Thiết kế hệ thống điều khiển chỉnh lưu tích cực ba pha trên hệ tọa độ tĩnh

Thiết kế hệ thống điều khiển chỉnh lưu tích cực ba pha trên hệ tọa độ tĩnh

HOMEWORK REPORT Subject : Control For Power Electronic System Thiết kế hệ thống điều khiển chỉnh lưu tích cực ba pha hệ tọa độ tĩnh phương pháp SVM NỘI DUNG TRÌNH BÀY  Bài tốn thiết kế  Giới thiệu mơ hình hóa  Cấu trúc điều khiển  Thiết kế điều khiển  Mơ  Kết luận BÀI TỐN THIẾT KẾ  Yêu cầu: Thiết kế hệ thống điều khiển chỉnh lưu tích cực pha hệ tọa độ tĩnh αβ + Nội dung thiết kế: Mơ hình hóa, Cấu trúc điều khiển cấu trúc điều khiển + Phương pháp điều chế vector không gian + Tham số thiết kế: Hịa lưới 380V ±10%/50Hz±1%, Cơng suất thiết kế 5kVA, L = 2,5mH (nội trở 0,1Ω), Cdc = 1000uF + Mô cấu trúc điều khiển GIỚI THIỆU VÀ MƠ HÌNH HĨA  Chỉnh lưu ba pha tích cực H1.1 Sơ đồ mạch lực chỉnh lưu tích cực pha Hệ tọa độ tĩnh alpha,beta Hình 1.2: (a) khơng gian chiều, (b) khơng gian chiều GIỚI THIỆU VÀ MƠ HÌNH HĨA • Từ hình 1.1 ta có phương trình cân điện áp : Trong Sa, Sb Sc viết tắt chức chuyển đổi pha tương ứng = • Từ hình 1.1 ta có phương trình cân dịng điện : • Khâu chuyển tọa độ clake thực : = > => Phương pháp điều chế vector không gian (SVM) Phép chuyển tọa độ Clake đưa hệ thống pha từ hệ tọa độ (abc) sang (), ta biểu diễn hệ pha qua vector v tọa độ v tính: Hệ pha cân đối xứng điện áp pha có tần số, biên độ, lệch pha góc 2π/3 Bước 1: Xác định trạng thái (vector chuẩn) mạch nghịch lưu Có trạng thái: trạng thái ( ) trạng thái tích cực (÷ )   Vector khơng gian nguồn áp pha Hàm truyền kín mạch vòng điều chỉnh điện áp tụ =  (s) = => • Chọn • =  = 1/ : Thiết kế điều khiển Laplace vế phương trình cân điện áp ( H1.1) ta : E(s) = I(s).(R+L.s) + U(s) => (s) = |E(s)=0 = Bộ điều khiển PR cho vòng điều khiển dòng điện : (s) = + Vòng điều khiển dòng điện sử dụng PR Phương thức thiết kế điều khiển PR thiết kế miền tần số, sở lựa chọn băng thông (Bandwidth) cho hàm truyền hệ thống kín Hàm truyền kín mạch vịng dòng điện (xét với tần số cộng hưởng tần số nghĩa h=1 xét PWM khâu truyền đạt 1:1 pha biên độ) (s) = |(s)=0 = |(jw)| = () (jw) = arctan[ - arctan[ Cho Ki=0, phương trình () viết lại : |(jw)| = Nếu băng thơng xác định hệ số xác định sau để có hệ số suy giảm biên độ -3dB hay |(jw)| = Đưa thành phần tích phân vào biểu thức biên độ, ta có : = ( ) Trong đó, , giói hạn nhỏ lớn băng thơng mà mạch vịng điều khiển đạt Thông thường, băng thông lựa chọn khoảng 10 lần tần số 1/10 tần số phát xung để đảm bảo hệ thống có đáp ứng động học đủ nhanh ổn định Mô Cấu trúc điều khiển Bộ điều khiển PR Matlab Simulink Vịng khóa pha PLL Matlab Simulink Sơ đồ mạch lưu phase tích cực Matlab Simulink Khối điều chế SVM Matlab Simulink Đáp ứng hệ số điều chế nhánh van SVM Dạng đồ thị điện áp công suất van Nhận xét dạng đồ thị :  Thời gian đáp ứng nhanh 0,1s  Sau 0,1s dạng điện áp tiến tới giá trị đặt 700VDC ổn định  Sau 0,1s dạng công suất tiến tới 5kVA ổn định Đáp ứng điện áp ... Sector 1: + +, +: Bảng tổng hợp ma trận sector sử dụng    Bước 4: Tính tốn hệ số điều chế cho nhóm nhánh van mạch nghịch lưu  Hệ số điều chế giới hạn: Nhận xét: + Mỗi lần chuyển trạng thái... pha chuyển mạch lần Mẫu xung chuẩn sector Thời gian chuyển mạch van bán dẫn Hệ số điều chế cho nhóm nhánh van mạch nghịch lưu Cấu trúc điều khiển: H3.1 Cấu trúc khóa pha cho lưới điện ba pha