Mụ hỡnh (2.21) thể hiện đặc điểm phi tuyến cấu trỳc với phộp nhõn giữa biến trạng thỏi và biến điều khiển.
2.2.3 Kiểm chứng mụ hỡnh
Sử dụng cụng cụ mụ phỏng Matlab-Simulink/SimPowerSystems để kiểm chứng tớnh đỳng đắn của mụ hỡnh trung bỡnh với diễn biến trờn mụ hỡnh mạch van thực tế. Mụ hỡnh trung bỡnh cho ra cỏc giỏ trị biến trạng thỏi dũng điện, điện ỏp trung bỡnh. Tớn hiệu điều khiển đƣợc đƣa trực tiếp đến mụ hỡnh trung bỡnh, trong khi đú đối với mụ hỡnh mạch van sẽ cần thờm một khõu điều chế PWM. Thay đổi tần số PWM và cỏc giỏ trị hệ số điều chế duty-cycle để kiểm tra diễn biến trong hệ thống ta thu đƣợc cỏc kết quả nhƣ ở Hỡnh 2.6, Hỡnh 2.8. Diễn biến của mụ hỡnh trung bỡnh đỳng với diễn biến trờn mụ hỡnh mạch van, giỏ trị dũng điện qua cuộn cảm và điện ỏp trờn tụ DC-link trờn mụ hỡnh trung bỡnh đó phản ỏnh đỳng là giỏ trị trung bỡnh ngắn hạn của cỏc đại lƣợng đú trờn mụ hỡnh mạch van. Tần số PWM càng lớn thỡ sai số giữa mụ hỡnh trung bỡnh ngắn hạn so với mụ hỡnh mạch van càng nhỏ.
36
Hỡnh 2.6 Kiểm chứng động học của mụ hỡnh trung bỡnh với mụ hỡnh switched ở tần số 5 kHz [9]
Hỡnh 2.7 Ảnh hưởng của tần số PWM đến dạng tớn hiệu dũng điện giữa mụ hỡnh trung bỡnh với mụ hỡnh switched [9]
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 -200 -100 0 100 200 SO SáNH DạNG DòNG ĐIệN i L [ A ] 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 400 600 800 1000 SO SáNH DạNG ĐIệN áP Thời gian [s] uD C [ V
] Mô hình SwitchedMô hình trung bình
Mô hình Switched Mô hình trung bình 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 -300 -200 -100 0 100 200 300
sự thay đổi dạng dòng điện theo tần số pwm
iL [ A] 0,020 0,021 0,022 0,023 0,024 0,025 0,026 0,027 0,028 -100 -50 0 50 100
sự thay đổi dạng dòng điện theo tần số pwm (Phóng to)
Thời gian [s] iL [ A] 1kHz 2kHz 5kHz 10kHz Averaged 1kHz 2kHz 5kHz 10kHz Averaged
37
Hỡnh 2.8 Ảnh hưởng của tần số PWM đến sai số giữa mụ hỡnh trung bỡnh với mụ hỡnh switched[9]
Tỏc giả đó chỉ ra sự tồn tại một giỏ trị ngƣỡng dtrh=uDC/uSC chi phối đến chế độ làm việc của DC-DC và đƣợc kiểm chứng bằng mụ phỏng trong luận ỏn này nhƣ minh họa trờn Hỡnh 2.9.
o Nếu d>dtrh thỡ dũng điện trung bỡnh chảy qua cuộn cảm sẽ dƣơng, chế độ nạp charge mode sẽ xuất hiện, điện ỏp trờn siờu tụ tăng, điện ỏp trờn tụ DC-link giảm (cỏc đặc tớnh cú chỉ số 3).
o Nếu d<dtrh thỡ dũng điện trung bỡnh chảy qua cuộn cảm sẽ õm, chế độ xả Discharge mode sẽ xuất hiện, điện ỏp trờn siờu tụ giảm, điện ỏp trờn tụ DC-link tăng (cỏc đặc tớnh cú chỉ số 2).
o Nếu d=dtrh thỡ dũng điện trung bỡnh chảy qua cuộn cảm sẽ bằng khụng, điện ỏp trờn siờu tụ và điện ỏp trờn tụ DC-link khụng thay đổi (cỏc đặc tớnh cú chỉ số 1).
38
Hỡnh 2.9 Khảo sỏt sự thay đổi chế độ làm việc của DC-DC theo hệ số điều chế[9]