THIẾT KẾ MẠCH NGHỊCH LƯU 3 PHA BẰNG PHƯƠNG PHÁP SIN PWM

THIẾT KÊ BỘ BIẾN ĐỔI NGHỊCH LƯU BA PHA BẰNG PHƯƠNG PHÁP SIN PWMMÔ PHỎNG MATLAB SIMULINK BỘ BIẾN ĐỔI NGHỊCH LƯU BA PHA BẰNG PHƯƠNG PHÁP SIN PWM...............................................................................

Đề tài: Thiết kế mạch vòng điều khiển dòng điện nghịch lưu nguồn áp DC/AC pha nối lưới, phương pháp điều chế sinPWM, cấu trúc điều chỉnh dòng điện kiểu PI hệ tọa độ quay dq Số liệu thiết kế: Điện cảm L= 2mH Điện trở R= 0.2 Ω Tần số phát xung fs= 5kHz Điện áp chiều Udc= 600Vdc Tần số đầu mạch nghịch lưu f =50Hz I Phương pháp sinPWM điều chế độ rộng xung cho nghịch lưu nguồn áp pha Để phân tích nguyên lý làm việc phương pháp điều chế độ rộng xung cho nghịch lưu ba pha, ta giả thiết van bán dẫn mạch nghịch lưu phần tử lý tưởng H1 Giải pháp điều chế độ rộng xung cho nghịch lưu pha Theo phương pháp sinPWM, hàm điểu chế cho nghịch lưu pha nguồn áp sóng sin chuẩn ma, mb, mc xác định:  ma = M sin(ωt )  2π  ) mb = M sin(ωt −  2π  mc = M sin(ωt + )   Trong hệ số điều chế M xác định dựa biên độ điện áp tải mạch nghịch lưu uan, ubn, ucnvà điện áp chiều Udc đặt vào mạch nghịch lưu sau: M= uan 0,5U dc = uan 0,5U dc = uan 0,5U dc Dạng sóng điều chế (zoom) : H2 Sóng điểu chế Sóng điểu chế so sánh với xung cưa tần số 5kHz (zoom): H3 Xung cưa để tạo xung điều khiển mở van IGBT mạch nghịch lưu Dạng xung điều khiển van S1-S4-S3-S6-S5-S2(zoom) : H4 Xung điều khiển II Xây dựng mạch vòng dòng điện cho nghịch lưu nguồn áp pha hệ tọa độ quay dq Ta có sơ đồ mạch điện thay mạch vòng dòng điện nghịch lưu nguồn áp pha : H5 Sơ đồ mạch điện thay Phương trình cân điện áp : us = Ris + L dis + ul dt Phương trình hệ tọa độ abc : disa  u = Ri + L + ula sa sa  dt  disb  + ulb usb = Risb + L dt  disc  u = Ri + L + ulc sc  sc dt  Phương trình hệ tọa độ tĩnh αβ qua phép chuyển vị tọa độ CLAKE: disα  u = Ri + L + ulα s α s α  dt  u = Ri + L disβ + u sβ lβ  sβ dt Phương trình hệ tọa độ quay dq (tốc độ quay tốc độ quay vector dòng điện điện áp) qua phép chuyển vị tọa độ CLAKE PARK: disd  u = Ri + L + uld − ωs Lisq sd  sd dt  u = Ri + L disq + u + ω Li sq lq s sd  sq dt Hình H6 biểu diễn vector điện áp dòng điện hệ trục tọa độ αβ dq: H6 Vector điện áp dòng điện hệ trục tọa độ Hình H7 biểu diễn cấu trúc điều khiển dòng điện hệ tọa độ quay dq (có cấu trúc triệt tiêu tương tác thành phần dòng trục d trục q): H7 Cấu trúc điều khiển dòng điện hệ tọa độ quay dq Bộ điều chỉnh PI thiết kế dựa mô hình dòng điện hệ tọa độ quay dq Đặt Δud, Δuq, Δu0 điện áp rơi cuộn cảm, ta có: usd = ∆ud + uLd − Lωisq  usq = ∆uq + u Lq + Lωisd Thành phần điện áp Δud, Δuq bù điều chỉnh dòng điện kiểu PI: ∆ud = K p (i*sd − isd ) + K i (i*sd − isd )dt ∫   ∆uq = K p (i*sq − isq ) + Ki ∫ (i*sq − isq )dt   Để tính tham số điều chỉnh dòng ta bỏ qua tác động xen kênh dq ảnh hưởng thành phần điện áp uLd, uLq - tác động bù feedforward mạch vòng điều khiển dòng điện hình H7 Ta có mô hình đối tượng điều chỉnh mạch vòng dòng điện có hàm truyền đơn giản sau ( tổng quát cho thành phần dòng id, iq) : Gi ( s) = is ( s ) 1/ R = us* ( s ) (1 + s Ts )(1 + sT ) L Mô hình toán học khâu điều chế độ rộng xung PWM : T − ss us ( s ) GPWM ( s ) = * =e ≈ T us ( s ) 1+ s s Trong : Ts : Chu kỳ điều chế, Ts = fs TL : Hằng số thời gian đối tượng mạch vòng điều chỉnh, TL = L R Hàm truyền Gi(s) có dạng khâu quán tính bậc 2, áp dụng tiêu chuẩn tối ưu độ lớn ta tìm tham số cho điều chỉnh dòng có cấu trúc PI theo: L  K =  p T  s  K = R i  Ts  Thay số ta tính : Ts=2.10-4(s), TL=0,01(s), Kp=10, Ki=1000 Ta mô mạch vòng dòng điện Matlab/Simulink III Mô Matlab/Simulink Sơ đồ khối: H8 Sơ đồ Simulink *Khối abc-dq: H9 Chuyển hệ tọa độ abc-dq *Khối DC_dong_dien: H10 Điều chỉnh dòng điện *Khối dq-abc: H11 Chuyển hệ tọa độ dq-abc *Khối tao_xung_gPWM: H12 Tạo xung điều khiển *Khối Ngich_luu: H13 Khối Nghịch lưu IV Một số kết mô *Sóng điều chế nghịch lưu pha: H14 Sóng điều chế *Điện áp dây đầu nghịch lưu pha: H15 Điện áp dây đầu nghịch lưu *Dòng điện đầu nghịch lưu pha: H16 Dòng điện đầu nghịch lưu [...]...IV Một số kết quả mô phỏng *Sóng điều chế nghịch lưu 3 pha: H14 Sóng điều chế *Điện áp dây đầu ra nghịch lưu 3 pha: H15 Điện áp dây đầu ra nghịch lưu *Dòng điện đầu ra nghịch lưu 3 pha: H16 Dòng điện đầu ra nghịch lưu