Thiết kế hệ thống điều khiển nghịch lưu một pha độc lập điều khiển theo chế độ dòng điện (current mode)

Thiết kế hệ thống điều khiển nghịch lưu 1 pha độc lập điều khiển theo chế độ dòng điện Current Mode  Nội dung thiết kế : Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển và cách thức tính toán bộ điều

GVHD: PGS Nguyễn Kiên Trung

Vũ Minh Hiếu - 20202382

Vũ Trọng Hậu - 20202618

1 Yêu cầu bài toán

2 Mô hình hóa

3 Thiết kế điều khiển và tính toán các thông số mạch lực

4 Mô phỏng

5 Kết luận

Thiết kế hệ thống điều khiển nghịch lưu 1 pha độc lập điều

khiển theo chế độ dòng điện (Current Mode)

 Nội dung thiết kế : Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển và

cách thức tính toán bộ điều chỉnh dòng điện và điện áp.

 Phương pháp điều chế lưỡng cực

 Tham số thiết kế : Điện áp ra 220V/50Hz, Công suất 2kVA

 Mô phỏng cấu trúc điều khiển :

CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN NGHỊCH LƯU NGUỒN ÁP MỘT

PHA CHẾ ĐỘ DÒNG ĐIỆN( CURRENT MODE)

Hàm truyền:

MÔ HÌNH TOÁN HỌC MẠCH VÒNG ĐIỀU KHIỂN

TRÊN MIỀN TOÁN TỬ LAPLACE

Để triệt tiêu sai lệch tĩnh và khử nhiễu

MÔ HÌNH TOÁN HỌC CỦA NGHỊCH LƯU NGUỒN ÁP ĐỘC LẬP:

QUAN HỆ GIỮA ĐIỆN ÁP RA TẢI VÀ DÒNG ĐIỆN TRÊN CUỘN DÂY:

(2)

(3)

MÔ HÌNH TOÁN HỌC CỦA NGHỊCH LƯU NGUỒN ÁP ĐỘC LẬP:

QUAN HỆ GIỮA DÒNG ĐIỆN TRÊN CUỘN DÂY VÀ HỆ SỐ ĐIỀU CHẾ:

(4)

R: tải quy đổi tương đương

BỘ ĐIỀU KHIỂN PR:

- Bộ cộng hưởng PR xuất phát từ hàm truyền đạt trong hệ tọa độ tĩnh của bộ điều khiển PI như sau :

- Hàm truyền bộ PI nếu được thực hiện trong hệ tọa độ đồng bộ cho chuỗi thành phần thứ tự nghịch (thuận) có thể thu được bằng cách thay thế s = s ± jh Ta được 2 biểu thức :

- Xếp chồng 2 thành phần thứ tự thuận và ngược ở trên ta thu được bộ cộng hưởng PR :

BỘ ĐIỀU KHIỂN PR:

Tính toán tham số bộ điều khiển:

Nếu fc (fc ≤ 0.1fs) lớn hơn nhiều so với tần số mắt cộng hưởng, từ đồ thị bode ta có:

(5)

với

(6)

(7)

Yêu cầu bài toán

TÍNH TOÁN CHỌN VAN BÁN DẪN (IGBT)

TÍNH MẠCH LỌC LCXác định giá trị điện cảm

Lấy sụt áp tại tần số cơ bản bằng 10% (đối với công suất nhỏ) = = 0,10 = 22 (V)

→ = = (S(Ω)

→ = 8 (mH)

Độ đập mạch của dòng tải bằng : ∆ = = =0,59375(A)

So với biên độ dòng điện thì độ đập mạch bằng

%;

Đây là giá trị có thể chấp nhận được

Đồ thị bode của hàm truyền hở Ghi sau khi có bộ điều chỉnh

(PM= 55 o )

b Với mạch vòng điều chỉnh điện áp.

Ta có do mạch vòng điện áp tác dụng chậm hơn mạch

vòng dòng điện, nên tần số cắt của mạch vòng điện áp

cũng nhỏ hơn so với mạch vòng dòng điện.

Làm tương tự mạch vòng dòng điện ta có:

Chọn PM=550Hz, sử dụng lệnh

[mag,phase]=bode(,2*pi*fc), ta có:

Đồ thị bode của hàm truyền hở Ghu sau khi có bộ điều chỉnh

(PM= 55 o )

Mô hình mô phỏng :

Khối PR I:

Khối PR V:

Khối m->pulse:

Mạch lực :

Tải định mức Điện áp tải

Bám sát giá trị đặt

THD của điện áp

Tải định mức

Điện áp sau khi nghịch lưu

Dòng điện tải

THD dòng tải:

Tải định mức

Công suất tải:

Thay đổi tải lên 150% định mức

Khi tải thay đổi Điện áp tải

Thay đổi tải lên 150% định mức

Dòng điện tải

Công suất tải:

Thay đổi tải lên 150% định mức

Tải định mức

Thay đổi tải xuống 50% định mức

Khi tải thay đổi Điện áp tải

Thay đổi tải xuống 50% định mức

Tải định mức

Dòng điện tải

Công suất tải:

Thay đổi tải xuống 50% định mức

Non tải

Điện áp tải

Non tải

Dòng điện tải

Không có bộ điều khiển dòng :

Điện áp tải

Không có bộ điều khiển dòng :

Dòng điện tải

Thay đổi điện áp đặt xuống 50%, giữ nguyên tải định mức:

Điện áp đặt 220V/50Hz

Điện áp tải

Điện áp đặt 110V/50Hz

Thay đổi điện áp đặt xuống 50%, giữ nguyên tải định mức:

Dòng điện tải

Mô phỏng trên miền gián đoạn:

Mô phỏng trên miền gián đoạn:

Khối PRI gián đoạn:

Khối PRV gián đoạn:

Mô phỏng trên miền gián đoạn:

Điện áp tải

Điện áp sau khi nghịch lưu

Mô phỏng trên miền gián đoạn:

Mô phỏng trên miền gián đoạn:

Dòng điện tải

- Điện áp thu được có dạng hình sin với tần số và biên độ như mong

- Phân tích THD của dòng điện tải : THD = 2,40% , trong mức chấp nhận

được với điều chế lưỡng cực

THANK YOU !