Phương pháp còn có tên là Modified PWM hoặc Switching Frequency optimal PWM method – SFO PWM.
Kỹ thuật điều khiển tương tự như phương pháp điều chế độ rộng xung vừa trình bày, điểm khác biệt là sóng điều chế được cải biến. Theo đó, mỗi sóng điều chế được cộng thêm tín hiệu thứ tự không (sóng hài bội ba). Tồn tại nhiều khả năng tạo nên thành phần thứ tự không, một trong các tín hiệu thứ tự không có thể chọn bằng trị
trung bình của giá trị tín hiệu lớn nhất trong 3 tín hiệu điều chế với tín hiệu nhỏ nhất trong 3 tín hiệu điều chế - phương pháp SFO PWM.
Gọi Va, Vb,Vc là các tín hiệu điều khiển của phương pháp điều chế PWM. Tín hiệu điều khiển theo phương pháp SFO – PWM có thể biểu diễn dưới dạng toán học như sau: Voffset = 2 ) , , min( ) , , max(Va Vb Vc + Va Vb Vc (3.10) VaSFO = Va – Voffset ; VbSFO = Vb – Voffset ; VcSFO = Vc - Voffset (3.11) Phương pháp này cho phép thực hiện điều khiển tuyến tính điện áp tải với chỉ số điều chế nằm trong phạm vi 0 ≤ m ≤ 0.907, biên độ sóng hài điện áp đạt giá trị cực
đại bằng U/ 3 và tương ứng chỉ sốđiều chế lúc đó là: mSFO_PWM = U U π 2 3 / = 3 2 π = 0.907 (3.12)
SVTH: Trần Quốc Hoàn 31/102 Hình 3.19: Quan hệ giữa biên độ áp điều khiển và biên độ sóng mang.
3.1 Mô phỏng cho bộ nghịch lưu áp cascade 5 bậc 3.1.1 Phân tích cách tạo áp điều chế 3.1.1 Phân tích cách tạo áp điều chế
Qua việc phân tích lý thuyết như trên, ta thấy cần phải tạo một hàm để tính điện áp Voffset, tuy nhiên trong phần mềm Psim không có khối trực tiếp tính được Voffset. Vì vậy ta phải dùng khối DLL (Dynamic Link Library) trong Psim kết hợp với việc viết chương trình trong Microsoft Visual C++ hoặc trong Borland C++. Đầu tiên ta viết chương trình bằng ngôn ngữ C/C++, rồi dịch sang định dạng file .dll, sau đó chép (copy) file .dll này vào thư mục Psim. Trong Psim ta dùng khối DLL với tên khối là file .dll vừa tạo để mô phỏng.
Chương trình tính điện áp điều chế theo SFO – PWM như sau:
namespace SFOPWM { #include<math.h>
void_declspec(dllexport)ham(double t,double delt,double *in,double *out) { double a,b,c; double vmax,vmin,voffset; double vasfo,vbsfo,vcsfo; a = in[0]; b = in[1]; c = in[2];
SVTH: Trần Quốc Hoàn 32/102 if(a>b) { if(a>c) { vmax = a; if(b>c) { vmin = c;} else { vmin = b;} }
else { vmin = b; vmax = c;} } else { if(b>c) { vmax = b; if(a>c) { vmin = c;}
else { vmin = a;}
}
else { vmax = c; vmin = a;} }
voffset = (vmax + vmin)/2; vasfo = a - voffset;
vbsfo = b - voffset; vcsfo = c - voffset; // Gan gia tri cho cac ngo ra
out[0] = vmax; out[1] = vmin; out[2] = voffset; out[3] = vasfo; out[4] = vbsfo; out[5] = vcsfo; } }
3.1.2 Các thông số mô phỏng trong Psim
Sơđồ mô phỏng bộ nghịch lưu áp 5 bậc dạng cascade theo phương pháp SFO – PWM (bản vẽ A3). Các thông số trong mô phỏng:
• Chỉ sốđiều chế m = 0.8. • Sóng điều khiển có tần số 50Hz, sóng mang dạng PD tần số 2000Hz. • Các nguồn DC có giá trị Vd = 200V. • Tải RL đấu dạng sao có R = 5Ω, L = 0.01H (cosϕ=0.85), hằng số thời gianτ = R L = 2 ms. Sử dụng khối DLL với chương trình như trên.
SVTH: Trần Quốc Hoàn 33/102 Hình 3.20: Tín hiệu điện áp điều chế ban đầu (giống PWM).
Hình 3.21: Tín hiệu điện áp Vmax, Vmin, Voffset.
SVTH: Trần Quốc Hoàn 34/102 Hình 3.23: Điện áp pha – tâm nguồn trên pha A.
Hình 3.24: Điện áp pha – tâm nguồn trên pha B.
SVTH: Trần Quốc Hoàn 35/102 Hình 3.26: Điện áp tải trên pha A.
Hình 3.27: Điện áp tải trên pha B.
SVTH: Trần Quốc Hoàn 36/102 Hình 3.29: Phân tích Fourier cho điện áp tải trên pha A.
Hình 3.30: Dòng điện tải trên A.
SVTH: Trần Quốc Hoàn 37/102 Qua phương pháp này, ta thấy được một hướng phát triển mới trong điều khiển bộ nghịch lưu áp đa bậc, đó là tập trung nghiên cứu hàm offset nhằm đạt được mục (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
SVTH: Trần Quốc Hoàn 38/102
Chương 4
ĐIỀU KHIỂN BỘ NGHỊCH LƯU ÁP ĐA BẬC DẠNG CASCADE - PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ VECTOR
KHÔNG GIAN (Space Vector PWM)
Phương pháp điều chế vector không gian (Space vector modulation – hoặc Space vector PWM) xuất phát từ những ứng dụng của vector không gian trong máy điện xoay chiều, sau đó được mở rộng triển khai trong các hệ thống điện ba pha. Phương pháp điều chế vector không gian và các dạng cải biến của nó có tính hiện đại, giải thuật chủ yếu dựa vào kỹ thuật số và là các phương pháp được sử dụng phổ biến nhất hiện nay trong lĩnh vực điện tử công suất liên quan đến điều khiển các đại lượng xoay chiều ba pha nhưđiều khiển truyền động điện xoay chiều, điều khiển các mạch lọc tích cực, điều khiển các thiết bị công suất trên hệ thống truyền tải điện.