NGHỊCH lưu 3 PHA 5 bậc CASCADE điều KHIỂN BẰNG CARD DSP f28335 CHO ĐỘNG cơ KHÔNG ĐỒNG bộ 3 PHA

M CL C 1.1 Tổng quan lĩnh v c nghiên c u 1.2 M c đích c a đ tài 1.3 Nhi m v gi i h n c a đ tài 1.4 Ph ng pháp nghiên c u 1.5 Đi m m i c a đ tài 1.6 Giá tr th c ti n c a đ tài Ch ng 2: C S LÝ THUY T 2.1 Tổng quan v ngh ch l u đa b c 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Phân loại 2.2 Các c u trúc b ngh ch l u đa b c 2.2.1 Cấu trúc nghịch l u NPC (Neutral Point Clamped) 2.2.3 Cấu trúc nghịch l u kẹp tụ (Flying capacitor inverter) 2.2.4 Cấu trúc nghịch l u dạng cascade 2.2.5 Nhận xét 10 2.3 K thu t u ch đ r ng xung (PWM) cho b ngh ch l u pha b c Cascade 10 2.3.1 Ph ơng pháp điều chế độ rộng xung sin SPWM 10 2.3.2 Ph ơng pháp điều chế độ rộng xung cải biến (MSPWM: Modified SPWM) 12 2.3.3 Các dạng sóng mang dùng kỹ thuật PWM 13 2.4 S l ợc đ ng c không đồng b ba pha 15 2.4.1 Cấu tạo 15 2.4.2 u điểm nh ợc điểm 15 2.4.3 Đặc tính động điện không đồng ba pha 16 2.4.4 Các yêu cầu việc điều khiển động không đồng ba pha 20 Ch ng 3:K THU T ĐI U KHI N SÓNG MANG VÀ K T QU MÔ PH NG C A B NGH CH L U BA M CH CASCADE B C 23 3.1 S đồ nguyên lý b ngh ch l u ba pha cầu H gồm ba m ch Cascade b c 23 vi 3.1.1 Cấu trúc nghịch l u áp 23 3.2 K thu t u n b ngh ch l u ba pha Cascade b c 23 3.2.1 Xét nguyên lý pha nghịch l u Cascade bậc 23 3.2.2 Các trạng thái đóng ngắt khóa 25 3.2.3 Kỹ thuật PWM dùng sóng mang 25 3.3 Các thuật toán mô nghịch l u 28 3.3.2 Thuật toán điều chế sóng mang theo ph ơng pháp APOD (Alternative Phase Opposition Disposition) 36 3.3.3 Thuật toán điều chế sóng mang theo ph ơng pháp IPD (In Phase Disposition) 38 3.3.4 Thuật toán điều chế sóng mang theo ph ơng pháp POD 40 3.3.5 Kết mô điều khiển ngõ nghịch l u từ 20 đến 50Hz điều khiển động không đồng pha 42 Ch ng 4: XỂY D NG MÔ HÌNH TH C NGHI M VÀ K T QU TH C NGHI M 47 4.1 S đồ tổng th mô hình th c nghi m 47 4.2 Mô t chi ti t mô hình th c nghi m 47 4.3 Tổng th mô hình th c nghi m đƣ thi công: 62 4.4 Mô t hình th c nghi m k thu t l p trình nhúng 63 4.1.1 Sơ đồ tín hiệu hệ thống lập trình nhúng 63 4.5 Mô hình l p trình nhúng Matlab/Simulink 64 4.6 K t qu th c nghi m k thu t u ch sóng mang 64 4.6.1 Kết thực nghiệm điều chế sóng mang PWM 64 4.6.2 Kết thực nghiệm điều chế sóng mang theo ph ơng pháp APOD 69 4.6.3 Kết thực nghiệm điều chế sóng mang theo ph ơng pháp POD 70 4.6.4 Kết thực nghiệm điều chế sóng mang theo ph ơng pháp IPD 72 4.6.5 Kết thực nghiệm điều chế sóng mang theo ph ơng pháp dịch pha 74 4.6.6 Sử dụng mạch lọc thông thấp RL ngõ nghịch l u 76 4.6 K t qu th c nghi m u n ngõ c a b ngh ch l u từ 20 đ n 60Hz 78 Ch ng 5: K T LU N VÀ H NG PHÁT TRI N Đ TÀI 81 vii 5.1 K t lu n 81 5.2 H ng phát tri n c a đ tài 81 TÀI LI U THAM KH O 82 viii DANH SÁCH CH VI T T T m: Ch số u ch Vd: Đi n áp DC c a b ch nh S: Các khóa đóng ngắt Vac: Đi n áp dây nguồn l i ba pha C: T l c nguồn DC R: Đi n tr t i L: Đi n áp t i fs: Tần số sóng mang f0: Tần số c b n sóng u n : Phần d c a áp u n sau đƣ trừ phần nguyên Vref: Đi n áp t i tham chi u IA: Dòng n t i pha A ix DANH M C HÌNH Hình 2.1: B ngh ch l u áp d ng NPC Hình 2.2: B ngh ch l u áp d ng kẹp t Hình 2.3: B nghich l u áp đa b c d ng Cascade Hình 2.4: D ng sóng mang, sóng u n vƠ xung kích u ch liên t c 11 Hình 2.5 D ng sóng mang, sóng u n vƠ xung kích u ch gián đo n 12 Hình 2.6: Đ ng đặc n gi a ch số m t số biên đ sóng sin/biên đ sóng mang 12 Hình 2.7 D ng sóng u n sóng mang MSPWM 13 Hình 2.8: D ng xung kích MSPWM 13 Hình 2.9: Hình d ng sóng mang APOD 14 Hình 2.10: Hình d ng sóng mang IPD 14 Hình 2.11: D ng sóng mang POD 14 Hình 2.9: C u t o bên m t đ ng c KĐB roto lồng sóc 15 Hình 2.10: S đồ thay th m t pha đ ng c không đồng b 16 Hình 2.11: Đ ng đặc tính c c a đ ng c không đồng b ba pha 18 Hình 2.12: H đặc tính c c a đ ng c KĐB thay đổi tần số nguồn 20 Hình 2.13: Đặc tính c c a đ ng c KĐB thay đổi tần số nguồn k t hợp v i thay đổi n áp 20 Hình 3.1: S đồ nguyên lý 23 Hình 3.2: S đồ phân tích m t nhánh Cascade b c 24 Hình 3.3: B ng tr ng thái đóng ngắt khóa 25 Hình 3.4: L u đồ phát xung PWM dùng nhi u sóng mang 26 Hình 3.5: S đồ nguyên lý t o xung PWM nhi u sóng mang 27 Hình 3.6: K t qu mô ph ng so sánh sóng sin v i sóng mang 28 Hình 3.7: S đồ khối mô ph ng Matlab 29 Hình 3.8 Mô hình mô ph ng vòng h b ngh ch l u pha 29 Hình 3.9 Khối t o áp u n 30 Hình 3.10 Áp c i bi n 30 Hình 3.11 Khối t o sóng tam giác 31 Hình 3.12: D ng sóng 31 Hình 3.13 S đồ khối t o xung kích 32 Hình 3.14: T o xung kích 33 Hình 3.15: D ng sóng u n cho cặp linh ki n 33 Hình 3.16: D ng sóng áp ngh ch l u 34 Hình 3.17: D ng sóng n áp t i ngh ch l u 34 Hình 3.18: D ng sóng dòng t i ngh ch l u 34 Hình 3.19: Tần số ngõ c a b ngh ch l u 35 Hình 3.20: Phân tích FFT c a áp ngh ch l u theo ph ng pháp PWM 35 Hình 3.21: D ng sóng u ch theo ph ng pháp APOD 36 Hình 3.22: Xung kích khóa pha A 36 Hình 3.23: D ng sóng áp ngõ c a b ngh ch l u 37 Hình 3.24: Phân tích FFT c a áp ngh ch l u theo ph ng pháp APOD 37 Hình 3.25: D ng sóng u ch theo ph ng pháp IPD 38 Hình 3.26: Xung kích pha A 38 Hình 3.27: D ng sóng áp ngõ c a b ngh ch l u 39 Hình 3.28: Phân tích FFT c a áp ngh ch l u theo ph ng pháp IPD 39 Hình 3.29: D ng sóng u ch sóng mang theo ph ng pháp POD 40 Hình3.30: Xung kích pha A 40 Hình 3.31: D ng sóng ngõ c a áp ngh ch l u sau l c 41 Hình 3.32: Phân tích FFT c a áp ngh ch l u theo ph ng pháp POD 41 Hình 3.33: D ng sóng áp ngh ch l u tần số 20Hz 43 Hình 3.34: D ng sóng áp ngh ch l u tần số 30Hz 43 Hình 3.35: D ng sóng áp ngh ch l u tần số 50Hz 44 Hình 3.36: Đáp ng tốc đ đ ng c v i tần số 20Hz 44 Hình 3.37 : Đáp ng tốc đ đ ng c v i tần số 30Hz 45 Hình 3.38: Đáp ng tốc đ đ ng c v i tần số 60Hz 45 Hình 4.1: S đồ tổng th mô hình th c nghi m 47 Hình 4.2: S đồ khối phần c ng 47 Hình 4.3: Cầu ch nh l u KBPC3510 48 Hình 4.4: T HCGFA 10000F-350VDC 48 Hình 4.5: Hình d ng vƠ s đồ chân c a IGBT FGA25N120 49 Hình 4.6: S đồ đ u dây t i đèn 50 Hình 4.7: Kit vi xử lý DSP TMS320F28335 50 Hình 4.8: S đồ bố trí 176 chân PGF/PTP LQFP c a F28335 53 Hình 4.9: S đồ khối ch c c a DSP F28335 54 Hình 4.10: S đồ nguyên lý m ch đ m 55 Hình 4.11: M ch đ m th c nghi m 55 Hình 4.12: S đồ nguyên lý ho t đ ng IGBT Driver 56 Hình 4.13: S đồ nguyên lý m ch driver 56 Hình 4.14 S đồ m ch driver th c nghi m 57 Hình 4.15 S đồ nguyên lý m ch nguồn 57 Hình 4.16 S đồ m ch nguồn th c nghi m 57 Hình 4.17: S đồ tổng quan nguyên lý ho t đ ng m ch c m bi n áp 58 Hình 4.18: S đồ nguyên lý m ch c m bi n áp 59 Hình 4.19: M ch th c t c a c m bi n áp 59 Hình 4.20: M ch c m bi n dòng sử d ng ACS712 60 Hình 4.21: Nguyên lý ho t đ ng m ch c m bi n ACS712 60 Hình 4.22: S đồ nguyên lý ho t đ ng m ch c m bi n ACS712 61 Hình 4.23: M ch th c t c m bi n dòng sử d ng came bi n ACS712 61 Hình 4.24: Mặt mô hình th c nghi m 62 Hình 4.25: S đồ tín hi u c a h thống th c nghi m v i k thu t l p trình nhúng 63 Hình 4.26: Mô hình th c nghi m v i k thu t nhúng từ Matlab/Simulink 64 Ch ơng I GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng Ch ngăI:ăT NG QUAN 1.1 Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu Nh ng th p niên 70-80 c a th k XX, k thu t n tử ch đ ợc ng d ng nh ng m ch u n, đo l ng, khống ch , b o v …h thống n công nghi p g i lƠ n tử công nghi p Đ n th p niên 90 c a th k XX, k thu t n tử đƣ ng d ng r ng rãi thành công vi c thay th khí c n từ dùng đ đóng ngắt cung c p nguồn cho nh ng ph t i m t pha, ba pha, làm b nguồn công su t l n công nghi p…V i u m lƠ kích th c nh g n, d u n thu n ti n, đáp ng tần số đ ợc m r ng, kh v công su t, n áp, dòng n vƠ đ tin c y ngày cƠng đ ợc c i ti n dần Ngày nay, v i tốc đ phát tri n công nghi p r t nhanh, kèm theo lƠ yêu cầu cao khâu truy n đ ng đ ng c , lƠ khơu không th thi u đ ợc dây chuy n công nghi p Vi c u n xác đ t o nên chuy n đ ng ph c t p nhi m v c a h thống truy n đ ng.Từ vi c phát tri n công ngh bán d n đƣ ch t o b u n n tử công su t đ đáp ng yêu cầu truy n đồng ngày ph c t p M t nh ng thi t b góp phần quan tr ng lĩnh v c u n truy n đ ng n lƠ b bi n đổi tần số hay g i bi n tần Bi n tần tĩnh n đ ợc sử d ng m t số ng d ng nh : B bi n đổi tần số cho đ ng c , b l u n (UPS), nguồn c p n chung vƠ cho b c p l ợng mặt đ t (GPU) cho máy bay M t b n mặt đ t cung c p cho máy bay v i nguồn l ợng bên th i gian dừng t i sân bay Hi n chúng đ ợc ng d ng khắp th gi i ch y u lƠ qui đ nh sơn bay đòi h i ph i có s chuy n đổi sang n đ gi m ti ng ồn ô nhi m không khí từ đ ng c ph n l c Vi c nghiên c u u n ngh ch l u đƣ có từ h n 30 năm qua.Trong nh ng năm gần đơy, vi c nghiên c u ph ng pháp u n ngh ch l u đƣ vƠ đ ợc th c hi n ngày m t nhi u h n Đối t ợng nghiên c u này, th i kỳ đầu, th ng nghiên c u ngh ch l u theo ph HVTH: Lý Tr nh Tr ng S n ng pháp u ch đ r ng Trang Ch ơng I GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng sóng mang (Carriers Pulse Width Modulation ậ CPWM) Ch đ n nh ng năm cuối 1980 nghiên c u m i đƣ thu đ ợc nhi u thành qu nh t nghiên c u theo ph ng pháp vector không gian (Space Vector Pulse Width modulation ậ SVPWM) Gi a nh ng năm 90 c a th k tr c, m t h ng nghiên c u m i đƣ hình thành nghiên c u v quan h gi a CPWM SVPWM.Tuy nhiên, vi c xác đ nh t ng quan đầy đ gi a hai hình th c u ch gặp nhi u khó khăn.Năm 1999, F.Wang (GE-USA) xác đ nh đ ợc m t số t ng quan (ch a hoƠn ch nh) cho ngh ch l u b c.Năm 2001 2002, gi i thích c a X.He (China) cho ngh ch l u b c d a vƠo ph ng pháp c a Blasko ch cho m t số tr ng hợp Nhi u cố gắng cho phát tri n thống nh t k thu t SVPWM vƠ CPWM đ ợc D.G.Holmes T.A.Lipo chuyên gia c ng tác c a h Singapore, Nh t, HƠn vƠ Đ c gi i quy t m t th i gian dài h tìm th y m t số t ng quan c c b công bố thành chu i báo t p chí danh ti ng c a IEE IEEE Tuy nhiên, cố gắng ch ng minh mối quan h đầy đ c a nhóm nghiên c u đ u không thành công k c công trình m i nh t 2004 Nhóm c a Silva-Brasil (PESC-2004) Ủ đ nh theo lỦ lu n t đ t k t qu c c b mà nhóm D.G.Holmes tìm th y tr ng t c a Blasko đƣ ch c Năm 2005, t p chí IEE Proceedings Electric Power Applications đƣ đăng t i nghiên c u c a Nguyen Van Nho Myung-Joong Youn, vi t tác gi đƣ nêu m t lý thuy t m i cho phép gi i tích hóa t đƣ giúp thống nh t hai tr ng quan SVPWM vƠ CPWM.K t qu nghiên c u ng phái nghiên c u SVPWM CPWM, hoàn thi n k thu t đa u ch cho phép u n toàn di n b nh ch l u đa b c Đƣ tác gi [3]; [4]; [5] đ a ph ng pháp u n th c hi n mô ph ng phần m m Matlab c a b ngh ch l u pha b c d ng Cascade Tuy nhiên lu n văn nƠy t p chung vào hai v n đ lƠ: Áp d ng thu t toán Sine Pulse Width Modulation (SPWM) đ u n mô ph ng phần m m Matlab xây d ng mô hình th c nghi m đ so sánh gi a k t qu mô ph ng k t qu th c t HVTH: Lý Tr nh Tr ng S n Trang Ch ơng I GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng 1.2 Mục đích đề tài M c đích c a đ tài xây d ng mô hình ngh ch l u ba pha b c d ng cascade so sánh k t qu lý thuy t v i k t qu mô hình th c t V i k thu t u ch đ ợc đ a mong muốn đ m b o xác v i tính toán th c t vƠ đ méo d ng c a sóng u ch (THD) th p h n, thi t th c h n ph ng pháp tr c đơy 1.3 Nhiệm vụ giới hạn đề tài  Tính ch n phần c ng cho m ch ngu n pha cầu H, g m 3m ch CASCADE b c - D li u đầu vào yêu cầu ngõ - S đồ h thống, nguyên lý ho t đ ng, đ nh nghĩa vƠ gi i thích ch c khối - Ch n m ch công su t: Máy bi n áp, m ch ch nh l u, m ch ngh ch l u, ch n linh ki n bán d n, m ch b o v IGBT, t l c - Tính ch n nguồn cho Card u n, m ch lái IGBT - Ch n m ch c m bi n n áp, c m bi n dòng n, m ch nguồn cho b c m bi n Thành l p mô hình mô ph ng Matlab Th c hi n mô ph ng ch đ ho t đ ng khác đ đánh giá ch t l ợng c a n áp ngõ L p trình nhúng DSP F28335 Matlab/Simulink Xây d ng mô hình th c nghi m l p trình vi xử lý tín hi u số DSP F28335 ph ng pháp nhúng từ Matlab/Simulink Đánhăgiá, báo cáo k t qu mô ph ng k t qu th c nghi m 1.4 Ph ơng pháp nghiên cứu - Nghiên c u k thu t u ch PWM, l p gi i thu t cho ph mô ph ng đánh giá ph HVTH: Lý Tr nh Tr ng S n ng pháp, ch n ph ng pháp, ng pháp u ch tối u nh t Trang Ch ơng IV GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng 4.6.2 K t qu th c nghi măđi u ch sóngămangătheoăph ngăphápăAPODă Các thông số c b n c a b ngh ch l u đ ợc trình bày b ng 4.4 nh sau: B ng 4.4: K t qu th c nghi mătheoăph T i tr công su t 225W ngăphápăAPOD T i đ ng c công su t 1Hp Góc l ch pha c a áp dòng Biên đ áp c a b ngh ch l u HVTH: Lý Tr nh Tr ng S n Trang 69 Ch ơng IV GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng Phân tích phổ FFT c a áp ch a qua m ch l c D ng sóng n áp c a b ngh ch l u 4.6.3 K t qu th c nghi m u ch sóng mang theo ph HVTH: Lý Tr nh Tr ng S n ng phápPOD Trang 70 Ch ơng IV GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng B ng 4.5: K t qu th c nghi mătheoăph T i tr công su t 225W ngăphápăPOD T i đ ng c công su t 1Hp Góc l ch pha c a áp dòng Biên đ áp c a b ngh ch l u HVTH: Lý Tr nh Tr ng S n Trang 71 Ch ơng IV GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng Phân tích phổ FFT c a áp ch a qua m ch l c D ng sóng n áp c a b ngh ch l u 4.6.4 K t qu th c nghi m u ch sóng mang theo ph HVTH: Lý Tr nh Tr ng S n ng pháp IPD Trang 72 Ch ơng IV GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng B ng 4.6: K t qu th c nghi mătheoăph T i tr công su t 225W ngăphápăIPD T i đ ng c công su t 1Hp Góc l ch pha c a áp dòng Biên đ áp c a b ngh ch l u HVTH: Lý Tr nh Tr ng S n Trang 73 Ch ơng IV GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng Phân tích phổ FFT c a áp ch a qua m ch l c D ng sóng n áp c a b ngh ch l u 4.6.5K t qu th c nghi m u ch sóng mang theo ph HVTH: Lý Tr nh Tr ng S n ng pháp d ch pha Trang 74 Ch ơng IV GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng B ng 4.7: K t qu th c nghi mătheoăph T i tr công su t 225W ngăphápăd ch pha T i đ ng c công su t 1Hp Góc l ch pha c a áp dòng Biên đ áp c a b ngh ch l u HVTH: Lý Tr nh Tr ng S n Trang 75 Ch ơng IV GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng Phân tích phổ FFT c a áp ch a qua m ch l c D ng sóng n áp c a b ngh ch l u 4.6.6 Sử d ng m ch l c thông th p RL ngõ b ngh ch l u Khi sử d ng m ch l c th đ ng ngõ c a b ngh ch l u thu đ ợc phổ FFT c a ph ng pháp u ch sóng mang đ ợc trình bƠy nh b ng 4.7: HVTH: Lý Tr nh Tr ng S n Trang 76 Ch ơng IV GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng B ng 4.8: Phân tích ph FFT c aăcácăph Ph ng pháp PWM Ph ng pháp POD ngăphápăđi u ch Ph Ph ng pháp APOD ng pháp IDP So sánh đ méo d ng n áp phân tích phổ c a thu t toán đ ợc trình bày b ng sau: B ng 4.9: So sánh THD áp pha c a b ngh chăl uăkhiăch aăquaăm ch l c, gi a thu tătoánăđi u ch vƠăđ xuấtăđ i v i t i tr công suất 225(W) HVTH: Lý Tr nh Tr ng S n Trang 77 Ch ơng IV Ph GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng ng pháp PWM IPD APOD POD Phase Shift THD (%) c a 15.06 22.3 23.16 22.3 22.66 20.17 29.4 31.16 29.83 40.03 ℎ THD (%) c a � ℎ B ng 4.10: So sánh THD áp dây c a b ngh chăl uăkhiăch aăquaăm ch l c, gi a thu tătoánăđi u ch vƠăđ xuấtăđ i v iăđ ngăc ă1Hp Ph ng pháp PWM IPD APOD POD Phase Shift 12.8 22.87 23.57 22.83 7.1 11.77 7.0 7.77 7.33 11.03 THD (%) c a ả THD (%) c a �ả 4.6ăK tăqu ăth cănghi măđi uăkhi năngõăra c aăb ăngh chăl uăt ă20ăđ nă 60Hz  Vi c thay đổi tần số ngõ c a b ngh ch l u có th th c hi n thu t toán m m hay cách tác đ ng tín hi u bên vào h thống Trong lu n văn nƠy tác gi sử d ng bi n tr đ u n tần số ngõ c a b ngh ch l u Trong m t số ng d ng đ u n tốc đ đ ng c không đồng b pha, muốn thay đổi tốc đ đ ng c có th thay đổi tần số ngõ vào c a đ ng c tốc đ s thay đổi  Đáp ng tần số ngõ c a b ngh ch l u đ ợc th hi n b ng 4.9: HVTH: Lý Tr nh Tr ng S n Trang 78 Ch ơng IV GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng B ng 4.11: D ngăsóngăđi năápăđápă ng tần s khác c a b nghichăl u Tần số D ng sóng n áp ngõ c a b ngh ch l u 20Hz 30Hz 60Hz HVTH: Lý Tr nh Tr ng S n Trang 79 Ch ơng IV GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng Nh n xét: Từ b ng 4.8 th y v i k thu t u ch sóng mang theo ph ng pháp POD cho ta đ méo d ng nh h n so v i tr ng hợp l i, t t c k t qu u đ ợc đo máy HIOKI 3197 Tuy nhiên d méo d ng c a áp ngõ ph thu c vào nhi u y u tố khác nh : thu t toán, ph loc đ u nh h ng pháp u ch , vi c thi t k m ch ng r t l n đ n ch t l ợng c a h thống Mặc khác hoàn toàn có th u ch nh đ ợc tần số ngõ c a b ngh ch l u dƣy từ 20Hz đ n 60Hz bi n tr bên cho phù hợp v i đối t ợng sử d ng HVTH: Lý Tr nh Tr ng S n Trang 80 Ch ơng V Ch GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng ngă5:ăK TăLU NăVÀăH NGăPHÁTăTRI NăĐ ăTÀI 5.1ăK tălu n Lu n văn đƣ phơn tích ph ng pháp k thu t k thu t u ch đ r ng xung sóng mang vƠ đ xu t ph ng pháp PWM ch sử d ng m t sóng mang tần số 5kHzcho b ngh ch l u Cascade năm b c đ cung c p cho ph t i ba pha d ng h Tác gi xây d ng mô hình mô ph ng phần m m Matlab/ Simulink ch ng minh đ ợc s tối u c a ph ng pháp đ su t c th đ ợc trình b ng 3.3 Từ nh ng k t qu đ t đ ợc sau mô ph ng tác gi đƣ ti n hành xây d ng hoàn thi n mô hình v t lý cho b ngh ch l u pha b c d ng Cascade Đ ki m ch ng l i k t qu đƣ mô ph ng Matlab/Simulink tác gi đƣ xơy d ng l i thu t toán nhúng vào mô hình th c nghi m Sau ti n hành th c nghi m gi a thu t toán ch đ r ng xung sóng mang theo ph ng pháp Phase Shifted Modulation,Level Shifted Modulation (IPD; APOD; POD) vƠ ph owng pháp PWM đ xu t, tác giƣ đƣ thu đ ợc k t qu nh sau: Đối v i t i tr công su t 225 (W) v i k thu t u ch sóng mang theo ph ng pháp PWM cho ta đ méo d ng c a ℎ � tr ng hợp l i c th đ ợc trình bày b ng 4.9 ℎ nh h n so v i Đối v i t i lƠ đ ng c 1Hp v i k thu t u ch sóng mang theo ph ng pháp PWM cho ta đ méo d ng c a ả � ả nh h n so v i tr ng hợp l i c th đ ợc trình bày b ng 4.10 Tuy nhiên s khác bi t v đ méo d ng (THD) c a ph so v i ph ng pháp khác lƠ ch a l n ng pháp PWM Từ nh ng phân tích th y ch t l ợng sóng ngõ c a b ngh ch l u ph thu c vào nhi u y u tố.Tùy vƠo đối t ợng u n mà từ ch n l a ph ng pháp nghich phù hợp nh t 5.2ăH ngăphátătri năc aăđ ătƠi Do th i gian có gi i h n nên đ tài ch dừng l i m c đ mô ph ng xây d ng th c nghi m v i t i tr , t i đ ng c ba pha Vi c thi công phần c ng thô s , m c đ thẩm m ch a cao Cần phát tri n thêm thu t toán u n hồi ti p tốc đ đ ng c HVTH: Lý Tr nh Tr ng S n Trang 81 Ch ơng V GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng TÀIăLI UăTHAMăKH O [1] Nguy n Văn Nh “Giáo trình n tử công su t 1” Nha xu t b n Đ i h c Quốc gia TP Hồ Chí Minh 2002 [2] Bùi Văn Hi u “ Nghiên c u b nguồn ba pha cầu H gồm hai m ch NPC ba b c” Lu n văn cao h c Tr ng Đ i h c S Ph m K Thu t Thành phố Hồ Chí Minh [3] A Boudaghi B Tousi “Dstatcom based five-level cascade h-bridge multilevel inverter for power quality improvement” Technical and Physical Problems of Engineering, Issue 12, Vol.4, No 3, pp 110-117, Sep.2012 [4] Abdelaziz Talhaa,*, Dalila Beriberb, Mohamed Seghir Boucheritb “Performances of Photovoltaic Generator Multi-Level Cascade” Jordan Journal of Mechanical and Industrial Engineering, Vol.4, No.1, Jan 2010 [5] John N Chiasson, Leon M Tolbert,Keith J McKenzie, and Zhong Du,“Elimination of Harmonics in a Multilevel Converter Using the Theory of Symmetric Polynomials and Resultants’, IEEE Transactions on control systems Technology, Vol.13,No.2, arch 2005 [6] D.-W Kang, H.-C.Kim, T.-J.Kim and D.-S.Hyun ,”A simple method for acquiring the conducting angle in a multilevel cascaded inverter using step pulse waves”, IEE Proc.-Electr Power Appl., Vol 152, No 1, January 2005 [7] N.V.Nho, M.J Youn “ Two-mode overmodulation in two-level VSI using principle control between limit trajectories”, CD-ROM Proceedings PEDS 2003, pp.1274-1279 [8] N.V.Nho, M.J.Youn,” A Comprehensive Study On SVPWM ậ Carrier Based PWM Correlation In Multilevel Inverters”, IEE Proceedings -Electric Power Applications, 2005 HVTH: Lý Tr nh Tr ng S n Trang 82 S K L 0 [...]... pha có 3 b c (ậV, 0, +V), do đó đi n áp ngõra c a b ngh ch l u cascade s có 5 b c (-2V, -V, 0, +V, +2V) Hình 3. 1: S đồ nguyên lý V i c u trúc này ta sử d ng 6 nguồn DC đ c l p v i nhau đ cung c p cho các khối u đi m c a nguồn đ c l p là tránh đ ợc hi n t ợng trôi đi m cân bằng c a t đi n 3. 2 Kỹ thuật điều khiển bộ nghịch l u ba pha Cascade 5 bậc 3. 2.1 Xét nguyên lý 1 pha c a b ngh ch l u Cascade 5 b c... Disposition) HVTH: Lý Tr nh Tr ng S n Trang 13 Chương II GVHD: TS Nguyễn Thị Lưỡng 2 Uc1 Uc2 Uc3 Uc4 1 .5 1 0 .5 0 -0 .5 -1 -1 .5 -2 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Time (s) -4 x 10 Hình 2.9: Hình d ng sóng mang APOD  Bố trí cùng pha ậ IPD (In Phase Disposition): T t c các sóng mang đi u cùng pha 2 Uc1 Uc2 Uc3 Uc4 1 .5 1 0 .5 0 -0 .5 -1 -1 .5 -2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 Time(s) -3 x 10 Hình 2.10: Hình d ng sóng mang... POD (Phase Opposition Disposition): các sóng mang nằm trên tr c zero s cùng pha nhau, ng ợc l i các sóng mangcùng nằm d i tr c zero s b d ch đi 180 đ 2 Uc1 Uc2 Uc3 Uc4 1 .5 1 0 .5 0 -0 .5 -1 -1 .5 -2 2 4 6 8 10 Time(s) 12 14 -4 x 10 Hình 2.11: D ng sóng mang POD HVTH: Lý Tr nh Tr ng S n Trang 14 Chương II GVHD: TS Nguyễn Thị Lưỡng 2.4 Sơ l ợc động cơ không đồng bộ ba pha 2.4.1 C u t o Đ ng c không đồng. .. i số b c l n Trong chuyên đ này ch phân tích b ngh ch l u áp d ng s đồ c u trúc d ng CASCADE 5 b c 2 .3 Kỹ thuật điều chế độ rộng xung (PWM) cho bộ nghịch lưu 3 pha 5 bậc Cascade 2 .3. 1ăPh ngăphápăđi u ch đ r ng xung sin SPWM SPWM: Sin Pulse Width Modulation Đ t o ra gi n đồ xung kích đóng ngắt các linh ki n trong m t pha t i, ng i ta so sánh m t sóng mang tam giác và m t tín hi u đi u khi n d ng sin... 0 − 0 (3. 3) = 3 3.2.2 Các tr ng thái đóng ngắt c a các khóa Hình 3. 3: B ng tr ng thái đóng ngắt các khóa 3. 2.2 K thu t PWM dùng sóng mang 3. 2.2.1 T ng quan k thu t PWM dùng sóng mang Xét b ngh ch l u ba pha Cascade 5 b c sử d ng nguồn chung nh hình 3. 2 Từ giá tr áp t i 3 pha yêu cầu Utj (v i j = a,b,c), đi n áp đi u khi n uđkj đ ợc xác đ nh theo s đồ nh sau: HVTH: Lý Tr nh Tr ng S n Trang 25 Ch ơng... ng 3: K ăTHU TăĐI UăKHI NăSịNGăMANGăVÀăK Tă QU ăMỌăPH NGăC AăB ăNGH CHăăL UăBAăM CHă CASCADE 5 B C 3. 1 Sơ đồ nguyên lý bộ nghịch l u ba pha cầu H gồm ba mạch Cascade 5 bậc 3. 1.1 C u trúc b ngh ch l u áp Ta xét b ngh ch l u áp 5 b c d ng cacade: C u t o gồm 2 b ngh ch l u áp cầu 1 pha ghép nối ti p, m i b đ ợc cung c p b i 1 nguồn đi n áp DC riêng bi t Đi n áp ngõ ra c a m i b ngh ch l u áp cầu m t pha. .. kích cho Sj1 vƠ S’j1, C2 có biên đ (1,0) v i uđkj đ t o ra các xung kích cho Sj2 vƠ S’j2, C3 có biên đ (0, -1) v i uđkj đ t o ra các xung kích cho Sj3 vƠ S’j3, C4 có biên đ (-1, -2) v i uđkj đ t o ra các xung kích cho Sj4 vƠ S’j4 Nguyên lý t o xung PWM bằng nhi u sóng mang đ c th hi n nh s đồ sau: uđkj + Sj1 S’j1 C1 + Sj2 C1 S’j2 + - C3 + Sj3 S’j3 Sj4 C4 S’j4 Hình 3. 5: S đồ nguyên lý t o xung PWM bằng. .. Phát xung PWM Hình 3. 4: L u đồ phát xung PWM dùng nhi u sóng mang + Tính V0: V i b ngh ch l u ba pha Cascad 5 b c thì đi n áp t i ba pha c c đ i trong ph m vi đi u khi n tuy n tính Vtjmax = 2  Vd 3 (v i j = a,b,c) Đi n áp t i trên ba pha a, b, c xác đ nh bằng:    Vta = m×2Vd   Vtb = m×2Vd  Vtc = m×2Vd   3  × cos  2πft- 2π 3 3  × cos  2πft- 4π 3 3 × cos  2πft  (3. 4) V i m: ch số đi... pha t i trong tr đ ợc thi t l p t ng t nh tr ng hợp 3 pha t i đối x ng đ u d ng sao Y có th ng hợp b ngh ch l u áp 2 b c: 2 = = = Trong tr 2 2 0 − 0 − − 0 0 3 − 0 3 − 0 3 − 0 0 (3. 1) 0 ng hợp 3 pha t i d ng tam giác, đi n áp pha t i bằng đi n áp dây do b ngh ch l u cung c p: = = HVTH: Lý Tr nh Tr ng S n 0 0 − − 0 (3. 2) 0 Trang 24 Ch ơng III GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng = 0 − 0 Và tổng đi n áp từ các pha. .. ngõ vào: - Đi n áp DC trên các nhánh: Vd = 110V - Áp đi u khi n 3 pha hình sin có biên đ (-2,2) tần số 50 Hz, l ch pha 120o đi n - Tần số sóng mang: 5Khz  Thông số ngõ ra: - Áp ngh ch l u có 5 b c: -220V, -110V, 0V, 110V, 220V - T i 3 pha đ ng c không đồng b ba pha v i các thông số sau: Công su t P =4 .5( kW), áp đ nh m c 400(V); tần số 50 (Hz), tốc đ 1460(rpm) b.ăS ăđ kh i và mô hình mô ph ng c a b ngh