Nghiên cứu chỉnh lưu tích cực 3 pha

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM - - NGUYỄN THANH THẢO NGHIÊN CỨU CHỈNH LƯU TÍCH CỰC PHA LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 TP HỒ CHÍ MINH, tháng 03 năm 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM - - NGUYỄN THANH THẢO NGHIÊN CỨU CHỈNH LƯU TÍCH CỰC PHA LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 GVHD: PGS.TS NGUYỄN THANH PHƯƠNG TP HỒ CHÍ MINH, tháng 03 năm 2016 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Thanh Phương Luận văn Thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Công nghệ TP.HCM ngày 12 tháng 03 năm 2016 Thành phần hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: TT Họ tên Chức danh Hội đồng TS Huỳnh Châu Duy Chủ tịch TS Trần Thanh Phương Phản biên TS Dương Thanh Long Phản biện PGS.TS Trần Thu Hà Ủy viên TS Trương Đình Nhơn Ủy viên, Thư ký Xác nhận Chủ tịch hội đồng đánh giá Luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG QLKH – ĐTSĐH Độc lập - Tự - Hạnh phúc - TP.HCM, ngày tháng năm 2015 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN THANH THẢO Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 04/ 04/ 1968 Nơi sinh: TP.HCM Chuyên ngành: Kỹ thuật điện MSHV: 1341830061 I- Tên đề tài: NGHIÊN CỨU CHỈNH LƯU TÍCH CỰC PHA II- Nhiệm vụ nội dung: Nhiệm vụ nghiên cứu chỉnh lưu pha tích cực theo phương pháp điều chế độ rộng xung, tiến hành khảo sát tổng hợp so sánh kỹ thuật điều chế độ rộng xung hiệu quả, tổn hao, chất lượng hài khảo sát đặc tính điều khiển từ đề xuất giải pháp điều chế hiệu mang lại sản phẩm điều chế cho chỉnh lưu tích cực III- Ngày giao nhiệm vụ: 26/ 05/ 2015 IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 26/ 11/ 2015 V- Cán hướng dẫn: PGS.TS NGUYỄN THANH PHƯƠNG CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thông tin trích dẫn Luận văn ghi rõ nguồn gốc Học viên thực Luận văn Nguyễn Thanh Thảo ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý Thầy Cô trường Đại Học Kỹ thuật Công nghệ Tp Hồ Chí Minh, người dìu dắt tận tình, truyền đạt cho kiến thức kinh nghiệm quý báu suốt thời gian học tập trường Tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến tất Thầy, Cô Khoa Điện-Điện Tử đặc biệt thầy Nguyễn Thanh Phương, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp Tôi xin cảm ơn gia đình tôi, người thân hỗ trợ điều kiện tốt để học tập suốt thời gian dài Ngoài xin gửi lời cảm ơn đến bạn đồng nghiệp hỗ trợ nhiều trình tìm nguồn tài liệu nghiên cứu, cám ơn đến bạn lớp 13SMDD21 tôi, người gắn bó, học tập giúp đỡ năm qua suốt trình thực luận văn tốt nghiệp Tp Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2015 Nguyễn Thanh Thảo iii TÓM TẮT Ngày nay, với phát triển vượt bậc thiết bị biến đổi lượng điều khiển kỹ thuật số (digital control system), việc biến đổi lượng điện từ xoay chiều sang chiều sử dụng thiết bị điện tử công suất sử dụng nhiều lĩnh vực khác hệ thống truyền tải, hệ thống phân phối điện năng, dùng công nghiệp… Một ví dụ cụ thể cho việc biến đổi điện từ xoay chiều sang chiều ứng dụng hệ thống truyền tải phân phối điện trình vận hành turbine gió: đầu tiên, điện áp xoay chiều với tần số điện áp biến thiên từ turbine gió chỉnh lưu thành điệp áp chiều sau lại nghịch lưu thành xoay chiều với điện áp tần số lưới Trong công nghiệp, việc chỉnh lưu điện áp lưới từ xoay chiều sang chiều để cung cấp cho hệ thống truyền động công nghiệp có nhu cầu biến đổi tần số (inverter) ngày sử dụng rộng rãi thay cho hệ thống điều tốc khí (hộp số) Như vậy, so với chỉnh lưu không điều khiển cổ điển sử dụng diode, chất lượng điện áp dòng điện chỉnh lưu cần nâng lên tương ứng Khi điện áp cung cấp cho thiết bị đầu cuối có chất lượng tốt Hiện nay, nhiều phương pháp điều khiển cho chỉnh lưu nghiên cứu ứng dụng điển phương pháp điều chế độ rộng xung sine (SPWM) phương pháp điều chế vector không gian (SVPWM) cho số kết định Xuất phát từ việc này, yêu cầu đặt cho luận văn cụ thể sau: • Nghiên cứu kỹ thuật điều chế SPWM SVPWM cho chỉnh lưu có điều khiển • Áp dụng kỹ thuật cộng thành phần sóng hài bậc ba cho SPWM • Mô kỹ thuật điều chế độ xung Matlab • So sánh, đánh giá phương pháp mô Matlab iv ABSTRACT Nowadays, with the intensive development of the power electronic devices and digital control systems, energy conversion based on power electronic converters using digital system processor (DSP) system become popular in energy industries and home applications By way of example, in wind energy system, at first, AC voltage from wind turbine with varied frequency and magnitude is rectified into DC voltage Then, this DC voltage is converted back into the grid AC voltage with constant frequency and magnitude In addition, in industry applications, by rectifying the grid AC energy into the DC one and then converting this DC energy back into the AC voltage with variable frequency and magnitude to supply for the machine drive system, the operating speed of the drive system can be varied without employing mechanical gear box Based on what discussed above, compared with the conventional uncontrolled rectify technique using diode, high demanded qualities of the DC energy are highly expected To date, a great number of rectify techniques were proposed such as direct current control or direct power control…These proposed techquies require a modulation method (sine pulse width modulation-SPWM or space vector pulse width modulation-SVPWM) to realize the demanded voltage reference via the power electronic inverters This thesis focuses on the following aspects: • Investigating the application of SPWM and SVPWM techniques for controlled rectifier • Improving the SPWM technique by including the third harmonic • Realize the studied PWM techniques using Matlab/Simulink • Comparative study between the SPWM and SVPWM techniques in terms of the rectifying qualities v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AC Alternating Current Xoay chiều DC Direct Current Một chiều IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor Transistor cực điều khiển cách ly PWM Pulse Width Modulation Điều chế độ rộng xung SPWM Sin Pulse Width Modulation Điều chế độ rộng xung sin SVPWM Space Vector Pulse Width SVM Vector không gian điều chế độ Modulation rộng xung Space Vector Modulation Điều chế vector không gian THIPWM Third-Harmonic-Injection PWM Phương pháp điều chế hài bậc ba THD Total Harmonic Distortion Méo hài tổng VSC Voltage Source Converter Chuyển đổi điện áp nguồn VFOC Virtual Flux Oriented Control Điều khiển định hướng từ thông ảo VOC Voltage Oriented Control Điều khiển định hướng theo điện áp DPC Direct Power Control VF-DPC Virtual Flux Based Direct Power Control Điều khiển công suất trực tiếp Điều khiển công suất trực tiếp từ thông ảo vi KÝ HIỆU α Góc pha vector chuẩn ε Góc pha điều khiển phần chỉnh lưu PWM γ Góc pha vector áp nguồn phần chỉnh lưu PWM ω Tần số góc ia ib, ic Dòng ba pha idc Dòng chiều iα Thành phần dòng điện trục α hệ tọa độ α – β iβ Thành phần dòng điện trục β hệ tọa độ α – β id Thành phần dòng điện trục d hệ tọa độ d – q iq Thành phần dòng điện trục q hệ tọa độ d – q VA, VB, Vc Điện áp nguồn ba pha VDC Điện áp chiều tải Vs Điện áp nguồn vc điện áp chuyển đổi VSα Thành phần điện áp trục α hệ tọa độ α – β VSβ Thành phần điện áp trục β hệ tọa độ α – β VSd Thành phần điện áp trục d hệ tọa độ d – q VSq Thành phần điện áp trục q hệ tọa độ d – q 63 4.4 Mô hình mô mạch chỉnh lưu kiểu THIPWM C ontinuous t g C m E g S3 S5 E S1 m Vao [ia] - m i + E RLa + [S5] C g [S3] C [S1] Clock To Workspace Rate Transition2 powe rgui Vbo i [ib] - + + + ia RLb + ib + + RLc i [ic] - + v - [S2] [S4] [Vdc] Va1 [S6] g C E S4 m C g S2 m + - v S6 E [Va] Va m + - v C g ic E Vc0 R R1 [Vb] Vb + v - [Vc] MACH CONG SUAT Vc 200 Vref S1 [S1] S3 [S3] S5 [S5] S2 [S2] S4 [S4] S6 [S6] Vref Vref ud Vdc [Vdc] [ia] ud ia Vabc id [ib] Vabc id uq ib uq [ic] ic iq sin_cos(gamma)1 iq [Va] Va [Vb] Vb Tinh PI dq to abc PWM sin_cos(gamma) [Vc] Vc MACH DIEU KHIEN abc to dq Ic_Vc [Vc] V [ic] I Vdc To Workspace5 Rate Transition3 To Workspace2 pf Display [ic] Subsystem1 butter [Vdc] [Vc] Scope2 Scope5 Analog Filter Design Scope1 Vdc1 MACH DO TIN HIEU SONG NGO VAO VA NGO RA Rate Transition4 To Workspace3 4.4.1 Giới thiệu Mạch chỉnh lưu kiểu THIPWM cấu trúc mạch không khác với mạch chỉnh lưu kiểu SPWM, phần công suất mạch hoàn toàn giống nhau, phần điều khiển mạch giống với kiểu SPWM cộng thêm thành phần sóng hài bậc vào, thành phần xoay chiều đưa vào so sánh với sóng mang xung tam 64 giác không dạng sóng sin, có biên độ đỉnh thấp độ rộng xung phần phình to so với dạng sóng sin 0.8 0.6 0.4 0.2 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 pi/3 2pi/3 pi 4pi/3 5pi/3 2pi 7pi/3 8pi/3 3pi Hình Vì thế, so sánh với sóng mang xung tam giác cho thời gian đóng khóa dài cho điện áp ngõ cao so với phương pháp SPWM Phương pháp THIPWM có tên gọi khác phương pháp điều chế độ rộng xung SPWM cải biến 4.4.2 Khối chuyển đổi dq sang abc ud Valpha ud Valpha Valpha1 Va Va Vb Vb Valpha1 uq Vbeta uq Vabc Vabc Vbeta sin_cos(gamma) dq to alpha beta Vbeta1 Vbeta1 Vref sin_cos(gamma)1 Bo han ap Vc alpha1-beta1 to abc1 Vc abc1 to Vabc Vref Trong khối có khối dq to alpha beta khối alpha1_beta1 to abc1 trình bày phần chỉnh lưu SPWM 65 4.4.2.1 Khối Bộ hạn áp Re Valpha Vbeta Vref |u| |u| u Im u Real-Imag to Complex to Complex Magnitude-Angle Re Im Valpha1 Magnitude-Angle Complex to to Complex Real-Imag Vbeta1 up Gain u Constant1 y lo Saturation Dynamic 4.4.2.2 Khối abc1 to Vabc Va max MinMax1 Vb f(u) MinMax 0.5 Vz Vc Constant Add Add1 Add2  max = [Va Vb Vc]  = [Va Vb Vc]  k = 0.5  Vz = -((1-2*k)+(k*max)+(1-k)*min)  Va = Va + Vz  Vb = Vb + Vz  Vc = Vc + Vz Vabc 66 4.4.3 Kết mô Vref =400V Song dien ap va dong dien ngo vao mot pha cua THIPWM 600 Ic Vc Voltage [V] 400 200 -200 -400 -600 4.9 4.91 4.92 4.93 4.94 4.95 Time [s] 4.96 4.97 4.98 4.99 Song dien ap ngo cua THIPWM 500  Vdc Voltage [V] 450 400 350 300 250 0.5 1.5 2.5 Time [s] 3.5 4.5 Dien ap mot chieu ngo [Vdc] cua THIPWM 500 Vdc Voltage [V] 400 300 200 100 0 0.5 1.5 2.5 Time [s] 3.5 4.5 Song diien ap ngo cua THIPWM 480  Vdc Vdc Voltage [V] 460 440 420 400 380 360 4.9 4.91 4.92 4.93 4.94 4.95 Time [s] 4.96 4.97 4.98 4.99 67 Chương 5: SO SÁNH CẤU TRÚC VÀ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG CỦA KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SPWM, SVPWM VÀ THIPWM 5.1 Cấu trúc mạch Mạch chỉnh lưu tích cực ba pha sử dụng kỹ thuật điều chế SPWM, THIPWM SVPWM, ta nhận xét cấu trúc mạch sau:  Mạch sử dụng kỹ thuật điều chế SPWM: Dựa vào phương pháp điều chế mô phần mềm Matlab simulink ta thấy mạch có cấu trúc đơn giản so với hai kỹ thuật điều chế lại  Mạch sử dụng kỹ thuật điều chế THIPWM: Mạch có cấu trúc mạch SPWM có cộng vào thành phần sóng hài bậc ba nhằm tăng độ lớn sóng điều khiển cho điện áp DC ngõ lớn  Mạch sử dụng kỹ thuật điều chế SVPWM: Phương pháp điều chế ứng dụng tính toán cho mục đích điện áp trung bình ngõ tải hướng đến điện áp tham chiếu Điều thực chu kỳ tính toán chọn trạng thái trạng thái đóng cắt cho chỉnh lưu tính toán thời gian thích hợp cho trạng thái Nên sơ đồ mô Matlab simulink cho kỹ thuật phức tạp so với hai phương pháp 68 5.2 Kết mô Matlab simulink 5.2.1 Điện áp ngõ [Vdc] 5.2.1.1 Vref lớn Qua mô cho thấy ba phương pháp điều chế SPWM có điện áp ngõ thấp ( khoảng 450VDC), SVPWM có điện áp ngõ ( khoảng 500VDC) sau THIPWM có điện áp ngõ cao tất ( khoảng 550VDC) Song dien ap trung binh [Vdc] ngo cua SPWM 450 400 350 Voltage [V] 300 250 200 150 100 50 0 10 4.5 Time [s] Song dien ap ngo [Vdc] cua SVPWM 500 450 400 Voltage [V] 350 300 250 200 150 100 50 0 0.5 1.5 2.5 3.5 Time [s] Song dien ap trung binh ngo [Vdc] cua THIPWM 600 550 500 450 Voltage [V] 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 Time [s] Hình 5.1 Kết điện áp DC lớn ba phương pháp điều khiển 69 5.2.1.2 Chọn Vref = 400V Để so sánh kết mô cho ba phương pháp điều chế, đặt điện áp tham chiếu 5.2.2 Độ gợn sóng điện áp ngõ ra: Song dien ap ngo [Vdc] cua SPWM  Độ gợn sóng điện áp ngõ SPWM là: 500 475 450 Voltage [V] 425 Vmax = 460V; Vmin = 275V 400 375 ∆V𝑑𝑐 = Vmax − Vmin 350 325 ∆V𝑑𝑐 = 185V 300 275 250 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] Hình 5.2 Sóng điện áp ngõ SPWM Song dien ap ngo [Vdc] cua THIPWM ∆𝑉𝑑𝑐 𝑉𝑑𝑐 = 185 400 × 100 = 46,25%  Độ gợn sóng điện áp ngõ THIPWM là: 550 525 500 475 Voltage [V] 450 Vmax = 530V; Vmin = 290V 425 400 ∆V𝑑𝑐 = Vmax − Vmin 375 350 325 ∆V𝑑𝑐 = 240V 300 275 250 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] Hình 5.3 Sóng điện áp ngõ THIPWM 𝑉𝑑𝑐 = 240 400 × 100 = 60%  Độ gợn sóng điện áp ngõ SVPWM là: Song dien ap ngo [Vdc] cua SVPWM 460 Vdc Vdc 450 ∆𝑉𝑑𝑐 440 Voltage [V] 430 Vmax = 455V; Vmin = 370V 420 410 ∆V𝑑𝑐 = Vmax − Vmin 400 390 ∆V𝑑𝑐 = 85V 380 370 360 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 Time [s] Hình 5.4 Sóng điện áp ngõ SVPWM ∆𝑉𝑑𝑐 𝑉𝑑𝑐 = 85 400 × 100 = 21,25% 70 Vậy hệ số gợn sóng điện áp ngõ qua ba phương pháp điều chế phương pháp SVPWM thấp nhất, SPWM sau THIPWM 5.2.3 Xét sóng điện áp dòng điện ngõ vào Song dien ap va dong dien pha C cua SPWM 600 Ic Vc 400 Hình 5.5 Sóng điện áp dòng điện Voltage [V] 200 pha ngõ vào SPWM -200 -400 -600 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] Song dien ap va dong dien ngo vao pha C cua THIPWM 600 Ic Vc 400 Hình 5.6 Sóng điện áp dòng điện Voltage [V] 200 pha ngõ vào THIPWM -200 -400 -600 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] Song dien ap va dong dien ngo vao pha C cua SVPWM 400 Ic Vc 300 pha ngõ vào SVPWM Voltage [V] Hình 5.7 Sóng điện áp dòng điện 200 100 -100 -200 -300 -400 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 Time [s] Qua quan sát dạng sóng điện áp dòng điện ngõ vào ba mạch chỉnh lưu tích cực ba pha kiểu SPWM, THIPWM SVPWM, ta nhận thấy:  Mạch kỹ thuật điều chế SPWM có dòng áp gần pha nhau, nên xem cosφ ≈ 1, nhiên dạng sóng dòng điện không hoàn toàn sin 71  Mạch kỹ thuật điều chế THIPWM có dòng áp gần pha nhau, nhiên lệch pha so với kỹ thuật SPWM nên xem cosφ ≠ 1, nhiên dạng sóng dòng điện gần sin tốt so với kỹ thuật SPWM  Mạch kỹ thuật điều chế SVPWM có dạng sóng dòng áp lệch pha với nhiều so với hai kỹ thuật trên, nhiên dạng sóng dòng điện tốt so với dạng sóng dòng điện kỹ thuật SPWM Đây quan sát dạng sóng điện áp dòng điện ngõ vào điện áp tham chiếu Vref Tuy nhiên sóng điện áp dòng điện ngõ vào có thay đổi ta đặt điện áp tham chiếu khác Như mạch kỹ thuật điều chế SVPWM điện áp tham chiếu Vref = 400V dòng áp không trùng pha với điện áp tham chiếu khác Vref = 500V dòng áp tiến đến pha Song dien ap va dong dien ngo vao cua SVPWM 400 Ic Vc 300 Vref = 500V Voltage [V] 200 100 -100 -200 -300 -400 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] Hình 5.8 Sóng điện áp dòng điện pha ngõ vào SVPWM, với Vref = 500V 5.2.4 Méo hài tổng (THD) Trong ba kỹ thuật điều chế, đặt giá trị điện áp tham chiếu [Vref], kỹ thuật điều chế SPWM có méo hài tổng lớn so với hai kỹ thuật lại Kế đến kỹ thuật SVPWM sau kỹ thuật THIPWM có méo hài tổng bé Với Vref = 400V, ta đo được:  THDSPWM = 75,12%  THDSVPWM = 18,79%  THDTHIPWM = 7.47% FFT window: of 250 cycles of selected signal 400 200 72 -200 -400 4.01 4.02 4.03 4.04 4.05 4.06 4.07 4.08 4.09 Time (s) Mag (% of Fundamental) Fundamental (50Hz) = 253.7 , THD= 75.12% 70 60 50 40 30 20 10 FFT window: of 250 cycles of selected signal 0 100 200 300 200 400 500 600 700 800 900 1000 Frequency (Hz) Hình 5.9 Kết đo THD = 75.12% SPWM -200 4.01 4.02 4.03 4.04 4.05 4.06 4.07 4.08 4.09 Time (s) Mag (% of Fundamental) Fundamental (50Hz) = 237.7 , THD= 18.79% 15 10 500 FFT window: of 250 cycles of selected signal 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Frequency (Hz) Hình 5.10 Kết đo THD = 18.79% SVPWM -500 4.01 4.02 4.03 4.04 4.05 4.06 4.07 4.08 4.09 Time (s) Mag (% of Fundamental) Fundamental (50Hz) = 515.4 , THD= 7.47% 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Frequency (Hz) Hình 5.11 Kết đo THD = 7.4% THIPWM 900 1000 73 Ngoài ra, thay đổi điện áp tham chiếu đặt vào mạch chỉnh lưu ba pha qua kết mô ta đo sau: Lấy ví dụ mạch chỉnh lưu dùng kỹ thuật THIPWM Vref [V] THD [%] PF 500 11.4 0.95 400 7.47 0.96 300 3.58 0.98 200 1.69 0.98 Vậy điện áp tham chiếu cho mạch chỉnh lưu bé độ méo hài tổng nhỏ không ảnh hưởng đến lưới điện Tóm lại, ba mạch chỉnh lưu tích cực ba pha với ba phương pháp điều khiển khác phương pháp điều khiển THIPWM có ưu điểm cả:  Có cấu trúc mạch đơn giản phương pháp điều khiển SVPWM  Có điện áp ngõ DC lớn  Có méo hài tổng bé nhất, gần đạt đến theo yêu cầu IEEE 519 – 1992 THD ≤ 5% 74 Chương 6: KẾT LUẬN Luận văn thực số nội dung sau:  Tìm hiểu nguyên tắc hoạt động chỉnh lưu tích cực ba pha  Tìm hiểu kỹ thuật điều khiển kiểu SPWM xây dựng mô hình mô phần mềm Matlab simulink  Tìm hiểu kỹ thuật điều khiển kiểu SVPWM xây dựng mô hình mô phần mềm Matlab simulink  Tìm hiểu kỹ thuật điều khiển kiểu THIPWM xây dựng mô hình mô phần mềm Matlab simulink Qua khảo sát lý thuyết, mô minh họa kết thu từ Matlab cho thấy:  Đánh giá ưu nhược điểm phương pháp điều khiển  Nhận thấy sóng điện áp dòng điện ngõ vào pha cho phương pháp điều khiển khác qua kết mô phần mềm  Nhận thấy méo sóng hài tổng dòng ngõ vào thấp so với cách cổ điển dùng Diod hay Thyristor để chỉnh lưu  Nhận thấy độ gợn sóng điện áp ngõ tải cho phương pháp điều khiển khác qua kết mô phần mềm  Nhận thấy ổn định điện áp ngõ phương pháp điều khiển để đánh giá chất lượng điều khiển cho phương pháp điều khiển Hướng phát triển đề tài:  Qua nghiên cứu tìm hiểu chỉnh lưu tích cực ba pha có hai phương pháp điều khiển điều khiển dòng điện điều khiển công suất trực tiếp (DPC)  Trong phạm vi nghiên cứu chỉnh lưu chỉnh lưu tích cực ba pha luận văn tìm hiểu phương pháp điều khiển dòng điện thông qua phương pháp điều chế SPWM, THIPWM SVPWM  Nên, hướng đề xuất nghiên cứu phát triển đề tài: 75 o " Nghiên cứu chỉnh lưu tích cực ba pha" tìm hiểu phương pháp điều khiển công suất trực tiếp thông qua phương pháp điều chế để so sánh đánh giá o " Nghiên cứu chỉnh lưu tích cực ba pha" tìm hiểu phương pháp điều khiển dòng điện phải kéo giảm tổng độ méo toàn phần (Total Harmonic Distortion - THD) yêu cầu nhỏ 5% Theo IEEE 519-1992 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Phùng Quang (2006) MATLAB & Simulink Tái lần 4, nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà nội [2] Lê Minh Phương – Phan Quốc Dũng (2011) Mô điện tử công suất Matlab – Simulink Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh [3] Nguyễn Văn Nhờ (2005) Điện tử công suất Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh [4] Vladimir Blasko and Vikram Kaura, Member, IEEE (1997) A New Mathematical Model and Control of a Three-Phase AC–DC Voltage Source Converter IEEE Transactions on power electronics, Vol 12 [5] Yan Ma, Student Member, IEEE, Lingling Fan, Senior Member, IEEE, Zhixin Miao, Senior Member, IEEE Realizing Space Vector Modulation in MATLAB/Simulink and PSCAD [6] Jin-Woo Jung, Ph.D Student (2005) Space vector PWM inverter Department of electrical and computer engineering, The Ohio state university [7] K Vinoth Kumar, Prawin Angel Michael, Joseph P John and Dr S Suresh Kumar (2010) Simulation and comparison of SPWM and SVPWM control for three phase inverter ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences [8] P.Manikandan, SP Umayal A Mariya Chithra Mary M.Ramachandran (2013) Simulation And Hardware Analysis Of Three Phase PWM Rectifier With Power Factor Correction IOSR Journal of Electrical and Electronics Engineering (IOSR-JEEE) [9] Meifang Xue, Mingzhi He (2013) Control of Unit Power Factor PWM Rectifier* Energy and Power Engineering, 2013, 5, 121-124 (http://www.scirp.org/journal/epe) [10] Yin bo (2008) High performance control of a threephase PWM rectifier National university of Singapore [11] Microsemi Space Vector Pulse Width Modulation MSS Software Implementation User Guide 78 [12] Saidah, M Hery Purnomo, M Ashari, (2012) Advanced control of active rectifier using switch function and fuzzy logic for nonlinear Behaviour compensation Journal of Theoretical and Applied Information Technology [13] J.Lamterkati, M.Khafallah, L.Ouboubker (2014) A New DPC for Three- phase PWM rectifier with unity power factor operation International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering [...]... gian hai bậc 34 3. 3 .3. 1 Góc và vector điện áp tham chiếu 34 3. 3 .3. 2 Chỉ số điều chế của phương thức điều chế 35 3. 3 .3. 3 Xác định Sector 36 3. 3 .3. 4 Lượng thời gian Ta, Tb, T0 37 3. 3 .3. 5 Tính toán thời gian chuyển mạch cho mỗi khóa Transistor (S1 – S6) 43 3 .3. 3.6 Các kiểu sơ đồ 45 Chương 4 MÔ HÌNH MÔ PHỎNG MẠCH CHỈNH LƯU 50 4.1 Mô hình mô... VỀ CHỈNH LƯU BA PHA 01 1.1 Giới thiệu 01 1.2.1 Tổng quan 01 1.2.2 Chỉnh lưu Diode 01 1.2 .3 Chỉnh lưu thyristor 03 1.2.4 Chỉnh lưu PWM 03 1 .3 Mục đích nghiên cứu 05 1.4 Cấu trúc luận văn 06 Chương 2: MÔ HÌNH HÓA CHỈNH LƯU TÍCH CỰC 2.1 Hoạt động của chỉnh lưu PWM 07 2.2 Mô hình toán học bộ chỉnh lưu 3 pha. .. áp vào bộ chỉnh lưu PWM 10 2 .3 Sơ đồ khối của chỉnh lưu PWM 11 2 .3. 1 Mô tả chỉnh lưu PWM trong hệ ba pha 11 2 .3. 2 Mô hình chỉnh lưu PWM trong hệ tọa độ tĩnh α – β 12 2 .3. 3 Mô hình chỉnh lưu PWM trong hệ tọa độ d – q 13 2.4 Giới hạn hoạt động 16 Chương 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN CHỈNH LƯU PWM.16 3. 1 Sinusoidal PWM 16 xi 3. 1.1 Khái... không gian 26 Hình 3. 7 Chỉnh lưu cầu ba pha 27 Hình 3. 8 Hình dạng tám khóa của chỉnh lưu ba pha 29 Hình 3. 9 Vector không gian của chỉnh lưu cầu ba pha 29 Hình 3. 10 Theo sơ đồ cho SVPWM đầy đủ 34 Hình 3. 11 Cơ bản của dạng sóng điện áp 36 Hình 3. 12 Cấu trúc của kiểu xung đối xứng cho ba pha 42 ix Hình 3. 13 ⃗ đặt vào sector 1 43 Hình 3. 14 Kiểu chuyển... 1.2.2 Chỉnh lưu thyristor Hình 1 .3 Mạch chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển Các chỉnh lưu thyristor kế thừa ưu điểm của chỉnh lưu diode Tuy nhiên do sự phức của mạch điều khiển, chi phí cho bộ chỉnh lưu thyristor thường cao hơn chỉnh lưu diode Do chỉnh lưu thyristor điều khiển bán kỳ dòng điện, độ méo dạng sóng hài của các dòng ngõ vào cao hơn nếu so với chỉnh lưu diode nhưng điện áp ngõ ra có thể điều chỉnh. .. pháp điều khiển cho chỉnh lưu PWM 05 Hình 2.1 Miêu tả đơn giản của mạch chỉnh lưu PWM cho dòng công suất hai chiều.08 Hình 2.2 Sơ đồ định pha cho chỉnh lưu PWM 08 Hình 2 .3 Dòng công suất trong chỉnh lưu tích cực 09 Hình 2.4 Sơ đồ khối bộ chỉnh lưu PWM nguồn áp trong hệ tọa độ ba pha tự nhiên.11 Hình 2.5 Sơ đồ khối chỉnh lưu PWM nguồn áp trong hệ tọa độ α – β 13 Hình 2.6 Sơ đồ vector... 45 Bảng 3. 7 Kiểu xung chuyển mạch ba pha cho mỗi sector 48 Bảng 3. 8 Chuỗi chuyển mạch cho kỹ thuật ba pha PWM 49 viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Chỉnh lưu dùng diode 02 Hình 1.2 Kỹ thuật đa xung với chỉnh lưu diode 16 tia 02 Hình 1 .3 Mạch chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển 03 Hình 1.4 Chỉnh lưu dùng kỹ thuật điều khiển xung PWM với IGBT 04 Hình 1.5 Chỉnh lưu với... chỉnh lưu và tái sinh khi hệ số công suất là cần thiết Hình này cho thấy rằng các vector điện áp VC là cao hơn trong thời gian nghịch lưu (lên đến 3% ) sau kiểu chỉnh lưu Như vậy, chỉnh lưu PWM có hai chế độ Plosses hoạt động VA S1 LOAD Chế độ chỉnh lưu Plưới = Ptải + Plosses Chế độ tái sinh Plưới = Ptải - Plosses Hình 2 .3 Dòng công suất trong chỉnh lưu tích cực  Chế độ chỉnh lưu,  Chế độ nghịch lưu. .. of Science &Technology Tuy nhiên, các luận văn thạc sĩ trong nước chưa thấy khảo sát tổng hợp và so sánh các kỹ thuật điều chế độ rộng xung cho chỉnh lưu tích cực 3 pha 1 .3 Mục đích nghiên cứu Mục đích của đề tài này là đi vào nghiên cứu chỉnh lưu 3 pha tích cực theo phương pháp điều chế độ rộng xung, tiến hành khảo sát tổng hợp và so sánh các kỹ thuật điều chế độ rộng xung về hiệu quả, tổn hao, chất... +Sc ) (2.9a) 3 2Sb - (Sa +Sc ) (2.9b) 3 2Sc - (Sa +Sb ) (2.9c) 3 1 2 3 3 fa, fb, fc nhận các giá trị: 0; ± ; ± 2 .3 Sơ đồ khối của chỉnh lưu PWM 2 .3. 1 Mô tả chỉnh lưu PWM trong hệ ba pha idc VSa + _ Sa VSa 1 R + sL + + fa VSb + _ VSb Sb 1 R + sL Sc + _ VSc 1 R + sL fc 1 sC Vdc _ + iCb + fb VSc _ iCa + _ + _ + + + + 1 3 iCc Hình 2.4 Sơ đồ khối bộ chỉnh lưu PWM nguồn áp trong hệ tọa độ ba pha tự nhiên