần số điện áp cách đơn giản, dễ dàng, cấu tạo nhỏ gọn, linh động trình vận chuyển, có khả điều khiển động có cơng suất lớn mà hiệu suất làm việc cao Chính ưu điểm bật mà biến tần ngày chiếm lĩnh thị trường có mặt hầu hết nhà máy, xí nghiệp với hãng tiếng như: Siemen, Omron, Hitachi,….Bên cạnh đó, giá thành biến tần vấn đề khơng nhỏ nhà máy, xí nghiệp có qui mơ khơng lớn lại có nhu cầu sử dụng biến tần Để cấu thành nên máy biến tần hoàn chỉnh cần nhiều khối phận, khối quan trọng khối nghịch lưu Nhân dịp làm đồ án tốt nghiệp với kiến thức có nên nhóm sinh viên định nghiên cứu biến tần chọn đề tài “Mơ hình mạch nghịch lƣu pha bậc diode kẹp” với mục tiêu ứng dụng kiến thức học để ứng dụng thực tế đời sống Bằng kiến thức học tìm tịi, nhóm cố gắng hồn thiện đề tài thời gian quy định đáp ứng yêu cầu đặt ra.Tuy nhiên, thời gian ngắn nên tránh khỏi sai sót q trình thực hiện, mong nhận góp ý thầy bạn Nhóm thực đề tài Lâm Sâm Vỹ Phạm Minh Đăng ii an TÓM TẮT ĐỀ TÀI Luận văn thực Mơ hình mạch nghịch lưu pha bậc diode kẹp Thông qua mô Matlab để đối chiếu với kết thực tế Luận văn gồm nội dung sau: Chương 1: Dẫn nhập, giới thiệu tình hình chung, lý chọn đề tài, mục tiêu giới hạn đề tài Chương 2: Giới thiệu tổng quan biến tần nghịch lưu áp đa bậc So sánh dạng cấu trúc mạch nghịch lưu rút nhận xét Chương 3: Trình bày lý thuyết động khơng đồng pha Lý thuyết phương pháp điều khiển từ rút nhận xét Chương 4: Thực mô phần mềm Matlab Simulink để lấy kết làm sở đối chiếu với mạch thực tế Chương 5: Thực mơ hình mạch nghịch lưu pha bậc diode kẹp So sánh với kết mô rút nhận xét iii an Hình 5.45: Tín hiệu điều khiển pha B a) Kết thực tế; b)Kết mơ Hình 5.46: Tín hiệu điều khiển pha B a) Kết thực tế; b)Kết mô 5.3.2 Điện áp pha – tâm nguồn cân ngõ mạch công suất 75 an Hình 5.47: Điện áp pha – tâm nguồn cân pha thực tế a) Pha A; b) Pha B; c) Pha C Hình 5.48: Điện áp pha – tâm nguồn cân pha A,B,C mô 76 an 5.3.3 Điện áp ngõ tải Hình 5.48: Điện áp tải nguồn cấp 100 VAC Hình 5.50: Điện áp tải nguồn cấp 220 VAC Hình 5.51: Điện áp tải mơ 5.4 Nhận xét: Từ kết mạch thực tế, so sánh với mạch mơ nhóm thấy khơng có khác biệt Như mạch thực tế cho thấy nhóm thực yêu cầu cần đạt 77 an PHẦN C ĐỀ XUẤT& KẾT LUẬN 78 an KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI So sánh kết chương chương 5, nhóm thấy kết tương đồng với cho thấy nhóm hướng, vận dụng kiến thức học kiểm tra kiến thức thông qua mạch mơ mơ hình thực tế Trong q trình thực đề tài, nhóm gặp khơng khó khăn trải qua nhiều cố đáng tiếc Tuy nhiên, với khó khăn cố, nhóm rút học kinh nghiệm sau: - Trong q trình thi cơng ráp mạch lúc thực nghiệm cần ý nhiễu tín hiệu điều khiển Điều nguy hiểm làm chết linh kiện cơng suất cháy card DSP - Bên cạnh việc ý tín hiệu điều khiển, cần ý cố nguồn cung cấp cho card DSP, mạch Kết dẫn đến đo đạc sai trình thực nghiệm - Khi viết chương trình cho card DSP ý mã chân phải khớp với thực tế khơng dẫn đến việc kích sai gây hỏng mạch - Cần ý phần tử cách điện phải đảm bảo, tránh dòng rò lúc thực nghiệm gây cháy mạch, đặc biệt ý phần miếng lót giá đỡ mơ hình 79 an HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Như phần hạn chế đề tài mà nhóm nêu lên phần đầu đồ án, đề tài nhóm phát triển thêm sau: - Tính tốn thiết kế mạch sau cho phù hợp với nhiều loại động nhiều dãy công suất khác - Tính tốn khâu hồi tiếp điều khiển ổn định cho mạch tính tốn đến khâu cân tụ đầu nguồn cấp cho mạch - Ngoài việc nghịch lưu điện chiều, so sánh với mô rút nhận xét, đề tài nên phát triển thêm khâu điều khiển thay đổi tần số cho tín hiệu ngõ 80 an KẾT LUẬN Dựa vào mục tiêu đề tài giới hạn đề tài mà ban đầu nhóm đặt ra, kết hợp với kết thực tế, nhóm rút mục tiêu đạt sau: - Ôn tập củng cố kiến thức mạch nghịch lưu đa bậc - Viết chương trình điều khiển nghịch lưu phương pháp PWM thông qua phần mềm Matlab – Simulink để nạp cho điểu khiển DSP - Mô mạch nghịch lưu, lấy dạng sóng ngõ vào, - Thi cơng mạch thực tế chạy tải động pha Yungshun 1HP - So sánh dạng sóng mạch mơ mạch thực tế - Rút lỗi hay mắc phải thực đề tài, khó khăn kiến thức phụ trợ cố thực tế xảy khác với lý thuyết 81 an PHỤ LỤC QUY TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI STT Thời gian Nội dung Tuần Tìm kiếm tham khảo tài liệu Tuần Cài đặt phần mềm Matlab Tiến hành viết chương trình thử nghiệm matlab Simulink Tuần Viết chương trình điều khiển Matlab Ghi Cài đặt phần mềm CCS Tuần đến Thi cơng mơ hình tuần 10 Tuần 10 đến Nạp chương trình vào card DSP tuần 14 Chạy thử tải đèn lấy kết Chạy tải động lấy kết Khắc phục lỗi cố Tuần 14 đến Viết báo cáo Tiếp tục kiểm tra mơ hình tuần 16 khắc phục cố Tuần 16 đến Hồn thành cơng đoạn cuối Chuẩn bị cho buổi bảo vệ 82 an PHỤ LỤC CÁC KẾT QUẢ MÔ PHỎNG KHÁC Biên độ điều chế 0.5, 0.9, 1.2 - Tần số điều chế f = 1kHz 83 an - Tần số điều chế f = 3kHz 84 an 85 an - Tần số điều chế f = 10kHz 86 an 87 an TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Văn Nhờ, “Giáo trình điện tử công suất 1” Nhà xuất Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh 2002 Hồng Ngọc Văn, “Giáo trình điện tử công suất”, Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM 2012 Hồng Ngọc Văn, “Giáo trình thực hành điện tử công suất”, Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM 2012 Đỗ Đức Trí, “Giáo trình điện tử thực hành”, Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM 2012 Nguyễn Quang Tiến, Kỹ thuật PWM, Luận tốt nghiệp Đại học, Trường Đại học Bách Khoá TP.HCM 2006 Trần Quốc Hồn, Mơ kỹ thuật điều chế bề rộng xung, Luận văn tốt nghiệp, Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM 2007 Phạm Xuân Hổ, So sánh kỹ thuật điều chế gián đoạn cho nghịch lưu áp đa bậc, Luận văn Thạc sĩ 2006 Nguyễn Văn Nhờ and Hong Hee Lee, Analysis of Carriers Based PWM Methods Based on Optimization of Voltage Errors 88 an S an K L 0 ... RCV Hình 5.29: Khối eCAN RCV Hình 5 .30 : Khối eCAN XMT Hình 5 .31 : Khối CCP Hình 5 .32 : Chương trình chạy thử phần mềm Hình 5 .33 : Sơ đồ tổng qt mơ hình nghịch lưu pha bậc diode kẹp Hình 5 .34 : Mơ hình. .. F2 835 5 Hình 5 .35 : Sơ đồ ngun ký mạch nguồn Hình 5 .36 : Mơ hình mạch nguồn xii an Hình 5 .37 : Sơ đồ ngun lý mạch đệm Hình 5 .38 : Mơ hình mạch đệm Hình 5 .39 : Sơ đồ ngun lý mạch kích Hình 5.40: Mơ hình. .. pha (Vdc) khóa Điện áp dây (Vdc) S1 S3 S5 Van Vbn Vcn Vab Vbc Vca V0 0 0 0 0 V1 0 2 /3 -1 /3 -1 /3 -1 V2 1 1 /3 1 /3 -2 /3 -1 V3 -1 /3 2 /3 -1 /3 -1 V4 1 -2 /3 1 /3 1 /3 -1 V5 0 -1 /3 -1 /3 2 /3 -1 V6 1 1/3