Nghiên cứu xây dựng các sách lược điều khiển không dùng cảm biến cho các chỉnh lưu ba pha có điều chế độ rộng xung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TRẦN QUYẾT TIẾN NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÁC SÁCH LƯỢC ĐIỀU KHIỂN KHÔNG DÙNG CẢM BIẾN CHO CÁC CHỈNH LƯU BA PHA CÓ ĐIỀU CHẾ ĐỘ RỘNG XUNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH: ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS VÕ MINH CHÍNH CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG: H Ni Nm 2011 19 Mở đầu Trong năm gần đây, phát triển công nghệ chế tạo phần tử bán dẫn cho phép sản xuất phần tử bán dẫn ngày nhỏ gọn, chịu đợc dòng điện điện áp cao, khả đóng cắt với tần số cao, tổn hao công suất thấp Các biến đổi sử dụng phần tử bán dẫn đại nh IGBT, GTO, MOSFET dần thay bé biÕn ®ỉi trun thèng sư dơng diode, thyristor ứng dụng yêu cầu chất lợng điều khiển cao, phức tạp Ưu điểm phần tử bán dẫn đại khả điều khiển hoàn toàn trình đóng ngắt với tần số cao Khả cho phép biến đổi điều khiển đợc hoàn toàn van đóng cắt chuyển mạch hàng trăm lần chu kỳ bé biÕn ®ỉi trun thèng chØ cã thĨ ®ãng më vài lần chu kỳ Mặt khác kỹ thuật điện tử phát triển dẫn đến hàng loạt thiết bị tải phi tuyến, bất lợi tải phi tuyến mang đến làm giảm độ tin cậy thiết bị, làm giảm giá trị thiết bị Từ phơng thức điều chế SVM đời đợc ứng dụng can thiệp vào đóng ngắt van bán dẫn Các phơng thức chỉnh lu thông thờng trở lên khó khăn việc giảm sóng hài dòng điện tải phi tuyến gây thiết bị điện Một kỹ thuật đời khắc phục đợc khó khăn tải phi tuyến mang lại, phơng thức chỉnh lu PWM Do cách thức điều khiển dòng, công suất mà ngời ta chia thành phơng pháp điều khiển (VOC, VFOC, DPC, VF-DPC) Các sách lợc điều khiển đảm nhận phía chỉnh lu, phía nghịch lu ngời ta có sách lợc điều khiển riêng Chỉnh lu PWM đợc ứng dụng Biến tần bốn góc phần t dùng biến đổi BTB (Back- to - back): ã Tăng độ tin cậy khả sẵn sàng hệ thống truyền tải lợng ã Tăng độ ổn định động độ ổn định độ lới ã Phát trả lợng lới, có đặc tính động học tốt, hiệu suất biến đổi lợng cao, cải thiện đáng kể hình dáng dòng điện lới Với hớng dẫn thầy giáo PGS TS Võ Minh Chính xin chọn đề tài: Nghiên cứu xây dựng sách lợc điều khiển cho ChØnh l−u ba pha cã ®iỊu chÕ ®é réng xung 20 Trong luận văn tác giả tập trung vào phần chỉnh lu PWM với sách lợc điều khiển đợc tiến hành năm chơng Mục tiêu mô kiểm nghiệm kết Chơng Giíi thiƯu chung ChØ tÇm quan träng cđa chỉnh lu PWM việc giảm thảnh phần sóng hài dòng điện tải phi tuyến gây Và đợc ứng dụng Biến tần BTB Chơng Chỉnh lu PWM Đi sâu vào mô tả toán học chỉnh lu PWM mô tả toán học chỉnh lu PWM hệ trục tọa độ Các phơng pháp ớc lợng điện áp công suất đợc đề cập chơng Chơng Điều khiển chỉnh lu PWM theo phơng pháp tựa theo điện áp Chơng nghiên cứu hai phơng pháp VOC VF-VOC, xây dựng mô hình chung, mô hình điều khiển cho dòng điện điện áp biến đổi Chơng Điều khiển chỉnh lu PWM theo phơng pháp điều khiển công suất trực tiếp, xây dựng mô hình chung, lập khối tính toán chức năng, lập bảng điều khiển Chơng Tiến hành mô Matlap Simulink Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình thầy giáo hớng dẫn PGS TS Võ Minh Chính, thầy cô môn Tự động hoá xí nghiệp công nghiệpKhoa Điện- Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, cảm ơn bạn bè ngời thân gia đình đà hết lòng giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tụi hoàn thành lun ny Do thời gian cho lun trình độ thân có hạn nên lun tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong góp ý thầy cô bạn bè để lun đợc hoàn thiện Ngày 28 tháng 09 năm 2011 Hoc viên Trn Quyt Tin 21 Mục lục Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục ký hiệu chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị Mở đầu Abstract 10 11 15 17 19 Ch−¬ng Giới thiệu chung 1.1 ảnh hởng sóng hài tải phi tuyến gây thiết bị điện cách 19 khắc phục 1.2 nhợc điểm loại biến tần nguồn áp thông thờng 21 1.3 Các biến đối có khả phát trả lợng lới 23 1.3.1 Bộ biến tần nguồn dòng chỉnh lu thyristor 23 1.3.2 Bộ biến tần nguồn áp có mắc thêm nghịch lu phía lới 24 1.3.3 Bé biÕn tÇn dïng chØnh l−u PWM - biÕn tần BTB 25 1.4 Đặc điểm hệ thống điều khiển lợng hai phía 26 1.5 kết luận 27 28 Chơng Bộ Chỉnh lu PWM 2.1 Các sơ đồ chỉnh lu thông dụng 28 2.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc chỉnh lu pwm 30 2.3 Xây dựng véc tơ không gian 34 2.4 mô hình toán học chỉnh lu pwm 38 2.4.1 Mô tả nh lu PWM hệ tọa độ pha 38 2.4.2 Mô tả chỉnh lu PWM hƯ täa ®é tÜnh α − β 40 2.4.3 Mô tả toán học chỉnh lu PWM hệ tọa độ quay d-q 41 2.5 ớc lợng công suất lới 43 2.5.1 Ước lợng công suất dựa điện áp lới 22 43 2.5.2 Ước lợng công suất dựa vector từ thông ảo 44 2.6 Các giới hạn 48 2.6.1 Điện áp chiều tối thiểu 48 2.6.2 Mối quan hệ điện áp chiều điện cảm 49 2.7 Giảm dùng cảm biến 50 Chơng điều khiển chỉnh lu PWM theo phơng pháp tựa theo 54 véc tơ điện áp 3.1 phơng pháp điều khiển chỉnh lu pwm 54 3.2 kü tht ®iỊu chÕ ®é réng xung pwm 56 56 3.2.1 Giới thiệu 58 3.2.2 Điều chế độ rộng xung với điện áp sin 3.2.3 Thực thi PWM điều khiĨn sè 59 3.2.4 HiƯu øng thêi gian chÕt 3.2.5 Điều chế véc tơ không gian (SVM) 60 61 3.3 điều khiển chỉnh lu pwm theo phơng pháp tựa theo vec tơ điện áp 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 3.3.5 3.3.6 Giới thiệu Sơ đồ điều khiển chỉnh lu PWM theo vec tơ điện áp (VOC) Sơ đồ điều khiển chỉnh lu PWM theo từ thông ảo (VFOC) Bộ điều chỉnh Xác định luật điều khiển Các đo dòng điện 65 65 66 69 71 77 86 chơng Điều khiển chỉnh lu pwm theo phơng pháp điều 87 khiển công suất trực tiếp 4.1 Điều khiển chỉnh lu pwm theo phơng pháp điều khiển công suất trùc tiÕp 87 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 89 90 90 91 Khối tính toán từ thông Khối tính toán công suất Lựa chọn vector điện áp Bộ điều chỉnh trễ từ thông công suất 92 4.1.5 Thiết lập bảng chuyển mạch 4.2 bảng chọn dpc 94 23 4.2.1 Bảng chọn DPC sở (Classical DPC) 94 4.2.2 Bảng chọn DPC c¶i tiÕn (Modified DPC) 4.2.3 B¶ng chän 12 sector 96 98 Chơng Tổng hợp Mô Phỏng hệ thống điều khiển 101 102 5.1 Khâu tính từ thông biến đổi 5.1.1 Khâu tính S 102 5.1.2 Khâu ớc lợng từ thông biến đổi 102 5.2 Khâu ớc lợng điện áp biến đổi 105 5.3 Khâu ớc lợng công suất 105 5.4 Bộ tính sector 107 5.5 Các khâu so sánh bảng chuyển mạch 108 5.6 Bộ phát xung 109 5.7 Bộ chuyển đổi ®iƯn ¸p tõ hƯ täa ®é abc sang hƯ täa độ 5.8 Xây dựng mô hình thực nghiệm Simulink/Matlab 5.9 Kết mô Matlab/Simulink 5.10 NhËn xÐt 110 110 111 114 KÕt luËn 115 Tài liệu tham khảo 116 24 Chơng Giới thiệu chung Trong chơng dẫn giải tầm quan trọng cđa chØnh l−u PWM viƯc gi¶m ¶nh h−ëng cđa sóng hài tải biến tần có khả phát trả lợng lới 1.1 ảnh hởng sóng hài tải phi tuyến gây thiết bị điện cách khắc phục Nhng phương ph¸p nhằm hạn chế loại bỏ ảnh hưởng nhiễu sãng hài hệ thống điện khảo s¸t c¸ch rộng r·i Vấn đề đề cập đến ph¸t triĨn ngày cã qóa nhiều thiết bị điện tử (m¸y vi tÝnh, điều khiển đài, m¸y in, TV, vv…) Thiết bị này, tải phi tuyến cã nguồn dßng điện điều hßa chóng cã phản ứng nhanh bị suy giảm truyền tải C¸c thành phn sóng hi cng l nguyên nhân gây tr ngi cho trường điện từ nguy hiểm cộng hưởng chóng mang lại Chóng cã nh hng tiêu cực ti iu khin v thit bị tự động, bảo vệ c¸c hệ thống loại tải kh¸c kết làm giảm độ tin cậy gi¸ trị thiết bị Hơn tải phi tuyn v dòng in không sin to in áp ri không sin phn t c lp nhn in áp không sin có mt vài điểm chÝnh nã mang lại tượng qu¸ nhit cho ng dây, máy bin áp v nói chung tổn thất sắt từ Đ· cã nhiều phương ph¸p nhằm giảm t¸c dơng sãng hài Những k thut ny da thnh phn th ng, trộn lẫn chỉnh lưu pha ba pha k thut v in t công sut nh: Chnh lưu đa xung, lọc tÝch cực chỉnh lưu PWM Chóng nh×n chung cung cấp bởi: a) suy giảm iu hòa à c g b ti phi tuyn; b) suy gim iu hòa thông qua h thng ti in t công sut tuyn tính Phng pháp truyền thống để giảm thiểu c¸c t¸c động thành phần sãng hài liªn quan đến lọc LC mắc song song với lưới C¸c lọc thường thng c kt ni chân ca vi t in v van tit lu S chân ca 25 nã phụ thuộc vào số thứ tự lọc ( 5th, 7th, 11th, 13th) C¸c lợi lọc thụ động đơn giản gi¸ thành thấp Các bt li có th k n nh: ắ Mi hệ thống thiết kế riªng cho ứng dụng cụ thể (kÝch thước vị trÝ c¸c phần tử lọc, nguy g©y cộng hưởng nó) ắ Dòng c bn cao lm tn tht in ¾ Bộ lọc nặng cồng kềnh Trong trường hợp chỉnh lưu diode, c¸ch đơn giản để giảm hi dòng in l thêm hng lot cun cảm đầu vào đầu chỉnh lưu (thường l t 1-5%) Các k thut khác, da vic trộn lẫn c¸c tải phi tuyến pha ba pha cho gim mt THD bi thnh phn dßng bËc 5th 7th chỉnh lưu diode pha thường đếm pha với c¸c thành phần sãng hài 5th 7th chỉnh lưu ba pha Một c¸ch kh¸c kỹ thuật điện tử công sut l dùng chnh lu a xung Mc dï dễ thực song lại cã số bất lợi như: m¸y biến ¸p nặng, cồng kềnh, làm tăng điện ¸p rơi, tăng c¸c thành phần sãng hài tải phi tuyến điện ¸p lưới Để thay cho lọc thụ động dùng c¸c lọc tÝch cực PWM, chóng cã thể hiển thị chế độ động tốt cã thể kiểm so¸t c¸c hài dòng c bn B lc tích cc có th phân thành hai loại là: lọc tÝch cực song song (b lc dòng) (Hình 1.1) v lot b lc tích cc nối tiếp (b lc áp) Hình 1.1: Bộ lọc tÝch cùc song song ba pha víi t¶i phi tun 26 Mét bé läc tÝch cùc (AF) ba pha hai mức song song (shunt) bao gồm sáu chuyển mạch topo chúng giống hệt nghịch lu PWM (AF đợc ®iỊu khiĨn bëi mét dßng ®iƯn ngn iF) nã céng thêm vào dòng tải iLoad sinh dòng điện sin iL (Hìnnh 1.1) AF cho phép: ắ bù thành phần phản ứng với dòng tải, ắ làm tải đối xứng (từ vị trí lới đợc quan sát), ắ bù điều hòa tốt ding lọc thụ động Mặc dù đạt đợc thành tựu xuất sắc song AF không tránh khỏi bất lợi nh điều khiển phức tạp, chuyển mạch khó khăn vấn đề EMC (nhiễu chuyển mạch tồn dòng điện lới chí điện áp lới) Do để giảm hiệu ứng việc đặt lọc thụ động thông thấp nhỏ lới AF cần thiết Hình 1.2: Chỉnh l−u PWM Mét kü tht kh¸c rÊt hay viƯc giảm thành phần sóng hài dòng điện đợc biết ®Õn víi tªn chØnh l−u tÝch cùc hay chØnh l−u PWM (Hình 1.2) đợc sử dụng phổ biến biến tần bốn góc phần t [2], [9] Đó loại biến tần có khả phát trả lợng vỊ l−íi BTB (back - to - back) Nh−ng ®Ĩ có nhìn khái quát chỉnh lu PWM hÃy xem xét so sánh loại biến tần cổ điển đại phần 1.2 nhợc điểm loại biến tần nguồn áp thông thờng Động không đồng phần tử phi tuyến mạnh, có u điểm khởi động đơn giản, có khả vận hành tin cậy, rẻ tiền nhng lại khó điều khiển Sau víi sù ph¸t triĨn cđa khoa häc kü tht, c¸c sách lợc điều khiển 27 đời dẫn đến việc điều khiển động không đồng không việc khó khăn chúng trở lên phổ biến động chiều Nhng biến tần nguồn áp thông thờng (Hình 1.3) cho động làm việc với phụ tải (nh cấu nâng hạ tải trọng) cần làm việc góc phần t, cần chế độ hÃm tái sinh làm việc với phụ tải có quán tính lớn (nh quạt gió, máy bơm ly tâm) giảm tốc độ cần hÃm tái sinh lại không đáp ứng đợc Các hệ thống điều chỉnh động xoay chiều pha thị trờng hầu hết thờng sử dụng mạch chỉnh lu diode công suất để cấp điện áp chiều cho nghịch lu Hình 1.3: Cấu trúc biến tần nguồn áp thông thờng Tại chế độ động cơ, lợng từ lới qua khâu chỉnh lu, lọc nghịch lu để cấp cho tải động Khi động chuyển sang chế độ hÃm tái sinh, tốc độ trục động lớn tốc độ đồng , động làm việc nh máy phát lợng trả lới nhng tiêu thụ công suất phản kháng để tạo từ trờng quay, động động chuyển thành điện trả mạch chiều Nếu biến đổi phía lới bao gồm diode nh biến tần nguồn áp thờng dùng tụ điện C đợc nạp đến mức điện áp cao, nguy hiểm cho thiết bị Vì cần tiêu tán lợng hÃm điện trở R nối song song với tụ C điều khiển dòng qua điện trở cho điện áp tụ C không vợt mức cho phép sử dụng chế ®é h·m ®Ỉc biƯt ®ã tỉn thÊt ®ång PCu dây quấn stator máy điện cân với lợng hÃm, hÃm động kinh điển cho dòng điện chiều chạy qua dây quấn stator 28 Phương pháp điều khiển trực tiếp công suất sử dụng vector từ thông biến đổi nhân tố điều khiển Các thành phần toạ độ vector từ thông biến đổi hệ tọa độ tĩnh α − β xác định gián giá trị điện áp pha Quan hệ từ thông biến đổi điện áp pha sau: ψS = ∫ u Sdt Cơng thức thuận tiện đơn giản việc ước lượng từ thơng biến đổi cần điện áp pha biến đổi phép tính tích phân thực Tuy nhiên, kết gây sai lệch lớn Độ xác phép tích phân số phụ thuộc nhiều vào độ lớn chu kỳ tính, sai lệch tích luỹ sau chu kỳ tính Độ xác kết ước lượng từ thông biến đổi định chất lượng thuật toán điều khiển Có nhiều giải pháp để nâng cao độ xác phép ước lượng từ thơng có cách phổ biến sau: Xây dựng khâu sát tức thời thuật toán Luenberger Xây dựng hàm xác định thay phép tính phân thực theo mục tiêu kết gần với giá trị thực không chịu ảnh hưởng nhiều tham số phi tuyến Phương pháp ước lượng từ thơng biến đổi theo mơ hình quan sát Luenberger có ưu điểm cho độ xác cao Nội dung phương pháp xây dựng thuật toán ước lượng có sử dụng tham số lưới Kết ước lượng xác cần sử dụng thêm mơ hình nhiệt cuộn cảm theo đặc tính tải chế độ làm việc Để giảm thiểu tối đa tính phức tạp tăng độ ổn định kết ước lượng, phép tích phân thực thay khâu quán tính bậc nhất: T → p + pT Khâu quán tính bậc cho kết tốt phạm vi tần số nhỏ tần số cắt ( ωS = 1/ T ) Tuy nhiên, tần số tín hiệu lớn tần số cắt khâu quán tính, biên độ góc pha giá trị ước lượng xuất sai lệch Có nhiều phương pháp cải thiện đặc tính làm việc khâu quán tính bậc đưa ra, điển hình phương pháp có sử dụng hồi tiếp bù để nâng cao độ xác vùng tần số cao hai tác giả Hu Wu [15] Công thức tổng quát để xác định giá trị ước lượng: y= T x+ z + pT + pT 114 T Ts + 1 Ts + Hình 5.3: Mơ hình ước lượng từ thơng Trong đó: x: tín đầu vào y: giá trị ước lượng z: lượng tín hiệu hồi tiếp bù Đây cách thay đổi tích phân cách phản hồi có giới hạn Đầu tích phân gồm có hai đại lượng: Đầu lọc thông thấp y1 Đầu phản hồi y2 Khi tần số tín đầu vào x mà lớn tần số cắt (1/T) giá trị thu khối phản hồi không (y2 = 0), y2 khơng có tác dụng trường hợp này, tín hiệu y lúc cịn y1 Tuy nhiên, trường hợp ngược lại (tín hiệu đầu vào có tần số nhỏ 1/T) khối phản hồi có vai trị lớn việc làm giảm trượt (sai lệch việc ước lượng từ thơng) Từ phân tích biểu diễn mơ hình mơ ước lượng từ thơng với chất lượng tốt sau: T Ts + 1 Ts + 1 Ts + T Ts + Hình 5.4: Thuật tốn ước lượng từ thơng biến đổi kiểu vịng kín Trên hình 5.4 sử dụng hai khâu chuyển hệ toạ độ Hệ toạ độ thứ hệ tọa độ cực, sau giới hạn biên độ chuyển trở lại toạ độ Đềcác 115 Hình 5.5: Cấu trúc mơ hình ước lượng từ thơng biến đổi 5.2 KHÂU ƯỚC LƯỢNG ĐIỆN ÁP BỘ BIẾN ĐỔI Trong sơ đồ điện áp biến đổi không đo trực tiếp mà ước lượng thơng qua điện áp chiều trạng thái đóng mở transistor theo công thức sau: u Sa = 2Sa − (Sb + Sc ) u dc u Sb = 2Sb − (Sa + Sc ) u dc u Sc = 2Sc − (Sa + Sb ) u dc Hình 5.6: Cấu trúc ước lượng điện áp biến đổi 5.3 KHÂU ƯỚC LƯỢNG CƠNG SUẤT Khâu ước lượng cơng suất khâu đơn giản xây dựng khâu ước lượng từ thơng Với giá trị dịng điện i Lα i Lβ từ khâu chuyển tọa độ, kết hợp với giá trị ước lượng từ thông ước lượng công suất theo công thức sau: p = ω (ψ Lα i Lβ − ψ Lβ i Lα ) q = ω (ψ Lα i Lα + ψ Lβ i Lβ ) 116 Trong đó: ω tần số góc lưới Hình 5.7: Bộ ước lượng công suất Từ công thức thấy việc ước lượng cơng suất lưới phụ thuộc vào việc ước lượng từ thông lưới Hình 5.8 Bộ ước lượng cơng suất tính góc 117 5.4 BỘ TÍNH SECTOR Mục đích cho biết vector từ thông biến đổi sector thứ Đó kênh liệu đầu vào chọn điện áp tối ưu Cấu trúc chi tiết cách chọn bảng DPC classical: Hình 5.9: Cấu trúc tính sector 118 angle -C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C- >= AND Convert AND Convert AND Convert < >= < sector >= AND Convert AND Convert AND Convert AND Convert AND Convert 10 AND Convert 11 AND Convert 12 < >= -C- < -C- >= -C- < >= -C- -C- Convert < < -C- AND >= -C- -C- < >= -C- Convert >= -C- -C- AND < >= < >= < >= < Hình 5.10: Cấu trúc tính 12 sector 5.5 CÁC KHÂU SO SÁNH VÀ BẢNG CHUYỂN MẠCH Các khâu so sánh trễ vị trí momen khâu so sánh trễ hai vị trí từ thơng: Cấu trúc chi tiết: 119 Hình 5.11: Cấu trúc trễ vị trí 5.6 BỘ PHÁT XUNG Mục đích từ liệu đầu vào sector sai lệch công suất, từ thơng đưa lệnh đóng cắt xung hợp lý (ứng với vector điện áp chọn) Cấu trúc này: Hình 5.12: Cấu trúc phát xung tối ưu 120 5.7 BỘ CHUYỂN ĐỔI ĐIỆN ÁP TỪ HỆ TỌA ĐỘ ABC SANG HỆ TỌA ĐỘ α −β Mục đích chuyển đổi điện áp từ hệ tọa độ abc sang hệ tọa độ α −β Cấu trúc chi tiết: Hình 5.13: Cấu trúc chuyển đổi điện áp từ hệ tọa độ abc sang hệ tọa độ α −β 5.8 XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM TRÊN SIMULINK/MATLAB Dựa vào tính tốn phần ta xây dựng mơ hình mơ Matlab 121 Hì#nh 5.14 Sơ đồ mơ hệ thống 5.9 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG TRÊN MATLAB/SIMULINK Sau kết mô bảng ụhọn sector modified 12 sector: a.Điện áp chiều Udc b Ḍng điện chiều Idc 122 a Biên độ từ thông biến đổi theo bảng chọn sector b Biên độ từ thông biến đổi theo bảng chọn 12 sector a Công suất tác dụng truyền lưới theo bảng chọn sector b Công suất tác dụng truyền lưới theo bảng chọn 12 sector a Công suất phản kháng truyền từ lưới theo bảng chọn sector 123 b Công suất phản kháng truyền từ lưới theo bảng chọn 12 secto a Hệ số công suất chỉnh lưu PWM b Hệ số công suất chỉnh lưu PWM theo bảng chọn sector theo bảng chọn 12 sector a Dòng điện pha lưới theo bảng chọn sector b Dòng điện pha lưới theo bảng chọn 12 sector a Điện áp pha a biến đổi b Điện áp pha a biến đổi theo bảng chọn sector theo bảng chọn 12 sector Hình 5.15 Điều khiển DPC với bảng chọn sector 12 sector 124 5.10 NHẬN XÉT Từ kết mô trên, ta thấy điều khiển DPC cho chất lượng điều khiển tốt: Đáp ứng cho chất lượng dòng điện lưới hình sin Ḍng chiều điện áp chiều phẳng Thời gian độ nhanh Giảm thiểu độ nhiễu từ thông công suất so với phương pháp khác Hệ số công suất xấp xỉ -1 Trong phương pháp trên, phương pháp điều khiển DPC với bảng chọn 12 sector ưu việt so với bảng chọn sector Điều thể điểm sau: Thời gian độ bảng chọn 12 sector nhanh bảng chọn sector (0,004 s so với 0,009 s) Sai lệch công suất tác dụng thực so với công suất tác dụng đặt bảng chọn 12 sector 6% bảng chọn sector 7,25% Độ điều chỉnh công suất phản kháng bảng chọn 12 sector nhỏ nửa so với bảng chọn sector Các kết hoàn toàn phù hợp với lý thuyết Bảng chọn 12 sector với việc phân chia không gian vector thành 12 sector chia nhỏ vùng sai lệch công suất thành vùng cho ta kết xác bảng chọn sector với sector vùng Tuy nhiên hiệu bảng chọn 12 sector không cao, sai lệch công suất lớn (6%) 125 KẾT LUẬN Thời gian thực luận văn tốt nghiệp với đề tài: "Nghiên cứu, xây dựng sách lược điều khiển cho chỉnh lưu ba pha có điều chế độ rộng xung" giúp em củng cố lại kiến thức học đồng thời tìm hiểu thêm kiến thức lĩnh vực truyền động điện, điện tử công suất, điều khiển tự động Do ứng dụng hiệu tin học kỹ thuật điện tử vào truyền động điện mà ngày ta có hệ chấp hành thoả mãn yêu cầu độ xác cao, thời gian tác động nhanh điều khiển đại Được hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS TS Võ Minh Chính, giúp đỡ thầy mơn Tự động hố xí nghiệp cơng nghiệp cộng với nỗ lực thân, em hoàn thành đề tài thiết kế tốt nghiệp Trong phạm vi đồ án trình bày số vấn đề: Xây dựng mơ hình tốn học chỉnh lưu PWM phép biến đổi tọa độ để nhận mơ hình tốn học thuận tiện cho việc thực máy tính Xây dựng phương pháp điều khiển trực tiếp công suất với thuật tốn điều khiển Tư tưởng phương pháp lựa chọn vector điện áp thích hợp dựa giá trị thực từ thông công suất Mô hệ thống phần mềm mô Matlab/Simulink để kiểm chứng lại lý thuyết Các kết mô cho thấy phương pháp điều khiển trực tiếp công suất đáp ứng đầy đủ yêu cầu độ xác tác động nhanh Do hạn chế trình độ thời gian, em mơ hệ thống với điều kiện sau: Bỏ qua tác dụng điện trở đường dây, điện áp mạch chiều số Đây hạn chế đề tài Chính em hy vọng ngày mơ mơ hình tổng quát Đây đề tài tương đối rộng nên đồ án em chắn cịn nhiều thiếu sót Em mong thầy bạn góp ý để thiết kế hồn thiện 126 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Cơ sở truyền động điện, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2007 Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi, Điều chỉnh tự động truyền động điện, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2004 Dương Hoài Nghĩa, Nguyễn Minh Tâm, Điều khiển chỉnh lưu ba pha điều chế độ rộng xung, Tạp chí Khoa học công nghệ, PD 66-70, số 38+39, 2002 Nguyễn Phùng Quang, Matlab & Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2006 Nguyễn Phùng Quang, Truyền động điện thông minh, NXB Khoa Học Kỹ thuật, 2002 Nguyễn Phùng Quang, Điều khiển số, Bài giảng cho Sinh viên Đại Học Bách Khoa Hà Nội, 2005 Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh, Điện tử công suất, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2004 Trần Văn Khôi, Lê Mạnh Việt, Xây dựng mơ hình mơ hệ thống điều khiển SVPWM hệ truyền động điện phương tiện đồn tàu điện, Bộ mơn Kỹ thuật điện tử, Khoa Điện-Điện Tử Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Kasmierkowski Marian P, Blaabjerg F, Krishnan R, Control in Power Electronics, selected problem, Elsevier Science, USA 518p ISBN: 0-12402772-5, 2002 10 Miriana Milosevic, Decoupling control of d and q current components in Three-phase Voltage Source Inverter, Available: http://www.eeh.ee.ethz.ch/uploads/tx_ethpublications/milosevic_decoupling _control.pdf 11 Mariusz Malinowski, Sensorless control strategies for three- phase PWM rectifiers, Warsav- Poland, 2001 127 12 Nikola celanovic, Space Vector Modulation and Control of Multilevel Converters, Virginia PolyTechnic Instute and State University, Virginia, 2000 13 Riku Pollanen, Converter- flux- based current control of voltage source PWM rectifiers- analysis and implementation, Acta Universitatis Lappeenrantaensis, 2003 14 Sylvain Lechat Sanjuan, Voltage Oriented Control of Three-Phase Boots PWM Converters, G o&& teborg, Sweden, 2010 15 Jun Hu, Bin Wu, "New integration algorithms for estimating motor flux over a wide speed range", IEEE Transaction on power electronics, Vol 13, No 5,1998 16 Tokuo Ohnishi, "Three phase PWM converter/inverter by means of instantaneous active and reactive power control", IEEE, 1991 17 Vladimir Blasko, Vikram Kaura, "A new mathematical model and control of a three- phase AC- DC voltage source converter", IEEE Transaction on power electronic, Vol 12, No 1, 1997 18 Thomas G.Habetler, "A space vector- based rectifier regulator for AC/DC/DC converters", IEEE Transaction on power electronic, Vol 8, No 1, 1993 19 Toshihiko Noguchi, Hiroaki Tomiki, Seiji Kondo, Isao Takahashi, "Direct Power Control of PWM converter without power- source voltage sensors", IEEE Transaction on industry applications, Vol 34, No 3, 1998 128 ... xin chọn đề tài: Nghiên cứu xây dựng sách lợc điều khiển cho Chỉnh lu ba pha có điều chế độ rộng xung 20 Trong luận văn tác giả tập trung vào phần chỉnh lu PWM với sách lợc điều khiển đợc tiến... chỉnh lưu điều khiển tựa theo véc tơ điện áp điện áp lưới, phần nghịch lưu phía động có sách lược điều khiển riêng Những phương pháp bắt nguồn từ điều khiển chỉnh lưu mà ví dụ điều khiển động theo... đề sách lược điều khiển chỉnh lưu phần nghịch lưu, động để tham khảo, tài liệu đề cập chi tiết vấn đề điều khiển nghịch lưu tham khảo tài liệu [1], [9], [13], [5] Hình 3.1: Các sách lược điều khiển