BÀI TẬP LỚN Dương Ngọc Huy 20191892 Phạm Ngọc Hải 20191816 Đỗ Văn Hùng 20191865 Thiết kế hệ thống điều khiển bộ biến đổi PFC kiểu Boost Bộ môn Điều khiển điện tử công suất Giảng viên PGS TS Vũ Hoàng P[.]
Thiết kế hệ thống điều khiển biến đổi PFC kiểu Boost Bộ môn: Điều khiển điện tử công suất Giảng viên: PGS.TS Vũ Hoàng Phương Dương Ngọc Huy Phạm Ngọc Hải Đỗ Văn Hùng 20191892 20191816 20191865 Nội dung trình bày Phần 1: Tổng quan PFC Phần 2: Tính tốn thơng số Phần 3: Mơ hình hóa Phần 4: Thiết kế điều khiển Phần 5: Mô nhận xét I Tổng quan PFC Hệ số công suất (PF) thiết bị điện định nghĩa tỉ số công suất thực tiêu thụ tải với công suất biểu kiến mạch Với : điện áp hiệu dụng sóng hài bậc n ∞ 𝑷 𝑷𝑭 = = 𝑺 ∑ 𝑽 𝒏 ,𝒓𝒎𝒔 ∙ 𝑰 𝒏 ,𝒓𝒎𝒔 ∙ 𝒄𝒐𝒔 𝝋 𝒏 𝟏 𝑽 𝒓𝒎𝒔 ∙ 𝑰 𝒓𝒎𝒔 dòng điện hiệu dụng sóng hài bậc n góc lệch pha điện áp dòng điện bậc n Với giả thiết nguồn lưới có điện áp hình sin lý tưởng Khi điện áp lưới khơng có thành phần sóng hài Khi ta có: 𝑷 𝑰 𝟏 ,𝒓𝒎𝒔 ∙ 𝒄𝒐𝒔𝝋 𝑷𝑭 = = = 𝑲 𝒑 ∙ 𝒄𝒐𝒔 𝝋 Với: tỉ lệ dòng điện dòng hiệu dụng 𝑺 𝑰 𝒓𝒎𝒔 Ý nghĩa hệ số công suất : là đại lượng vật lý có ý nghĩa đặc biệt quan trọng mạch điện xoay chiều Vì hệ số cơng suất đại lượng dùng để đánh giá mức độ sử dụng điện I Tổng quan PFC Độ méo sóng hài tổng (THD) tỷ số giá trị hiệu dụng thành phần sóng hài dịng điện giá trị hiệu dụng thành phần dịng điện có tần số Nó thể mức độ méo dạng dịng điện sóng hài gây 𝑛 𝑇𝐻𝐷= √ () ∑ Quan hệ PF THD: 𝑖𝑛 𝑖1 𝑃𝐹 = =𝐾 𝑝 ∙ 𝑐𝑜𝑠 𝜑 √1+𝑇𝐻 𝐷 Ảnh hưởng sóng hài : sóng hài xem dạng nhiễu Nó gây số tác hại động gây tượng nhiệt gây tiếng ồn, tụ điện gây nhiệt đánh thủng lớp điện môi,… Giải pháp chống sóng hài : • • • • Chỉnh lưu 12 xung Bộ lọc thụ động Bộ lọc tích cực … I Tổng quan PFC PFC (Power Factor Correction): điều chỉnh hệ số cơng suất với mục đích đảm bảo tồn hệ thống hoạt động với hiệu suất tối đa Mạch PFC thụ động Mạch PFC tích cực I Tổng quan PFC Mạch PFC thụ động Ưu điểm Cấu trúc đơn giản, có khả Mạch PFC tích cực chống nhiễu tốt Thành phần sóng hài thấp so với mạch PFC thụ động Tổn hao chuyển mạch Giảm giá trị dịng điện tụ đầu Cải thiện hệ số công suất cỡ 0.7÷0.85 Hệ số cơng suất cao ( 95%) Giảm kích thước chi phi linh kiện so với mạch PFC thụ động Nhược điểm Bộ lọc nặng dùng tụ lớn Yêu cầu thiết kế phức tạp so với mạch PFC thụ động Đáp ứng động Cơng suất giớ hạn nhỏ Lệch pha dịng điện điện áp lưới lớn I Tổng quan PFC Sơ đồ mạch lực biến đổi PFC sử dụng cầu chỉnh lưu không điều khiển diode biến đổi DC-DC kiểu Boost Đầu vào mạch PFC sử dụng mạch cầu chỉnh lưu pha với ưu điểm: trọng lượng nhẹ, kích thước nhỏ, mật độ lượng cao…có thể thay thể cho máy biến áp tần số thấp nguồn lượng truyền thống II Tính tốn thơng số Tham số thiết kế Tham số Giá trị Điện áp đầu vào Tần số điện áp đầu vào Công suất biến đổi Điện áp đầu Tần số chuyển mạch II Tính tốn thơng số Tính tốn phần tử thụ động mạch lực Tính tốn điện trở Dịng điện ra: Hệ số điều chế: Điện tải trở tương đương: II Tính tốn thơng số Tính tốn phần tử thụ động mạch lực Tính tốn cuộn cảm Dịng điện trung bình cuộn cảm: Độ đập mạch dòng điện: Hệ số đập mạch dòng điện khoảng (10-20%), chọn Chọn điện cảm 10