Thiết kế bộ điều khiển nghịch lưu một pha độc lập

Thiết kế bộ điều khiển nghịch lưu một pha độc lập. Điện áp đầu ra 220V AC, tần số 50Hz, công suất 2KVA. Cơ sở lý thuyết, tính toán mạch lực, thiết kế điều khiển, mô phỏng, kết luận. Nghịch lưu nguồn áp một pha gồm có 4 van bán dẫn điều khiển toàn thời gian bằng Mosfet, IGBT,… được ghép nối theo kiểu cầu H

Thiết kế điều khiển nghịch lưu pha độc lập Hà Nội, tháng 12 năm 2020 YÊU CẦU BÀI TOÁN Thiết kế hệ thống điều khiển nghịch lưu pha độc lập với tham số thiết kế sau: Điện áp đầu ra: 220V AC, tần số 50Hz Công suất: 2KVA Mục lục I Cơ sở lý thuyết II Tính tốn mạch lực III Thiết kế điều khiển IV Mô V Kết luận I Cơ sở lý thuyết Sơ đồ mạch nghịch lưu độc lập pha Nghịch lưu nguồn áp pha gồm có van bán dẫn điều khiển  Giá trị trung bình điện áp đầu mạch nghịch lưu toàn thời gian Mosfet, IGBT,… ghép nối theo kiểu cầu H   I Cơ sở lý thuyết Điều chế động rộng xung cho biến đổi nghịch lưu nguồn áp pha Chọn phương án điều chế đơn cực để có chất lượng sóng hài tốt I Cơ sở lý thuyết Dạng sóng điện áp theo điều chế đơn cực II Tính tốn mạch lực u •   cầu toán: - Điện áp đầu ra: 220V AC, tần số 50Hz - Cơng suất: 2KVA Tính • (m hệ số điều chế) • Để dự phịng điện áp chiều thay đổi ta chọn • Dự phòng sụt áp cuộn cảm lọc 10% điện áp nên: 327.5360 (V) II Tính toan mạch lực •   điện sóng tải: Dịng Dịng điện an toàn qua van là: Chọn hệ số dự trữ dịng điện k=3,2: Chọn hệ số an tồn cho điện áp k=1,5: II Tính tốn mạch lực Thiết kế mạch lọc LC Chọn thông số cho L, C tần số cắt mạch lọc LC - Theo tham khảo nên chọn tỷ lệ tần số xung tần số cộng hưởng k >=15 - Hệ số alpha = 0.07 III Thiết kế điều khiển Cấu trúc điều khiển nghịch lưu nguồn áp pha chế độ làm việc độc lập (Curren mode) 10 III Thiết kế điều khiển a, Mạch vòng điều chỉnh dòng điện Sơ đồ mạch thay Hàm truyền đạt điện áp dòng điện đầu NL 11 III Thiết kế điều khiển Mơ hình tốn học khâu PWM Mơ tả tốn học mạch vịng dịng điện => Mối quan hệ dòng với dòng điện đặt điện áp 12 III Thiết kế điều khiển • Thiết kế điều khiển PR cho mạch vòng dòng điện 13 III Thiết kế điều khiển Xác •   định tham số BĐK: • Bước 1: Cho Ki = 0, ta có (jω) Với băng thơng xác định trên, hệ số Kp xác định sau để có hệ số suy giảm biên độ -3dB hay • Bước 2: Tính tốn giá trị Ki : ) 14 III Thiết kế điều khiển •   băng thơng ban đầu Trong băng thơng kết thúc (ảnh hưởng thành phần tích phân thêm vào) Ta chọn: = 500.2 = 3140 (rad/s); = 550.2 = 3454 (rad/s) Ta có thơng số () Ki ; 15 III Thiết kế điều khiển b, Mạch vòng điện áp Mơ tả mạch vịng điện áp Hàm truyền kín mạch vịng điện áp: Thay s = jw ta có: 16 III Thiết kế điều khiển •  • =C •=) Thực thiết kế tương tự cho điều chỉnh PR mạch vịng dịng điện ta có: Trong băng thông ban đầu băng thông kết thúc (ảnh hưởng thành phần tích phân thêm vào) Ta chọn: = 350.2 = 2198 (rad/s); = 400.2 = 2512 (rad/s) Ta có thông số () 17 IV Mô 18 IV Mơ Thơng số mơ R •R • 5Ω 24 Ω L 0.0051 H C 4.4820e-05 F Bộ điều khiển dòng điện Kp 16.0083 Ki 4.9934e+03 Bộ điều khiển điện áp Kp 0.0985 Ki 30.9087 19 IV Mô Điện áp tải 20 IV Mô Điện áp đầu nghịch lưu 21 IV Mơ Dịng điện tải 22 IV Mơ • Khi tải thay đổi t = 0.1s: 23 V Kết luận • Điện áp ổn định bám giá trị đặt 220V sau gần chu kì điện áp lưới • Dạng điện áp đầu không phụ thuộc vào giá trị tải  nghịch lưu nguồn áp thích hợp với lớp rộng rãi phụ tải 24 THE END 25 ... IV Mô Điện áp đầu nghịch lưu 21 IV Mô Dịng điện tải 22 IV Mơ • Khi tải thay đổi t = 0.1s: 23 V Kết luận • Điện áp ổn định bám giá trị đặt 220 V sau gần chu kì điện áp lưới • Dạng điện áp đầu không... thuyết Dạng sóng điện áp theo điều chế đơn cực II Tính tốn mạch lực u •   cầu tốn: - Điện áp đầu ra: 220 V AC, tần số 50Hz - Công suất: 2KVA Tính • (m hệ số điều chế) • Để dự phòng điện áp chiều thay... TOÁN Thiết kế hệ thống điều khiển nghịch lưu pha độc lập với tham số thiết kế sau: Điện áp đầu ra: 220 V AC, tần số 50Hz Công suất: 2KVA Mục lục I Cơ sở lý thuyết II Tính tốn mạch lực III Thiết kế