Thiết kế và kiểm nghiệm thuật toán điều khiển điện áp đầu ra cho bộ biến đổi DC DC hai chiều ba pha xếp chồng Thiết kế và kiểm nghiệm thuật toán điều khiển điện áp đầu ra cho bộ biến đổi DC DC hai chiều ba pha xếp chồng luận văn tốt nghiệp thạc sĩ
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN DUY LONG THIẾT KẾ VÀ KIỂM NGHIỆM THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP ĐẦU RA CHO BỘ BIẾN ĐỔI DC-DC HAI CHIỀU BA PHA XẾP CHỒNG Chuyên ngành : Điều khiển Tự động hóa LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS TẠ CAO MINH Hà Nội – Năm 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ công trình riêng tơi tơi tự thực hướng dẫn PGS.TS Tạ Cao Minh Các số liệu kết hoàn toàn trung thực Để hồn thành luận văn tơi sử dụng tài liệu ghi danh mục tài liệu tham khảo không chép hay sử dụng tài liệu khác Nếu phát có chép tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày 11 tháng 03 năm 2014 Học viên Nguyễn Duy Long MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ i DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v LỜI NÓI ĐẦU Chương GIỚI THIỆU VỀ Ô TÔ ĐIỆN VÀ BỘ BIẾN ĐỔI DC-DC HAI CHIỀU 1.1 Vài nét ô tô điện 1.1.1 Lịch sử đời 1.1.2 Nhu cầu ô tô điện 1.1.3 Phân loại 1.2 Bộ biến đổi DC-DC ô tô điện 1.2.1 Vị trí vai trị tơ điện 1.2.2 Yêu cầu công nghệ 11 1.3 Lựa chọn cấu hình 11 1.3.1 Bộ biến đổi DC-DC chiều không cách ly 12 1.3.2 Bộ biến đổi DC-DC hai chiều không cách ly 13 1.3.3 Lựa chọn cấu hình 16 Chương NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ THUẬT TOÁN PHÂN PHỐI NĂNG LƯỢNG 20 2.1.Nguyên lý hoạt động 20 2.1.1.Chế độ hoạt động 20 2.1.2.Nguyên lý hoạt động 20 2.2.Siêu tụ lựa chọn hợp lý 25 2.3.Thuật toán phân phối lượng 27 2.4.Tính tốn thơng số mạch 28 Chương MÔ HÌNH HĨA VÀ THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN 32 3.1 Phương pháp trung bình khơng gian trạng thái ……… … 32 3.1.1 Điều kiện áp dụng 32 3.1.2 Mơ hình hóa 33 3.2 Thiết kế điều khiển 35 3.2.1 Thiết kế điều khiển dòng điện 35 3.2.2 Thiết kế điều khiển điện áp 39 Chương KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 44 4.1 Sơ đồ mô 44 4.2 Kết mô 48 4.2.1 Kết mô biến đổi DC-DC hai chiều ba pha 48 4.2.2 Kết mơ thuật tốn phân phối lượng 49 KẾT LUẬN 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 PHỤ LỤC 60 Danh mục hình vẽ DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Xe hybrid Semper Vivus (1900) Hình 1.2 Edixon xe Detroit (1914) Hình 1.3 Cấu hình xe EV Hình 1.4 Chiếc xe năm Nissan Leaf (2011) Hình 1.5 Xe hybrid nhanh giới Lexus GS 450h (2011) Hình 1.6 Cấu hình xe hybrid nối tiếp Hình 1.7 Cấu hình xe hybrid song song Hình 1.8 Cấu hình xe hybrid nối tiếp song song Hình 1.9 Cấu hình xe hybrid phức tạp Hình 1.10 Hệ thống nguồn lượng với chế độ hoạt động Hình 1.11 Hệ thống nguồn lượng xét đến cấu hình thực tế 10 Hình 1.12 Sơ đồ mạch Buck 12 Hình 1.13 Sơ đồ mạch Boost 12 Hình 1.14 Sơ đồ mạch Buck-Boost 13 Hình 1.15 Sơ đồ mạch Buck hai chiều 14 Hình 1.16 Cấu hình mạch buck nhìn từ VH đến VL 14 Hình 1.17 Cấu hình mạch boost nhìn từ VL đến VH 14 Hình 1.18 Sơ đồ mạch Boost hai chiều 15 Hình 1.19 Sơ đồ mạch Buck-Boost hai chiều 16 Hình 1.20 So sánh độ đập mạch dòng điện theo số pha 18 Hình 1.21 Sơ đồ biến đổi DC-DC hai chiều ba pha không cách ly 18 Hình 1.22 Sơ đồ mạch DC-DC tương đương pha hai chiều 19 Hình 2.1 Bộ biến đổi DC-DC hai chiều pha 20 i Danh mục hình vẽ Hình 2.2 Dạng xung mở van dòng điện cuộn cảm chế độ đồng 21 Hình 2.3 Mạch tương đương khoảng dẫn van 22 Hình 2.4 Dạng xung mở van dịng điện cuộn cảm chế độ hai van dẫn 23 Hình 2.5 Mạch tương đương khoảng thời gian dẫn van 23 Hình 2.6 Dạng xung điều khiển dòng điện cuộn cảm chế độ đồng kiểu boost 24 Hình 2.7 Dạng xung điều khiển dòng điện cuộn cảm chế độ hai van dẫn kiểu boost 24 Hình 2.8 Mạch tương đương khoảng thời gian dẫn van 25 Hình 2.9 Đặc tính số nguồn lượng 26 Hình 2.10 Cấu trúc hệ thống với dự trữ lượng phụ 27 Hình 2.11 Cấu trúc điều khiển thuật toán quản lý lượng 27 Hình 2.12 Van IGBT CM300DU-12F 31 Hình 3.1 Mạch tương đương pha 33 Hình 3.2 Xung điều khiển dòng IL bỏ qua trễ 33 Hình 3.3 Mạch tương đương khoảng ton 33 Hình 3.4 Mạch tương đương toff 34 Hình 3.5 Sơ đồ cấu trúc mạch vòng điều khiển dòng điện 35 Hình 3.6 Đồ thị Bode đối tượng điều khiển dòng 37 Hình 3.7 Đồ thị Bode hệ hở có điều khiển 38 Hình 3.8 Đáp ứng bước nhảy mạch vòng điều khiển dòng điện 39 Hình 3.9 Sơ đồ cấu trúc mạch vịng điều khiển điện áp 39 Hình 3.10 Đồ thị Bode đối tượng mạch vịng điều khiển điện áp 40 Hình 3.11 Đồ thị Bode hệ hở mạch vòng điều khiển điện áp 41 Hình 3.12 Đáp ứng bước nhảy mạch vòng điều khiển điện áp 42 Hình 3.13 Đồ thị Bode hệ hở mạch vòng điện áp sau chỉnh định 42 ii Danh mục hình vẽ Hình 3.14 Đáp ứng bước nhảy mạch vịng điện áp với điều khiển 43 Hình 4.1 Sơ đồ mơ tồn hệ thống 44 Hình 4.2 Sơ đồ mơ hình điều khiển động 45 Hình 4.3 Sơ đồ cấu trúc điều khiển động chiều 45 Hình 4.4 Mơ hình động lực học tơ quy bánh 46 Hình 4.5 Mạch lực biến đổi DC-DC hai chiều ba pha 47 Hình 4.6 Mạch điều khiển biến đổi DC-DC hai chiều 47 Hình 4.7 Dịng tổng dòng pha 48 Hình 4.8 Dịng tổng phóng to 48 Hình 4.9 Dịng pha phóng to 49 Hình 4.10 Đồ thị tốc độ đặt tốc độ đo 49 Hình 4.11 Đồ thị dịng điện acquy trường hợp a 50 Hình 4.12 Dung lượng acquy trường hợp a 50 Hình 4.13 Đồ thị dòng điện trường hợp b 51 Hình 4.14 Dung lượng acquy trường hợp b 51 Hình 4.15 Đồ thị điện áp siêu tụ trường hợp b 52 Hình 4.16 Đồ thị dịng điện siêu tụ trường hợp b 52 Hình 4.17 Đồ thị dịng điện acquy trường hợp c 53 Hình 4.18 Đồ thị dung lượng acquy trường hợp c 53 Hình 4.19 Đồ thị dịng điện trường hợp d 54 Hình 4.20 Đồ thị dung lượng acquy trường hợp d 54 Hình 4.21 Đồ thị điện áp siêu tụ trường hợp d 55 Hình 4.22 Đồ thị dòng điện siêu tụ trường hợp d 55 iii Danh mục bảng số liệu DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU Bảng 2.1 Thông số xe ô tô điện i-MiEV 28 Bảng 4.1 Tham số mơ hình mơ 46 Bảng P.1 Thông số dây quấn 60 Bảng P.2 Thông số lõi EE100/60/28 61 iv Danh mục từ viết tắt DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT EVs Electric Vehicles Xe ô tô điện HEVs Hybrid Electric Vehicles Xe điện lai FCVs Fuel Cell Vehicles Xe pin nhiên liệu v Lời nói đầu LỜI NĨI ĐẦU Ngày nay, biến đổi khí hậu vấn đề toàn cầu nhức nhối mà tất quốc gia giới phải đối mặt, giải Trung tâm Hadley Anh chuyên nghiên cứu dự đốn thời tiết thơng báo: 1/3 hành tinh chịu ảnh hưởng hạn hán việc thay đổi khí hậu khơng kiểm sốt Ở nước ta năm gần tượng mưa bão lũ lụt xảy thường xuyên ảnh hưởng biến đổi khí hậu Ơ nhiễm mơi trường mà sâu xa nhiễm khơng khí ngun nhân chủ yếu, nguyên nhân gây tượng Do giảm khí thải làm bầu khí mối quan tâm hàng đầu quốc gia phát triển phát triển Một ngun nhân gây nhiễm khơng khí khí thải từ phương tiện giao thơng đặc biệt thành phố, khu đô thị lớn Theo Bộ Tài nguyên Môi trường, giao thông tác nhân gây 60-70% nhiễm khơng khí đô thị Việt Nam Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng Làm để phương tiện giao thông trở nên “sạch” hơn? Xuất phát từ yêu cầu trên, hướng nghiên cứu, ứng dụng, thiết kế, chế tạo, ô tô điện trở thành đề tài nóng hổi giới Ở Mỹ, năm 2010, tổng thống Barack Obama tuyên bố chi 2.4 tỉ đô la cho xe tơ điện, 1.5 tỉ la cho sản xuất acquy thiết bị phụ trợ, 500 triệu đô la cho sản xuất động điện thiết bị bổ trợ khác, 400 triệu đô la cho xây dựng sở hạ tầng Liên minh châu Âu EU sẵn sàng chi 50 triệu bảng giúp đỡ kế hoạch phát triển ô tô điện Đức phấn đấu đến năm 2020 trở thành thị trường ô tô điện lớn giới Đan Mạch nước Anh, Phần Lan, Bồ Đào Nha thực giảm thuế trợ giá bán xe tơ điện, nhiều sách khuyến khích người sử dụng Bộ trưởng Bộ Cơng nghiệp Tây Ban Nha, Miguel Sebastian tuyên bố: “ Ô tô điện tương lai định hướng cách mạng công nghiệp ” Trung Quốc đặt mục tiêu trở thành công xưởng sản xuất ô tô điện lớn giới tương lai Nhật Bản trợ giá 30% cho ô tô điện bán Tại Việt Nam, việc nghiên cứu xe ô tô điện triển khai bước đầu Với xu đó, đề tài nghiên cứu chế tạo tô điện thầy PGS.TS Tạ Cao Minh triển khai mở nhiều hướng nghiên cứu có hướng nghiên cứu thiết kế biến đổi DC-DC hai chiều hướng tới ứng dụng cho ô tơ điện Từ đó, hướng dẫn thầy giáo PGS.TS Tạ Cao Minh em có hội để nghiên cứu tìm hiểu đề tài: “Thiết kế kiểm nghiệm thuật toán điều khiển điện áp đầu Chương Kết mô 4.2 Kết mô 4.2.1 Kết mô biến đổi DC-DC hai chiều ba pha Hình 4.7 mơ tả đáp ứng dòng điện pha Dòng tổng đặt 150A 0.02s sau đặt -150A khoảng thời gian cịn lại Hình 4.7 Dịng tổng dịng pha Ta phóng to để thấy rõ đáp ứng hình 4.8 4.9: Hình 4.8 Dịng tổng phóng to 48 Chương Kết mơ Hình 4.9 Dịng pha phóng to Ta thấy dòng tổng giảm đập mạch nhiều lần so với dòng pha Dòng pha cân ta điều chỉnh dịng trung bình pha Dịng pha lệch 120o, ta quan sát thấy chu kỳ pha ln có hai dịng pha khác xen kẽ cách Độ nhấp nhơ dịng pha 11A 22% dịng trung bình xấp xỉ với phần tính tốn thiết kế ảnh hưởng điện trở cuộn cảm 4.2.2 Kết mơ thuật tốn phân phối lượng Ta mô bốn trường hợp: xe tăng tốc lên 60km/h giảm xuống 40km/h khơng có siêu tụ, acquy nạp đầy, có siêu tụ acquy nạp đầy, khơng có siêu tụ có siêu tụ acquy lại 60% dung lượng Trong bốn trường hợp, ta có đồ thị tốc độ sau: Hình 4.10 Đồ thị tốc độ đặt tốc độ đo 49 Chương Kết mô a Trường hợp khơng có siêu tụ, acquy nạp đầy Ta có đồ thị dòng điện acquy dung lượng acquy sau: Hình 4.11 Đồ thị dịng điện acquy trường hợp a Hình 4.12 Dung lượng acquy trường hợp a 50 Chương Kết mô Ta thấy trình tăng tốc từ đến 60km/h, dịng điện acquy đạt tới 138A gấp 2.76 lần giá trị dung lượng Ở giây thứ dòng điện giảm xuống để ổn định tốc độ 60km/h, sau thời điểm 8.5s dịng giảm xuống âm để hãm tái sinh giảm tốc độ xuống 40km/h Trong suốt q trình dung lượng acquy có lúc giảm xuống 99.66%, kết thúc trình dung lượng acquy mức 99.7% hay dung lượng acquy giảm 0.3% b Trường hợp có siêu tụ acquy nạp đầy Hình 4.13 Đồ thị dịng điện trường hợp b Hình 4.14 Dung lượng acquy trường hợp b 51 Chương Kết mô Qua hai đồ thị ta có nhận xét: dịng acquy có hỗ trợ siêu tụ giảm xuống có giá trị lớn 90A giai đoạn tăng tốc từ đến 60km/h giữ khoảng 2C khoảng thời gian lại theo yêu cầu, mục đích thuật tốn đề Khi tốc độ ổn định 40km/h dịng siêu tụ dần khơng, khơng hỗ trợ acquy theo thuật tốn: hỗ trợ acquy khoảng thời gian độ tăng tốc giảm tốc Dung lượng acquy giảm xuống thấp 99.78% 8.5s đầu kết thúc mức 99.77%, dung lượng acquy giảm 0.23% tiết kiệm 23% so với mức dung lượng sử dụng trường hợp a Hình 4.15 Đồ thị điện áp siêu tụ trường hợp b Hình 4.16 Đồ thị dòng điện siêu tụ trường hợp b 52 Chương Kết mơ Hình 4.15 4.16 minh họa điện áp dòng điện qua siêu tụ, khoảng 3s đầu điện áp giữ mức 200V chưa tham gia vào hỗ trợ acquy dòng acquy lúc bắt đầu khởi động tăng từ đến 50A Sau điện áp siêu tụ giảm, hỗ trợ acquy tăng tốc từ 20km/h đến 60km/h, từ giây thứ 8.5 đến giây thứ 11 siêu tụ nạp lượng xe hãm từ 60km/h xuống 40km/h, sau xe ổn định tốc độ siêu tụ ổn định điện áp không hỗ trợ acquy Siêu tụ hỗ trợ acquy xe tăng tốc giảm tốc c Trường hợp khơng có siêu tụ, acquy cịn 60% dung lượng Hình 4.17 Đồ thị dịng điện acquy trường hợp c Hình 4.18 Đồ thị dung lượng acquy trường hợp c 53 Chương Kết mô Trường hợp đưa để so sánh với trường hợp d có siêu tụ dung lượng acquy 60% d Trường hợp có siêu tụ, acquy cịn 60% dung lượng Hình 4.19 Đồ thị dịng điện trường hợp d Hình 4.20 Đồ thị dung lượng acquy trường hợp d 54 Chương Kết mô Khác với hai trường hợp đầu acquy nạp đầy, hai trường hợp c d acquy 60% dung lượng, lúc siêu tụ hỗ trợ dòng cho acquy nhiều hơn, dung lượng acquy giảm 0.15% so với trường hợp c khơng có siêu tụ dung lượng acquy giảm 0.29%, tiết kiệm 50% dung lượng acquy cần sử dụng Cuối hai đồ thị điện áp dòng điện siêu tụ phản ánh rõ ràng quan điểm Hình 4.21 Đồ thị điện áp siêu tụ trường hợp d Hình 4.22 Đồ thị dòng điện siêu tụ trường hợp d 55 Kết luận KẾT LUẬN Bản luận văn phân tích tìm hiểu vai trị vị trí biến đổi DC-DC hai chiều ô tô điện, từ yêu cầu công nghệ dẫn tới lựa chọn cấu hình phù hợp, sau phân tích ngun lý hoạt động tính chọn van, cuộn cảm với công suất phù hợp, luận văn đưa thuật toán phân phối lượng acquy siêu tụ thông qua điều khiển biến đổi DC-DC hai chiều Các kết mô được: - Công suất thiết kế biến đổi DC-DC hợp lý, đáp ứng yêu cầu, mục đích trao đổi lượng acquy siêu tụ ô tô điện - Bộ biến đổi DC-DC cho phép trao đổi lượng theo hai chiều, hạ áp nạp vào siêu tụ trình xe hãm tái sinh, nâng áp hỗ trợ acquy trình xe khởi động, tăng tốc - Thông qua biến đổi DC-DC, điện áp dòng điện siêu tụ điều khiển phục vụ mục đích điều khiển trao đổi lượng acquy siêu tụ theo thuật toán phân phối lượng đưa - Các đáp ứng dòng điện thể rõ đặc trưng biến đổi DC-DC hai chiều nhiều pha xếp chồng, dòng điện pha cân lệch 3600/n, với n số pha Ngồi ra, độ nhấp nhơ dòng điện cuộn cảm thỏa mãn tiêu chí thiết kế đặt từ trước - Thuật tốn phân phối lượng hợp lý, phù hợp với tốn sử dụng siêu tụ tơ điện Nhờ việc sử dụng dự trữ lượng phụ siêu tụ biến đổi DC-DC hai chiều, khả tiết kiệm từ 23% đến 50% dung lượng acquy Tuy nhiên, luận văn nhiều hạn chế: - Chưa có kết thực nghiệm - Mơ sử dụng động chiều thay động IPM loại sử dụng ô tô điện i-MiEV 56 Kết luận - Thuật toán phân phối lượng hợp lý chưa tối ưu Cuối cùng, lần em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Tạ Cao Minh tận tình hướng dẫn em hoàn thành luận văn này, em xin cảm ơn thầy giáo Ths Nguyễn Duy Đỉnh anh Nguyễn Bảo Huy công tác Trung tâm Nghiên cứu Sáng tạo Công nghệ CTI trường đại học Bách Khoa Hà Nội giúp đỡ em nhiều thời gian thực luận văn Em xin chân thành cảm ơn! 57 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] B.J Arnet, L.P Haines, “High power DC-to-DC converter for supercapacitors”, IEEE Conf Electric Machines and Drives, Jun 2001, pp 1266-1271 [2] C.C Chan, “The State of the Art of Electric, Hybrid, and Fuel Cell Vehicles”, Proc IEEE, Vol.95, No.4, April 2007, pp 704-718 [3] J.W.Dixon, I Nakashima, E.F Arcos, M.E Ortuzar, “Electric Vehicle Using a Combination of Ultracapacitors and ZEBRA Battery”, IEEE Trans Industry Applications, Vol.57, No.3, March 2010, pp 943-949 [4] J.W Dixon, M.E Ortuzar, “Ultracapacitors + DC-DC converters in regenerative braking system”, IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, Vol.17, No.8, Aug 2002, pp 16-21 [5] Y Hori, “Recent Trends of Electric Vehicle Technology”, Japan-China Bilateral Seminar on Transportation Research and Infrastructure Planning in 1998 (JCTRIP'98), Beijing, May 1998 [6] S Kodam, L Li, Y Hori, “Skid Prevention for Evs based on the Emulation of Torque Characteristics of Separately-wound DC Motor”, the 8th IEEE International Workshop on Advanced Motion Control, 25 – 28 March, 2004, pp 75 – 80 [7] Jih-Sheng (Jason) Lai, Douglas J Nelson, “Energy Management Power Converters in Hybrid Electric and Fuel Cell Vehicles”, IEEE Trans Industry Applications, Vol 95, No.4, 2007, pp 766-777 [8] M.E Ortuzar, J.W Dixon, J Moreno, “Design, construction and performance of a buck-boost converter for an ultracapacitor-based auxiliary energy system for electric vehicles”, the 29th Annual IEEE Industrial Electronics Society Conference, Vol.3, Nov 2003, pp 2889-2894 [9] E Ozatay, B Zile, J Anstrom, S Brennan , “Power distribution control coordinating ultracapacitors and batteries for electric vehicles”, IEEE Conf American, Vol.5, June 2004, pp 4716-4721 58 Tài liệu tham khảo [10] Wensong Yu, Jih-Sheng Lai, “Ultra high efficiency bidirectional dc-dc converter with multi-frequency pulse width modulation”, the 23rd Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition, 24-28 Feb, 2008, pp 1079-1084 [11] Wei Chen, “High Efficiency, High Density, PolyPhase Converters for High Current Applications”, Application Note 77, Sept 1999 [12] Nguyễn Bảo Huy, Tạ Cao Minh, “Tổng quan tình hình nghiên cứu tơ điện giới Việt Nam”, Tạp chí Tự Động Hóa ngày nay, số 126, tháng – 2011, trang 34-37 [13] Nguyễn Bảo Huy, Tạ Cao Minh, Các biến đổi điện tử cơng suất cho tơ điện, Tạp chí Tự Động Hóa ngày nay, số 131, tháng 10 – 2011, trang 34-37 [14] Erickson, Robert and Maksimovic, Dragan; Fundamentals of Power Electronics, Kluwer Academic Publishers [15] Farid Golnaraghi, Benjamin C.Kuo, Automatic Control System, John Wiley & Sons, 2009 [16] Phạm Quốc Hải, Hướng dẫn thiết kế điện tử công suất, nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2009 [17] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Cơ sở truyền động điện, NXB Khoa học Kĩ thuật, 2007 [18] Nguyễn Dỗn Phước, Lý thuyết điều khiển tuyến tính, NXB Khoa học kĩ thuật, Hà Nội, 2007 [19] Nguyễn Phùng Quang, MATLAB & SIMULINK dành cho kỹ sư điều khiển tự động, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2006 [20] http://en.wikipedia.org/wiki/Electric_vehicle [21] Ferroxcube.com, Ferroxcube Data Handbook, 2013 [22] Maxwell technology Co., BMOD0063 Ultracapacitor Module Datasheet, http://www.maxwell.com [23] http://www.google.com.vn/ 59 Phụ lục Phụ lục P.1 Các thông số đầu vào: Điện áp DC-link đầu vào: Vin = 330VDC Điện áp đầu cực đại: VoutMax = 200VDC Điện áp đầu cực tiểu: VoutMin = 145.39VDC Dòng điện trung bình pha: IL = 71.35A Tần số đóng cắt: fs = 25kHz Độ nhấp nhơ dịng điện ΔI% = 20% Mật độ từ thông cực: Bpk = 275mT Mật độ dòng điện: J = 12A/mm2 P.2 Chu kỳ nhiệm vụ cực tiểu: Dmin VoutMin 145.39 0.44 Vin 330 P.3 Độ nhấp nhơ dịng điện: I I 0.2 71.35 0.2 14.27 A P.4 Giá trị cuộn cảm: L (1 D) V0 (1 0.44) 145.39 228.22 H I f 14.27 25000 P.5 Chọn dây quấn AWG23 có thơng số: Bảng P.1 Thơng số dây quấn Thông số Mô tả Giá trị Đơn vị Loại dây AWG23 d Đường kính ngồi 0.632 mm Sd Tiết diện lõi 0.2508 mm2 Scd Tiết diện 0.314 mm2 Res Mật độ điện trở 68.74 mΩ/m 60 Phụ lục P.6 Số dây chập song song: nss IL 71.35 24 sợi J S d 12 0.2508 P.7 Tiết diện lõi tổng: S nss Sd 24 0.2508 6.0192 mm2 P.8 Tiết diện tổng gồm cách điện: St nss Scd 24 0.314 7.536 mm P.9 Mật độ dòng điện thực tế: J act IL 71.35 11.85 A/mm S 6.0192 P.10 Chọn lõi EE100/60/28 Bảng P.2 Thông số lõi EE100/60/28 Thông số EE80/38/20 Mô tả Giá trị Đơn vị Loại lõi Ae Tiết diện trụ 7.38 cm2 Wa Diện tích cửa sổ 21.38 cm2 Chu vi trung bình vịng dây 15.565 cm 986 g MLT G Khối lượng P.11 Số vòng dây cuộn: N L f I peak B Ae 228.22 10 6 78.485 89 vòng 0.275 7.38 10 4 P.12 Chiều dài dây quấn: L N MLT 89 15.565 1385.285 cm P.13 Điện trở dây quấn: R L 1385.285 102 1.724 108 39.6 m S 6.0192 106 61 Phụ lục P.14 Mật độ từ thông thực tế: B peak L f I peak N Ae 228.22 10 78.485 272.7 mT 89 7.38 10 4 P.15 Mật độ từ thông xoay chiều: Bac L f I L N Ae 228.22 106 14.27 24.79 mT 89 7.38 104 P.16 Khe hở khơng khí: lg o Ae N2 892 4 107 7.38104 32.18 mm Lf 228.22 106 P.17 Diện tích cửa sổ để quấn cuộn cảm: WaMin N St 89 7.536 10 2 6.7 cm P.18 Hệ số sử dụng cửa sổ: Ku W aMin 6.7 0.313 Wa 21.38 P.19 Tổn thất lõi: PFe 0.002W / cm3 Ae lm 0.0027.3827.4 0.404 W P.20 Tổn thất đồng: PCu I L2 R 71.352 0.039 198.54 W P.21 Tổn thất tổng: P PFe PCu 0.404 198.54 198.944 W P.22 Hiệu suất: 1 P 198.944 1 97.44% P 31122 62 ... Trước đến với biến đổi DC- DC hai chiều không cách ly ta điểm qua biến đổi DC- DC chiều không cách ly sau 11 Chương Giới thiệu ô tô điện biến đổi DC- DC hai chiều 1.3.1 Bộ biến đổi DC- DC chiều không... Như nói trên, giả thiết pha nên biến đổi n pha xem n biến đổi pha xếp chồng, ta cần xét đến biến đổi pha Gate u Su Du L CDC Gated Sd Dd Cuc Hình 2.1 Bộ biến đổi DC- DC hai chiều pha 20 Chương Nguyên... đỏ thách thức cho phát triển loại xe Chương Giới thiệu ô tô điện biến đổi DC- DC hai chiều 1.2 Bộ biến đổi DC- DC ô tơ điện 1.2.1 Vị trí vai trị tơ điện Sử dụng biến đổi DC- DC hai chiều xu hướng