Phương pháp step pulse cho biến tần đa bậc dạng cascade

I H C QU C GIA TP H CHÍ MINH TR NG I H C BÁCH KHOA - NGUY N HUY KH NG PH NG PHÁP STEP PULSE CHO BI N T N A B C D NG CASCADE Chuyên ngành: K THU T Mã s ngành : 2.02.01 I N LU N V N TH C S TP HCM, Ngày……tháng……n m 2006 I CƠNG TRÌNH C HỒN THÀNH T I TR NG I H C BÁCH KHOA I H C QU C GIA TP H CHÍ MINH Cán b h ng d n khoa h c: Ti n s NGUY N V N NH Cán b ch m nh n xét 1: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………… Cán b ch m nh n xét 2: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ………………………………………………… Lu n v n Th c s cb ov t iH I NG CH M B O V LU N V N TH C S TR NG I H C BÁCH KHOA TP HCM Ngày……tháng……n m 2006 II i h c qu c gia Tp H Chí Minh TR NG I H C BÁCH KHOA ………… NHI M V tên h c viên Ngày tháng n m sinh Chuyên ngành Khóa I TÊN PH II III IV V VI VII CÁN C NG HÒA XÃ H I CH NGH A VI T NAM c l p – T – H nh phúc ………… LU N V N TH C S : NGUY N HUY KH NG Gi i tính: Nam : 08-07-1980 N i sinh : V nh Long : Thi t b , m ng nhà máy n : K15 TÀI NG PHÁP STEP PULSE CHO BI N T N CASCADE A B C D NG NHI M V VÀ N I DUNG Gi i thi u chung v bi n t n a b c, ng d ng Trình bày ph ng pháp SHE-PWM Trình bày ph ng pháp c l ng sóng hài ch n l c OHSW Nguyên c u th c hi n ph ng pháp step pulse PWM Th c hi n mô ph ng, ánh giá ch t l ng NGÀY GIAO NHI M V : 10/01/2006 NGÀY HOÀN THÀNH NHI M V : 06/07/2006 H VÀ TÊN CÁN B H NG D N : Ti n s NGUY N V N NH H VÀ TÊN CÁN B CH M NH N XÉT 1:……………………………………… H VÀ TÊN CÁN B CH M NH N XÉT 2:…………………………………… B H NG D N CÁN B NH N XÉT CÁN B NH N XÉT Nguy n V n Nh i dung qua Tr c ng lu n v n Th c s ng phòng QLKH – SAU ã cH i ng Chuyên Ngành thông Tp HCM, ngày……tháng……n m 2006 IH C Ch nhi m ngành III L IC M N Xin chân thành g i l i cám n n Ti n s Nguy n V n Nh Phó Khoa n n t ã nhi t tình h ng d n tơi hồn thành cơng trình nghiên c u Xin chân thành g i l i cám n n toàn th quý th y cô tr ng i h c Bách Khoa Tp H Chí Minh ã gi ng d y, h ng d n om i u ki n t t cho tơi hồn thành cơng trình nghiên c u Xin cám n anh chi em khoá K15 Ngành Thi t b m ng nhà máy n ã chia s , h tr , giúp su t trình h c p v a qua Cu i cùng, nh ng quan nh t, xin g i l i cám n n thành viên gia ình ã ng viên, khuy n kích, h tr v v t ch t tinh th n cho công vi c h c t p c a IV TÓM T T N I DUNG Bi n t n a b c d ng cascade v i ngu n áp dc c l p ang c quan tâm nhi u lí do, c u hình yêu c u linh ki n nh t so i b bi n t n a b c khác t c b c áp B bi n t n có th b trí óng gói thành module m i c p có c u trúc gi ng nhau, không c n thêm diode k p t lái b sung Trong s k thu t u ch c s d ng, k thu t OHSW th hi n m t s nh c m l n s b c áp ngày cao Vì lý ó K thu t step pulse PWM c nghiên c u trình bày S d ng thu t step pulse PWM v i c u hình a b c, méo d ng sóng hài t ng THD c a n áp ngõ t ng i nh so v i k thu t OHSW mà khơng c n có s h tr c a m ch l c bên ngồi Bên nh ó, thi t b chuy n m ch ch óng c t m t l n m t chu Trong lu n v n này, k thu t step pulse PWM s c áp d ng vào b bi n t n a b c s d ng bi n t n a b c d ng cascade v i ngu n dc c l p M c ti u nhi m c a lu n v n nh sau: 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) Trình bày khái ni m c b n v bi n t n a b c cascade ngu n áp dc c l p m t s v n liên quan n b bi n t n Trình bày ph ng pháp c l ng sóng hài ch n l c (SHE-PWM), t ph ng pháp c b n n n t ng nh t liên quan n h ng nghiên c u Trình bày ph ng pháp sóng hài t i u (OHSW) tìm góc kích h p lí, c c ti u méo d ng sóng hài tồn ph n cho d ng sóng áp ngõ c a bi n t n a b c Trình bày ph ng pháp step pulse PWM áp d ng cho bi n t n a b c ng cascade s d ng nguyên lý u n gi a qu o biên ánh giá sai s so v i gi i pháp xác, méo d ng t n t i, ph m vi u n n tính, ch u ch Xây d ng mơ hình mơ ph ng cho b bi n t n a b c d ng cascade Nguyên c u xu t ph ng án n gi n cho vi c tìm góc kích cho bi n t n a b c d ng cascade v i ngu n dc c l p Lu n v n g m ch ng Ch ng m u s trình bày s c v v n c a bi n t n a b c Lý thuy t c a bi n t n V cascade v i ngu n dc c l p c trình bày ch ng Ch ng s trình bày m t cách lý thuy t v ph ng pháp c l ng sóng hài ch n l c (SHE PWM) cho b bi n t n b c n n t ng c n cho ti p c n c a h ng nghiên c u Ch ng s nói v k thu t b c thang sóng hài t i u (OHSW) cho b bi n t n a b c Ch ng trình bày ph ng pháp step pulse PWM tr ng tâm c a cơng trình nghiên c u ng th i ánh giá méo d ng n áp ngõ v i ch s u ch Nguyên lý u n gi a qu o biên áp d ng cho bi n t n a b c d ng cascade v i ngu n dc c l p s c trình bày ây, Ch ng trình bày ph ng pháp step pulse a sóng sine tính góc kích step pulse nhanh chóng, n gi n khơng c n gi i h ph ng trình phi n Kh o sát m t s k t qu cho bi n t n b c cao 15, 17, 21 b c Ch ng s t ng k t công vi c ã làm Ch ng trình Matlab Simulink c xây d ng áp d ng ch ng ki m tra i chi u k t qu nguyên u VI cl c Ch ng Gi i thi u 1.1 1.2 1.3 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 1.4 1.4.1 1.4.2 1.4.3 1.4.4 Ch Sóng hài h th ng n .1 B ngh ch l u áp hai b c ba b c thông th ng B ngh ch l u áp a b c .4 B ngh ch l u áp a b c diode k p (Diode clamp multilevel inverter) B ngh ch l u áp a b c t lái (Flying capacitor Multilevel Inverter) Bi n t n a b c s d ng b ngh ch l u d ng cascade v i ngu n dc c l p So sánh l nh v c ng d ng c a ba b bi n t n a b c .9 C u hình u ch cho b bi n t n a b c 10 u ch r ng xung sine 10 Ph ng pháp PWM c l ng sóng hài ch n l c 14 Ph ng pháp b c thang sóng hài t i u (OHSP) 16 Ph ng pháp step pulse PWM 17 ng 18 Bi n t n ngu n áp a b c s t chi u cl p d ng b ngh ch l u cascade v i ngu n 2.1 C u ngh ch l u toàn ph n ho c c u H 18 2.1.1 Gi i thi u c u H 18 2.1.2 Tính hi u kích ho t ng c a bi n t n a b c .18 2.1.3 Trì hỗn th i gian kích .20 2.2 C u hình a b c d ng cascade 20 2.2.1 C u hình b bi n t n a b c cascade m t pha 20 2.2.2 C u trúc b bi n t n a b c cascade ba pha .23 2.2.3 Ngu n dc c l p .26 2.3 B bi n t n a b c cascade ch s d ng m t ngu n dct 27 2.3.1 u m .28 2.3.2 Khuy t m .29 2.4 K t lu n .29 VII Ch ng 30 Ph ng pháp cl ng sóng hài ch n loc (SHE-PWM) 3.1 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 Gi i thi u .30 D ng sóng SHE-PWM 31 Chu i Fourier c a d ng sóng SHE-PWM 31 Ph ng pháp Newton-Rhapson 32 ng ng ph ng pháp Newton Raphson tính góc chuy n ch cho SHE-PWM 33 3.2.4 Ví d 3.1 34 3.3 K t lu n .37 Ch ng 39 thu t b c thang sóng hài t i u (OHSW) 4.1 Gi i thi u chung .40 4.2 D ng sóng b c thang t i u 41 4.2.1 D ng sóng b c thang i x ng ¼ chu k 41 4.2.2 Phân tích chu i Fourier c a d ng sóng b c thang t i u .43 4.2.3 Góc kích t i u 45 4.2.3.1 ng d ng ph ng pháp Newton-Rhapson tìm góc kích t i u 46 4.2.3.2 Ví d 4.1 48 4.2.4 Tính tốn méo d ng sóng hài tồn ph n 51 4.2.4.1 Ví d 4.2 52 4.3 Th c hi n v i ch ng trình Matlab Simulink .52 4.3.1 Ch ng trình Matlab tính góc kích méo d ng sóng hài 52 4.3.2 Xây d ng ch ng trình mơ ph ng cho bi n t n a b c 54 4.3.2.1 Kh i công su t .55 4.3.2.2 Kh i u n 56 4.3.2.2.1 Kh i nh p thông s d li u 58 4.3.2.2.2 Kh i tra b ng t o giá tr chu n .58 4.3.2.2.3 Kh i t o xung PWM 59 4.3.2.2.4 K t lu n 62 4.4 K t lu n .63 Ch ng 64 VIII Ph ng pháp step pulse PWM cho bi n t n a b c cascade 5.1 5.2 5.2.1 5.2.3 5.3 5.4 5.4.1 5.4.2 Gi i thi u chung 64 Ph ng pháp step pulse PWM 64 C n d i c a ch s u bi n 65 C n c a ch s u bi n .65 Xây d ng mơ hình mơ ph ng 66 ánh giá ch s ch t l ng 72 Tr ng h p góc kích c gi i b ng h ph ng trình 73 Tr ng h p góc kích c tính theo ph ng pháp step pulse 74 5.4.2.4 Tr ng h p 1:s d ng b góc kích 74 5.4.2.5 Tr ng h p 2: d ng b góc 75 5.4.2.6 Tr ng h p 3: s d ng 10 b góc kích 76 5.5 K t lu n .77 Ch ng 78 Ph ng pháp step pulse PWM d a sóng sine tính góc kích chu n cho bi n t n a b c cascade 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 Cách tính góc kích Step Pulse PWM d a sóng sine 78 Ch ng trình matlab tính góc kích .83 Kh o sát ch t l ng n áp ngõ c a b góc kích cho bi n t n 11 b c 83 Kh o sát ch t l ng n áp ngõ c a b góc kích cho bi n t n 15 b c 85 Kh o sát ch t l ng n áp ngõ c a b góc kích cho bi n t n 21 b c 86 K t lu n .89 t lu n .91 Tài li u tham kh o .93 Ph l c .95 IX Lu n v n cao h c Ch ng GI I THI U 1.1 Sóng hài h th ng n t nh ng v n l n nh t l nh v c ch t l ng n ng thành ph n sóng hài h th ng n Nói chung, sóng hài có th chia làm hai lo i: 1) Sóng hài áp, 2) Sóng hài dịng Sóng hài dịng th ng c phát sinh sóng hài n áp có s n ngu n áp ph thu c vào lo i t i s d ng nh t i tr , t i dung hay i c m C lo i sóng hài dịng áp có th phát sinh phía t i phía ngu n Các lo i sóng hài phát sinh phía t i thi t b n hành phi n nh bi n t n cơng su t, lị h quang, lo i èn phóng n,…Các sóng hài phát sinh t phía t i s gây nhi t lõi t máy bi n áp cu n dây ng c Ng c lai, sóng hài phát sinh t phía ngu n n th ng ngu n cung c p có d ng n áp khơng hình sin Sóng hài dịng sóng hài áp gây t n th t n ng ng, t ng thích n t (EMI) momen p m ch truy n ng ng c xoay chi u B t k d ng sóng có chu k c ng có th bi u di n b ng cách x p ch ng thành ph n sóng c b n thành ph n sóng hài Các thành ph n s c tách b ng cách s d ng phép bi n i Fourier T n s c a thành ph n sóng hài tích s ngun i t n s thành ph n c b n Có nhi u ph ng pháp ánh giá n c a thành ph n sóng hài Tuy nhiên, ph ng pháp th ng s ng nh t ch s méo d ng sóng hài tồn ph n (THD) [3], c tính theo biên sóng hài Hn t n s nω o, ó ω o t n s thành ph n c b n n s nguyên THD có bi u th c tốn h c nh sau: ∞ THD = 1.2 Ch ∑H (n) n= B ngh ch l u áp hai-b c ba-b c thông th ng I (1.1) H1 ng Trang Lu n v n cao h c FFT window: of cycles of selected signal 1000 500 -500 -1000 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 Time (s) 0.045 0.05 0.055 Fundamental (50Hz) = 845.8 , THD= 6.18% 1000 800 Mag 600 400 200 0 10 20 30 Harmonic order 40 50 60 Hình 6.3 D ng sóng, n áp THD c a n áp ngõ c a bi n t n 11 b c cascade v i góc kích Hình 6.2: b góc kích t ph ng pháp là: α = 9.735 α = 30.64 α = 65.905 α = 90.0000 α = 90.0000 ó tìm Ch ng c ch s u bi n ma = 0.574 Trang 81 Lu n v n cao h c FFT window: of cycles of selected signal 600 400 200 -200 -400 -600 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 Time (s) 0.045 0.05 0.055 Fundamental (50Hz) = 497.1 , THD= 12.76% 500 400 Mag 300 200 100 0 10 20 30 Harmonic order 40 50 60 Hình 6.4 D ng sóng, n áp THD c a n áp ngõ a bi n t n 11 b c cascade v i góc kích Ngồi ra, giá tr s khác (s l ), c ng có th tính nh tìm b góc kích chu n Gi s s = 4.5V tìm c góc kích chu n ch s u ch m nh sau: α = 6.4198 α = 19.6137 α = 34.0991 α = 52.2721 α = 76.3670 m = 0.9196 Ch ng Trang 82 Lu n v n cao h c 6.2 6.3 Ch ng trình Matlab tính góc kích Ch ng trình matlab c th c hi n cho cơng vi c tính góc kích chu n step pulse PWM Xin xem ph l c Kh o sát ch t l ng n áp ngõ c a b góc kích cho bi n t n 11 b c ng cách tính nh trên, tìm ng v i ch s u ch nh sau: m 1.273 0.9768 0.864 0.5740 0.3327 0.1800 0.0000 5.7685 7.2387 9.7350 22.500 45.000 90.000 c m t s b góc kích 17.5576 22.2387 30.640 67.500 90.000 90.000 30.2240 39.2951 65.905 90.000 90.000 90.000 45.000 69.4515 90.000 90.000 90.000 90.000 71.5651 90.000 90.000 90.000 90.000 90.000 Mơ ph ng b góc kích mơ hình mơ ph ng v i b góc kích, xây d ng c m t s bi u bi u di n kh n ng ch t l ng c a b bi n t n a b c áp d ng b góc kích Các d li u xây d ng c a bi u bi u n m i quan h nêu c th c hi n toàn mi n c a ch s u ch m Ph n áp ngõ ng pháp gi i xac b góc kích i gi i t ph ng pháp g n ngh 1,200.0 1,000.0 i n áp[V] 800.0 600.0 400.0 200.0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1 1.25 ch s u ch Hình 6.5 M i quan h gi a ch s u ch n áp thành ph n c b n Ch ng Trang 83 Lu n v n cao h c Biên c a thành ph n sóng hài c b n tho mãn u ki n n tính Và c tính theo cơng th c V(1)m = m.s.Vdc Tuy nhiên t n t i sai s nh kho ng n 2V i gi i t ph méo d ng sóng hài THD[%] ng pháp ngh t qu t l i gi i xác b góc kich] 40 35 30 25 20 15 10 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1 1.25 ch s Hình 6.6 méo d ng sóng hài ng v i b góc kích THD[%] méo d ng sóng hài Các b góc chu n t ph u ch ng pháp g n úng 70 Các b góc chu n t l i gi i xác 60 50 40 30 20 10 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1 1.25 ch s u ch Hình 6.7 THD c a ph ng pháp OHSW Step pulse PWM cho bi n t n cascade 11 b c, giá tr m, góc kích Ch ng Trang 84 Lu n v n cao h c Trong kho ng giá tr m t 0.8 n 1.273 ch t l ng n áp ngõ a hai ph ng pháp t ng ng Trong vùng m có giá tr nh h n 0.8 ph ng pháp OHSW có ch t l ng t t h n 6.4 Kh o sát ch t l bi n t n 15 b c ng n áp ngõ c a b góc kích cho ng b góc kích chu n cho bi n t n a b c s tính ã ngh m 1.273 0 0.9850 4.1066 12.4074 20.9892 0.8414 4.7970 14.5326 24.7356 0.6977 5.7685 17.5576 30.2240 0.5539 7.2388 22.2388 39.2952 0.4100 9.7356 30.6408 65.9052 0.2666 15.7685 60.5576 90.0000 0.1286 45.0000 90.0000 90.0000 0.0000 90 90.0000 90.0000 ng sóng n áp có d ng cách 30.1134 35.9052 45 69.2952 90.0000 90.0000 90.0000 90.0000 40.2173 49.1265 71.5651 90.0000 90.0000 90.0000 90.0000 90.0000 52.2910 73.2213 90.0000 90.0000 90.0000 90.0000 90.0000 90.0000 74.4986 90.0000 90.0000 90.0000 90.0000 90.0000 90.0000 90.0000 c t b góc kích FFT window: of cycles of selected signal 1000 500 -500 -1000 0.005 0.01 0.015 0.02 Time (s) 0.025 0.03 0.035 Hình 6.8 D ng sóng áp c a bi n t n 15 b c v i ngu n dc Ch ng c l p Trang 85 Lu n v n cao h c THD[%] Bi n t n 15 b c méo d ng sóng hài Bi n t n 11 b c 35 30 25 20 15 10 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1 1.25 ch s u ch Hình 6.9 THD c a ph ng pháp OHSW cho bi n t n 11 b c step pulse PWM cho bi n t n 15 b c, b góc kích 6.5 Kh o sát ch t l bi n t n 21 b c ng n áp ngõ c a b góc kích cho Bi n t n 21 b c THD[%] Bi n t n 11 b c méo d ng sóng hài 35 30 25 20 15 10 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1 1.25 ch s u ch Hình 6.10 THD c a bi n t n cascade 21 b c i cách tính góc kích g n úng ngh Ch ng Trang 86 Lu n v n cao h c Selected signal: cycles 200 -200 0.01 0.02 0.03 Time (s) 0.04 0.05 0.06 Fundamental (50Hz) = 249.2 , THD= 14.23% 250 200 Mag 150 100 50 0 20 40 60 80 100 Harmonic order 120 140 160 180 Hình 6.11 D ng sóng n áp THD c a bi n t n cascade 21 b c v i m =0.2870 Selected signal: cycles 400 200 -200 -400 Ch ng 0.01 0.02 0.03 Time (s) 0.04 0.05 0.06 Trang 87 Lu n v n cao h c Fundamental (50Hz) = 390 , THD= 9.33% 400 Mag 300 200 100 0 20 40 60 80 100 Harmonic order 120 140 160 180 Hình 6.12 D ng sóng n áp THD c a bi n t n cascade 21 b c v i m =0.45 Selected signal: cycles 1000 500 -500 -1000 Ch ng 0.01 0.02 0.03 Time (s) 0.04 0.05 0.06 Trang 88 Lu n v n cao h c Fundamental (50Hz) = 866 , THD= 3.50% 1000 800 Mag 600 400 200 0 20 Hình 6.13 D ng sóng 40 60 80 100 Harmonic order 120 140 160 180 n áp THD c a bi n t n cascade 21 b c v i m =1 FFT window: of cycles of selected signal 1000 500 -500 -1000 0.005 0.01 Hình 6.14 D ng sóng 6.6 Ch 0.015 0.02 Time (s) n áp tr 0.025 0.03 0.035 ng h p THD nh nh t m =1.175 Trong tr ng h p ch t l ng bi n t n t t nh t K t lu n Trong bi u di n m i liên h gi a ch s u ch m méo d ng sóng hài toàn ph n THD c a m t s lo i bi n t n Chúng ta th y r ng ch s THD c a n áp ngõ c a bi n t n c i thi n k Ph ng pháp th c hi n d dàng h n, mang l i k t qu t h n V i vi c ngh s d ng cách xác nh góc kích step pulse a sóng sine này, c ng v i cách tính xác t gi i h ph ng trình, vv… Chúng ta th y r ng bi n t n a b c d ng cascade tr thành m t gi i pháp có tính ch t quan trong l nh v c nt công su t n áp cao v ch t l ng t t, có kh n ng ghép t ng cho kh ng ch u áp cao, t n s óng c t c a linh ki n nh t,… ng Trang 89 Lu n v n cao h c Ch ng NG K T u hình c a bi n t n a b c có nhi u u m h n so v i bi n n hai b c Ch t l ng n áp công su t c a bi n t n a b c l n theo s b c s ngu n áp s d ng Thành ph n sóng hài gi m b c áp t ng nh ã trình bày ch ng 4, 5, H n n a, ng n áp ngõ c a b bi n t n không yêu c u t ng giá tr nh c ch u áp c a linh ki n chuy n m ch Lu n v n ã gi i thi u t s c u hình bi n t n a b c mà quan tâm nhi u nh t c u hình cascade v i ngu n dc c l p ng th i lu n v n c ng ã trình bày t s ph ng pháp u n cho lo i bi n t n Bi n t n a b c cascade v i ngu n dc c l p c trình bày m t cách chi ti t t lý thuy t n th c hi n mơ hình mơ ph ng, ánh giá ch t l ng n áp ngõ ki m ch ng cho ph ng pháp step pulse PWM ngh Ph ng pháp step pulse PWM cho bi n t n a b c d ng cascade, m t s ph ng pháp u ch cho bi n t n a b c ng cascade ã c trình bày Ý t ng d a s k t h p c a hai khái ni m c l ng sóng hài ch n l c ph ng pháp u n gi a qu o biên gi i h n Góc chuy n m ch có th tìm c ng cách gi i h ph ng trình l ng giác b ng ch ng trình máy tính ho c s d ng cách tính d a sóng sine nh ã trình bày ch ng Th c hi n song song hai ph ng pháp c l ng sóng hài ch n c (OHSW) ph ng pháp step pulse PWM Kh o sát, so sánh ch t ng n áp thành ph n sóng hài cho bi n t n 11 b c so sánh k t qu gi a hai ph ng pháp Trong toàn vùng u ch , ch t l ng c a ph ng pháp step pulse cho k t qu t ng t nh ph ng pháp OHSW v i s b góc chu n 10 b H n th n a, lu n n th c hi n cho bi n t n b c cao h n n 21 b c b ng ph ng pháp u ch m i mà ph ng pháp OHSW g p khó kh n tìm góc kích Ph ng pháp step pulse PWM th c hi n d dàng cho k t qu t h n v i bi n t n có s b c cao Mơ hình bi n t n a b c d ng cascade mơ hình u ch cho bi n t n a b c c xây d ng thành cơng ch ng trình Ch ng Trang 91 Lu n v n cao h c Matlab/Simulink Mô hình c ki m ch ng tính n úng n có t qu t t Mơ hình c xây d ng mang tính mơ un hóa Hồn tồn có th s d ng mơ hình th c hi n bi n t n có s b c b t m t cách d dàng V n c nghiên c u trình bày lu n v n m i th c hi n n k t qu mô ph ng Tuy nhiên q trình th c hi n tác gi ã có g ng th c hi n mơ hình mơ ph ng g n n m c có th gi i pháp có th d dàng th c hi n b ng ph n c ng cho án ti p theo Ch ng Trang 92 TÀI LI U THAM KH O Nguy n V n Nh “Giáo trình i n t Qu c gia Tp HCM 2002 công su t 1” Nhà xu t b n ih c A.I Maswood and Liu Jian: Optimal online algorithm derivation for PWM SHE switching, Electronics letters, vol.34, no 8, 19 Tolbert, L.M., Chiasson, J.N., Mckenzie, K.J., and Du, Z.,” Control of cascaded multilevel converters with unequal voltage sources’, IEEE IEMDC Conf., Madison, USA, 2003,pp.663-669 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, March 2005 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 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 N.V.Nho, M.J.Youn,” A Comprehensive Study On SVPWM – Carrier Based PWM Correlation In Multilevel Inverters”, IEE Proceedings -Electric Power Applications, 2005 (In press) John N Chiasson, Leon M Tolbert, Keith J McKenzie, Zhong Du, “A Unified Approach to Solving the Harmonic Elimination Equations in Multilevel Converters” IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, VOL 19, NO 2, MARCH 2004 Trang 93 Steven T Karris “Circuit Analysis II with MATLAB® Applications” Orchard Publications, Fremont, California 10 Attia, John Okyere “Matlab Fundamentals.”Electronics and Circuit Analysis using MATLAB Ed John Okyere Attia Boca Raton: CRC Press LLC, 1999 11 Các báo tài li u t internet Trang 94 Lu n v n cao h c Ph l c A Ch ng trình gi i h c b n b ng ph ng pháp Newton Rhapson clear all; close all; s=5; %The number of dc sources M=0.85; Mrange=1; %Range of calculation results % Guess initial value of switching angles p1=5*pi/180; p2=20*pi/180; p3=35*pi/180; p5=55*pi/180; p4=85*pi/180; p=[p1 p2 p3 p4 p5]'; %The switching angle matrix for j=1:Mrange t=[s*M*pi/4 0 0]'; %The corresponding harmonic amplitude matrix df=1; i=1; while abs(df) > 1e-20 & i < 40 %i=40 %Degree of accuracy condition p1=p(1,:); p2=p(2,:); p3=p(3,:);p4=p(4,:);p5=p(5,:); % The nonlinear system matrix f=[ cos(p1)+cos(p2)+cos(p3)+cos(p4)+cos(p5); cos(3*p1)+cos(3*p2)+cos(3*p3)+cos(3*p4)+cos(3*p5); cos(5*p1)+cos(5*p2)+cos(5*p3)+cos(5*p4)+cos(5*p5); cos(7*p1)+cos(7*p2)+cos(7*p3)+cos(7*p4)+cos(7*p5); cos(9*p1)+cos(9*p2)+cos(9*p3)+cos(9*p4)+cos(9*p5)]; % The differential matrix delf=[-sin(p1) -sin(p2) -sin(p3) -sin(p4) -sin(p5); -3*sin(3*p1) -3*sin(3*p2) -3*sin(3*p3) -3*sin(3*p4) 3*sin(3*p5); -5*sin(5*p1) -5*sin(5*p2) -5*sin(5*p3) -5*sin(5*p4) 5*sin(5*p5); -7*sin(7*p1) -7*sin(7*p2) -7*sin(7*p3) -7*sin(7*p4) 7*sin(7*p5); -9*sin(9*p1) -9*sin(9*p2) -9*sin(11*p3) -9*sin(9*p4) 9*sin(9*p5)]; df=inv(delf)*(t-f); % Calculate solution error p=p+df; % Update the solutions i=i+1; end p=p*180/pi end % data for calculation-pf1=p1; pf2=p2;pf3=p3;pf4=p4;pf5=p5; % calculate phase THD-for i=1:200 % Empty the harmonic matrix ha(i)=0; hindex(i)=i; end for j=1:length(pf1) sumh=0; sumhll=0; for i=1:100 k=2*i-1; % k is odd number ha(k)=(cos(k*pf1)+cos(k*pf2)+cos(k*pf3)+cos(k*pf4)+cos(k*pf5))/k; % Calculate amplitude of harmonic amplitude end Trang 95 Lu n v n cao h c for i=2:200 sumh=ha(i)^2+sumh; end THDph(j)=sqrt(sumh)/ha(1)*100 % Calculate phase voltage THD for i=2:100 k=2*i-1; ck=round(sin(k*2*pi/3)); % Round towards nearest integer if ck ~= sumhll=sumhll+ha(k)^2; end end THDll(j)=sqrt(sumhll)/ha(1)*100 % Calculate line voltage THD end % End of File B Ch ng trình Matlab tính góc kích ch ng clear all; close all; s=2.8 a0=0;n=5; a1=real(asin(1/s)); a2=real(asin(2/s)); a3=real(asin(3/s)); a4=real(asin(4/s)); a5=real(asin(5/s)); b=[a1 a2 a3 a4 a5]'; f1=cos(a1)+cos(a2)+cos(a3)+cos(a4)+cos(a5); mf1=(4*f1)/(pi*ceil(s)) b=b*180/pi % Guess initial value of switching angles p1=real((a0+a1)/2); p2=real((a2+a1)/2); p3=real((a2+a3)/2); p4=real((a4+a3)/2); p5=real((a4+a5)/2); a=[p1 p2 p3 p4 p5]' %a=[p1 p2 p3 p4]' ab=a*180/pi %The switching angle matrix f1=cos(p1)+cos(p2)+cos(p3)+cos(p4)+cos(p5); mf=(4*f1)/(pi*ceil(s)) %End of file Trang 96 ... ng 64 VIII Ph ng pháp step pulse PWM cho bi n t n a b c cascade 5.1 5.2 5.2.1 5.2.3 5.3 5.4 5.4.1 5.4.2 Gi i thi u chung 64 Ph ng pháp step pulse PWM 64 C n d i c a... Ph ng pháp b c thang sóng hài t i u (OHSW) 4) Ph ng pháp step pulse PWM cho bi n t n a b c d ng cascade Trong t ng ph ng pháp có u m khuy t m riêng c a Sau ây s trình bày v n t t ph ng pháp 1.4.1... máy n : K15 TÀI NG PHÁP STEP PULSE CHO BI N T N CASCADE A B C D NG NHI M V VÀ N I DUNG Gi i thi u chung v bi n t n a b c, ng d ng Trình bày ph ng pháp SHE-PWM Trình bày ph ng pháp c l ng sóng hài