Hình 4.6 Khối lọc tích cực Khối lọc tích cực bao gồm:
Khâu điều khiển Controller: tổng hợp các tín hiệu hồi tiếp đầu vào để đưa ra xung điều khiển đóng mở cho các van công suất.
Khâu tạo xung cho phép bộ điều khiển tác động
Các khâu lấy mẫu tín hiệu dòng điện, điện áp hồi tiếp, khâu đo lượng dòng điện,
điện áp Udc, UI. Nguyên lý làm việc:
Các tín hiệu đo được: điện áp tải V_abc_L, dòng điện tải i_abc_L , cùng với tín hiệu dòng điện phản hồi của bộ lọc tích cực i_ab_F , điện áp 1 chiều chuẩn UDC_ref được vào khối controller để xử lý.
Tín hiệu ra khỏi khối controller là xung đóng cắt cho các van công suất.
Khâu tạo xung cho phép: cho phép bộ lọc tác động vào hệ thống sau một khoảng
thời gian khi tải phi tuyến tác động.
Bộ nghịch lưu IGBT 3 Bridge
Nhiệm vụ của bộ nghịch lưu là trực tiếp tạo ra dòng điện bù cùng biên độ, ngược pha với dòng hài để khử thành phần hài.
Hình 4.7 Khối IGBT 3 Bridge Các tham số của bộ nghịch lưu:
Số pha sử dụng:
Number of bridge arms: 3
Điện trở và điện dung mắc song song :
Snubber Resistance: Rs= 100MΩ
Snubber Capacitance: Cs= inf (vô cùng lớn)
Điện trở trong của bộ bán dẫn:
Hình 4.8 Thông số cấu hình bộ IGBT 3 Bridge
Khâu chuyển đổi hệ trục toạ độ abc sang αβ
Trong lý thuyết công suất tức thời, khâu chuyển tín hiệu dòng điện, điện áp phản hồi từ hệ toạ độ abc sang tín hiệu dòng áp trong hệ toạ độ αβ là bước đầu của thuật toán điều
khiển. Khâu này dựa trên các công thức (3.10) và (3.11) ở chương 3.
Ngõ vào của khâu chuyển toạ độ là các tín hiệu trong hệ abc: [i_abc_L] là dòng điện các pha của tải
[V_abc_L] là điện áp các pha của tải
[i_ab_F] là dòng điện hồi tiếp các pha a, b của bộ lọc
Hình 4.9 Chuyển đổi hệ toạ độ điện áp lưới
Ngõ ra của khâu này là các tín hiệu dòng điện, điện áp trong hệ toạ độ αβ: i_α_L , i_β_L, V_ α_L, V_ β_L.
Khâu tạo xung cho bộ nghịch lưu
Hình 4.11 Khâu tạo xung điều khiển cho bộ nghịch lưu Khâu này bao gồm:
Khâu chuyển đổi, xử lý tín hiệu điện áp nguồn, dòng tải ( Load Tranf)
Khâu xử lý tín hiệu hồi tiếp của bộ lọc tích cực ( Feedback Tranf)
Khâu tổng hợp, so sánh tín hiệu
Khâu biến đổi các thành phần điện áp, dòng điện p-q ( Current Regulator Id, Iq)
Khâu tạo xung cho bộ nghịch lưu ( SVM)
Nguyên lý làm việc:
Tín hiệu hồi tiếp của dòng điện, điện áp các pha của tải được xử lý trong khâu
Load Tranf , từ đó đưa ra tín hiệu công suất p,q để đưa vào bộ so sánh.
Đồng thời tín hiệu dòng điện hồi tiếp của bộ lọc được đưa về khâu Feedback Tranf
để chuyển đổi sang tín hiệu dòng điện p-q đưa vào bộ so sánh với tín hiệu phản hồi dòng tải.
Các tín hiệu dòng điện p,q của tải và của bộ lọc được so sánh với nhau rồi chuyển
qua khâu tính toán PID - Current Regulator. Tín hiệu đưa ra được so sánh một lần nữa với tín hiệu đầu vào dòng điện tải, điện áp tải và dòng điện hồi tiếp của bộ lọc. Từ đó phát ra tín hiệu điện áp p-q cho bộ phát xung điều khiển SVM.
Khâu xử lý tín hiệu hồi tiếp dòng điện, điện áp tải – Load Tranf
Hình 4.12 Khâu xử lý tín hiệu hồi tiếp tải
Khâu này xử lý tín hiệu dòng điện, điện áp của tải. Phân tích các thành phần sóng hài dòng điện của tải để đưa ra các giá trị dòng điện hài của tải và giá trị điện áp, góc pha của nó.
Các tín hiệu dòng điện, điện áp tải được chuyển đổi từ hệ trục toạ độ abc sang hệ toạ độ αβ ( dq_V_transform, AnphaBeta_trans)
Sau đó các tín hiệu dòng điện tải được đưa vào các khâu phân tích dòng hài, tín hiệu ra của khâu này là tín hiệu dòng hài bậc 5, 7 , 11, 13… của tải ( loc 5th, loc 7th, loc 11th, loc 13th) . Các tín hiệu này cho biết thành phần biên độ và góc pha của từng sóng hài bậc cao sinh ra từ tải phi tuyến.
Tiếp theo các tín hiệu được tổng hợp rồi đưa vào khối chuyển đổi p-q, tín hiệu ra là tín hiệu dòng tải p-q ( dp_transf) . Tín hiệu này chứa nội dung về thành phần sóng hài của tải.
Khâu tạo xung PWM
Đầu vào của khâu này là tín hiệu điện áp p-q và điện áp UDC_ref
Đầu ra là tín hiệu dạng xung có độ rộng xung thay đổi theo biến đổi thông số đo được đầu vào ( dòng điện, điện áp tải và dòng điện bộ lọc).
Hình 4.13 Khâu tạo xung PWM Nguyên lý làm việc:
Tín hiệu điện áp p-q được tính toán rồi so sánh với tín hiệu xung răng cưa
( Sawtooths Generator). Sơ đồ tạo xung răng cưa
Hình 4.14 Khâu tạo xung răng cưa
Tín hiệu qua các bộ so sánh được chuyển đổi rồi tổ hợp lại. Trước khi đưa ra ngoài,
xung được đưa qua bộ tạo xung lật- tạo ra mức tín hiệu cao- thấp ( định nghĩa mức cao ứng với biên độ là 4, mức thấp ứng với biến độ bằng 1) cho xung đầu ra.
Khâu tổng hợp và đưa ra xung điều khiển SVM
Các tín hiệu góc pha theta, biên độ điện áp p-q được tổng hợp và chuyển về hệ abc ( dp to ab0) . Các tín hiệu này được tính toán và kết hợp với nhau đưa vào khối tính toán độ rộng xung PWM ( PWM) . Tín hiệu ra khỏi khối PWM là dạng xung có độ rộng thích hợp.
Tín hiệu này được đưa vào khối trợ mở trước khi đưa ra vào chân gates của IGBT ( Table Switches) .
Hình 4.15 Khâu tổng hợp và đưa ra xung điều khiển