Bao cao Chuyen de FPGA direct MA
B B Á Á O C O C Á Á O CHUYÊN Đ O CHUYÊN Đ Ề Ề ĐI ĐI Ề Ề U CH U CH Ế Ế DIRECT MATRIX CONVERTER B DIRECT MATRIX CONVERTER B Ằ Ằ NG GI NG GI Ả Ả I I THU THU Ậ Ậ T ĐI T ĐI Ề Ề U CH U CH Ế Ế VECTOR KHÔNG GIAN TRÊN FPGA VECTOR KHÔNG GIAN TRÊN FPGA Họ tên học viên: Dương Hữu Trí MSHV: 01808325 Chuyên ngành: Thiết bị mạng và nhà máy điện Khóa: K2008 Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS NGUYỄN VĂN NHỜ 1.Gi 1.Gi ớ ớ i i thi thi ệ ệ u u : : 1.1 B 1.1 B ộ ộ bi bi ế ế n đ n đ ổ ổ i ma tr i ma tr ậ ậ n (matrix converter): n (matrix converter): B B ộ ộ bi bi ế ế n đ n đ ổ ổ i ma tr i ma tr ậ ậ n (MC) l n (MC) l à à c c á á c dãy kho c dãy kho á á b b á á n d n d ẫ ẫ n n đư đư ợ ợ c b c b ố ố tr tr í í th th à à nh d nh d ạ ạ ng ma tr ng ma tr ậ ậ n 3x3 v n 3x3 v à à đư đư ợ ợ c k c k ế ế t n t n ố ố i i tr tr ự ự c ti c ti ế ế p v p v ớ ớ i 3 pha ngu i 3 pha ngu ồ ồ n t n t ớ ớ i 3 pha t i 3 pha t ả ả i. Nh i. Nh ữ ữ ng thu ng thu ậ ậ n n l l ợ ợ i ch i ch í í nh c nh c ủ ủ a MC l a MC l à à không c không c ó ó th th à à nh ph nh ph ầ ầ n trung gian DC, n trung gian DC, cung c cung c ấ ấ p công su p công su ấ ấ t hai chi t hai chi ề ề u v u v à à c c ó ó th th ể ể đi đi ề ề u ch u ch ỉ ỉ nh h nh h ệ ệ s s ố ố công su công su ấ ấ t đ t đ ầ ầ u v u v à à o. o. B B ộ ộ bi bi ế ế n đ n đ ổ ổ i ma tr i ma tr ậ ậ n đư n đư ợ ợ c chia l c chia l à à m 2 lo m 2 lo ạ ạ i l i l à à tr tr ự ự c ti c ti ế ế p v p v à à gi gi á á n ti n ti ế ế p. p. - - Phương ph Phương ph á á p gi p gi á á n ti n ti ế ế p c p c ó ó hai lo hai lo ạ ạ i i : : + th + th ứ ứ nh nh ấ ấ t t : G : G ồ ồ m hai h m hai h ệ ệ th th ố ố ng ng ả ả o l o l à à ph ph ầ ầ n ch n ch ỉ ỉ nh lưu nh lưu 3 pha v 3 pha v à à ph ph ầ ầ n ngh n ngh ị ị ch lưu ch lưu 3 pha thông qua m 3 pha thông qua m ộ ộ t th t th à à nh nh ph ph ầ ầ n DC n DC ả ả o [3]. o [3]. + Th + Th ứ ứ hai hai : G : G ồ ồ m hai c m hai c ấ ấ u tr u tr ú ú c đ c đ ộ ộ c l c l ậ ậ p v p v ớ ớ i nhau m i nhau m ộ ộ t t ph ph ầ ầ n l n l à à ch ch ỉ ỉ nh lưu v nh lưu v à à m m ộ ộ t ph t ph ầ ầ n l n l à à ngh ngh ị ị ch lưu đ ch lưu đ ộ ộ c l c l ậ ậ p b p b ộ ộ n n à à y g y g ọ ọ i l i l à à spare matrix converter. spare matrix converter. - - Phương ph Phương ph á á p tr p tr ự ự c ti c ti ế ế p ph p ph ầ ầ n ch n ch ỉ ỉ nh lưu v nh lưu v à à ngh ngh ị ị ch lưu ch lưu n n ằ ằ m trong gi m trong gi ả ả i thu i thu ậ ậ t đi t đi ề ề u ch u ch ế ế vec tơ không gian ho vec tơ không gian ho ặ ặ c c s s ó ó ng mang. ng mang. 1.2 Nh 1.2 Nh ữ ữ ng v ng v ấ ấ n đ n đ ề ề cơ b cơ b ả ả n c n c ủ ủ a direct matrix a direct matrix converter converter (DMC): (DMC): Direct matrix converter (DMC) c Direct matrix converter (DMC) c ó ó nh nh ữ ữ ng ưu đi ng ưu đi ể ể m m hơn b hơn b ộ ộ bi bi ế ế n t n t ầ ầ n truy n truy ề ề n th n th ố ố ng c ng c ù ù ng b ng b ậ ậ c l c l à à n n ó ó cung c cung c ấ ấ p p dòng v dòng v à à o v o v à à á á p ra c p ra c ó ó d d ạ ạ ng g ng g ầ ầ n sin v n sin v à à gi gi ả ả m t m t ố ố i thi i thi ể ể u u s s ó ó ng h ng h à à i b i b ậ ậ c cao v c cao v à à không c không c ó ó s s ó ó ng h ng h à à i b i b ậ ậ c 3 v c 3 v à à n n ó ó ho ho à à n n to to à à n ki n ki ể ể m so m so á á t đư t đư ợ ợ c h c h ệ ệ s s ố ố công su công su ấ ấ t đ t đ ầ ầ u v u v à à o v o v à à lo lo ạ ạ i b i b ỏ ỏ ho ho à à n to n to à à n th n th à à nh ph nh ph ầ ầ n d n d ự ự tr tr ữ ữ năng lư năng lư ợ ợ ng c ng c ồ ồ ng k ng k ề ề nh l nh l à à t t ụ ụ đi đi ệ ệ n. n. Bên c Bên c ạ ạ ch đ ch đ ó ó n n ó ó c c ũ ũ ng còn m ng còn m ộ ộ t v t v à à i h i h ạ ạ n ch n ch ế ế l l à à đ đ ể ể đ đ ạ ạ t t đư đư ợ ợ c dòng v c dòng v à à o v o v à à á á p ra d p ra d ạ ạ ng sin th ng sin th ì ì t t ỉ ỉ s s ố ố đi đi ề ề u ch u ch ế ế đi đi ệ ệ n n á á p ch p ch ỉ ỉ đ đ ạ ạ t đư t đư ợ ợ c 0.866, n c 0.866, n ó ó c c ầ ầ n nhi n nhi ề ề u thi u thi ế ế t b t b ị ị b b á á n d n d ẫ ẫ n n hơn b hơn b ộ ộ chuy chuy ể ể n đ n đ ổ ổ i gi i gi á á n ti n ti ế ế p (indirect matrix converter) p (indirect matrix converter) . . Mô h Mô h ì ì nh direct matrix converter nh direct matrix converter : : H H ì ì nh 1 nh 1 : Mô h : Mô h ì ì nh cơ b nh cơ b ả ả n c n c ủ ủ a b a b ộ ộ direct matrix converter. direct matrix converter. Nguồn Tải Bộ lọc Khoá hai chiều b c ABC a - - Đi Đi ệ ệ n n á á p ng p ng ỏ ỏ ra ra : : V V ì ì không c không c ó ó th th à à nh ph nh ph ầ ầ n ph n ph ầ ầ n t n t í í ch tr ch tr ữ ữ năng lư năng lư ợ ợ ng nên đi ng nên đi ệ ệ n n á á p p ra đư ra đư ợ ợ c t c t ạ ạ o ra m o ra m ộ ộ t c t c á á ch tr ch tr ự ự c ti c ti ế ế p t p t ừ ừ đi đi ệ ệ n n á á p v p v à à o, m o, m ỗ ỗ i đi i đi ệ ệ n n á á p đ p đ ầ ầ u u ra đư ra đư ợ ợ c l c l ấ ấ y t y t ừ ừ t t ừ ừ ng m ng m ả ả nh theo tr nh theo tr ì ì nh t nh t ự ự c c ủ ủ a đi a đi ệ ệ n n á á p ng p ng ỏ ỏ v v à à o. o. H H ì ì nh 2 nh 2 : : D D ạ ạ ng s ng s ó ó ng đi ng đi ệ ệ n n á á p ng p ng ỏ ỏ ra c ra c ủ ủ a b a b ộ ộ bi bi ế ế n đ n đ ổ ổ i ma tr i ma tr ậ ậ n n - - Dòng đi Dòng đi ệ ệ n v n v à à o o : : C C ũ ũ ng gi ng gi ố ố ng đi ng đi ệ ệ n n á á p đ p đ ầ ầ u ra dòng đi u ra dòng đi ệ ệ n v n v à à o c o c ũ ũ ng ng đư đư ợ ợ c t c t ạ ạ o ra b o ra b ằ ằ ng c ng c á á ch t ch t ổ ổ ng h ng h ợ ợ p tr p tr ự ự c ti c ti ế ế p t p t ừ ừ dòng đi dòng đi ệ ệ n n ng ng ỏ ỏ ra, m ra, m ỗ ỗ i dòng đi i dòng đi ệ ệ n đ n đ ầ ầ u v u v à à o đư o đư ợ ợ c l c l ấ ấ y t y t ừ ừ t t ừ ừ ng m ng m ả ả nh nh c c ủ ủ a d a d ạ ạ ng s ng s ó ó ng dòng đi ng dòng đi ệ ệ n ng n ng ỏ ỏ ra. ra. H H ì ì nh 3 nh 3 : D : D ạ ạ ng s ng s ó ó ng dòng đi ng dòng đi ệ ệ n v n v à à o c o c ủ ủ a b a b ộ ộ bi bi ế ế n đ n đ ổ ổ i i ma tr ma tr ậ ậ n n - - Ki Ki ể ể m so m so á á t h t h ệ ệ s s ố ố công su công su ấ ấ t đ t đ ầ ầ u v u v à à o o : : H H ì ì nh 4 nh 4 : : Đi Đi ệ ệ n n á á p v p v à à o v o v à à gi gi á á tr tr ị ị t t ứ ứ c th c th ờ ờ i, gi i, gi á á tr tr ị ị trung trung b b ì ì nh c nh c ủ ủ a dòng a dòng đi đi ệ ệ n n 2. Gi 2. Gi ả ả i thu i thu ậ ậ t đi t đi ề ề u ch u ch ế ế vec tơ không gian vec tơ không gian cho direct matrix converter cho direct matrix converter : : Đi Đi ề ề u ch u ch ế ế vectơ không gian vectơ không gian (SVM) l (SVM) l à à k k ỹ ỹ thu thu ậ ậ t t đi đi ề ề u khi u khi ể ể n đư n đư ợ ợ c c á á p d p d ụ ụ ng r ng r ộ ộ ng rãi trong đi ng rãi trong đi ề ề u khi u khi ể ể n n t t ố ố c đ c đ ộ ộ v v à à n n ó ó i chung l i chung l à à s s ử ử d d ụ ụ ng trong đi ng trong đi ề ề u khi u khi ể ể n n chuy chuy ể ể n đ n đ ổ ổ i công su i công su ấ ấ t. M t. M ụ ụ c đ c đ í í ch c ch c ủ ủ a k a k ỹ ỹ thu thu ậ ậ t SVM t SVM trong b trong b ộ ộ bi bi ế ế n đ n đ ổ ổ i ma tr i ma tr ậ ậ n l n l à à t t ạ ạ o ra vec tơ đi o ra vec tơ đi ệ ệ n n á á p p đ đ ầ ầ u ra v u ra v à à dòng v dòng v à à o mong mu o mong mu ố ố n t n t ừ ừ vec tơ đi vec tơ đi ệ ệ n n á á p p đ đ ầ ầ u v u v à à o v o v à à dòng đi dòng đi ệ ệ n đ n đ ầ ầ u ra. u ra. Trong b Trong b ộ ộ bi bi ế ế n đ n đ ổ ổ i ma tr i ma tr ậ ậ n c n c ó ó t t ổ ổ ng c ng c ộ ộ ng 27 ng 27 tr tr ạ ạ ng th ng th á á i vec tơ đư i vec tơ đư ợ ợ c t c t ổ ổ ng h ng h ợ ợ p trong trong b p trong trong b ả ả ng ng sau sau : : B ả ng 1 : B ả ng 27 tr ạ ng thái vector cho matrix converter [...]... điện áp pha A tải với ki=1,kv=1 (b) Dạng điện áp dây tải với ki=1,kv=1 2.4 Mô phỏng direct matrix converter bằng matlab simulink: Hình 9: Tổng quan các khối mô phỏng direct matrix 2.5 Thực nghiệm trên FPGA: Sử dụng card spartan 3e starter kit Sử dụng ngôn ngữ VHDL để viết code - Lưu đồ tính toán: 2.6 Kết quả mô phỏng và thực nghiệm: Thông số mô phỏng và thực nghiệm: Điện áp nguồn 86v Bộ lọc đầu vào: