Đặt β= =
( Ip(t) – αIL2(t) ) (2.37)
( αVp(t) – Vbat ) (2.38)
Từ sơđồ nguyên lý và từ các công thức trên ta có chu trình hoạt động của mạch như sau:
Hình 2.55 Sơđồ chu trình hoạt động của mạch.
Điện áp từ pin mặt trời Vp qua bộ nhân Vbat / Vp-ref sẽ cho điện áp trên diode Vs = β.Vp. Từ công thức 2.38 ta có giá trị dòng điện qua cuộn cảm L2 có được bằng cách cho tín hiệu áp VL2 qua bộ nhân 1/L2p, với VL2 = Vs – Vbat.
Trên sơđồ nguyên lý (hình 2.52) ta thấy Ie = β.IL2 .Vì vậy, Ie có được khi ta cho IL2 qua bộ nhân Vbat / Vp-ref. Từ công thức 2.38 ta có giá trịđiện áp từ pin mặt trời có được khi ta cho tín hiệu dòng ICpv qua bộ nhân 1/Cpvp, với ICpv = Ie – Ip.
Hình 2.56 Chu trình kín của dòng IL2.
Để có giá trịđiện áp trên VL2 ta cho IL2-ref – IL2 qua bộ PI có hệ số tỉ lệ và hệ số thời gian tích phân như sau:
= R1(p) R1(p) = Kp1(1+ ) Hệ số tỉ lệ Kp1 = 2.ξ.ω.L2 Hệ số thời gian tích phân Ti1 = 2. ξ / ω Chọn: Cuộn cảm L2 = 2,4mH. Hệ số tắt dần ξ = 1. Tần số hoạt động f = 1kHz. ⇒Ta có: Kp1 = 30,16 Ti1 = 318µs
Vs = Vbat+VL2 qua bộ nhận Vp-ref / Vbat sẽ cho ta giá trị Vp. Phần chu trình còn lại giống nhưở hình 2.53.
Hình 2.57 Sơđồ khái quát chu trình điện áp.
Giá trị ICpv-ref có được khi ta cho Vp-ref – Vp qua bộ PI có hệ số tỉ lệ và hệ số thời gian tích phân như sau:
Vp εVP = R2(p) Với R2(p) = Kp(1 + ) = Hệ số tỉ lệ Kp2 = 2.ξ.ω.Cpv Hệ số thời gian tích phân Ti2 = 2. ξ / ω Chọn: Tụ Cpv = 1000µF. Hệ số tắt dần ξ = 0,7. Tần số hoạt động f = 100Hz. ⇒Ta có: Kp1 = 0,88 Ti1 = 2,23ms
Từ các sơđồ và các kết quả tính ở trên ta có sơđồ quá trình điều khiển mạch nạp như sau :
Điện áp hở mạch VOC từ pin mặt trời qua bộ nhân có hệ số Kv cho ta giá trị của Vp-ref. Khi Vp-ref – Vp qua bộ PI sẽ cho ICpv-ref.
Ie = Ip – ICpv-ref.
Theo định luật bảo toàn công suất ta có: Ie.Vp-ref = Vbat.IL2-ref. Nên khi cho Ie qua bộ nhân ta được : IL2-ref = Ie .
VL2 có được khi ta cho IL2-ref – IL2 qua bộ PI. VL2 + Vbat = Vs.
Hệ sốđiều khiển : =
⇒Để có được hệ số ta cho VL2 + Vbat qua bộ nhân 1/Vp-ref.
Từ sơđồđiều khiển như trên ta xây dựng được mô hình mô phỏng bằng chương trình Bond-Graph như hình 2.57.
Thông số các thành phần trong mô hình Bond-Graph của hệ thống pin mặt trời nuôi tải DC:
- Mô hình pin mặt trời có thông số như của pin BP275: Dòng ngắn mạch ISC = 4,75 A. Điện áp hở mạch VOC = 21,4 V. Công suất cực đại Pmax = 75 W. Vm = 17V. Im = 4,45A. - Cuk converter: Tụđiện: Cpv = 1000µF, C2 = 100 µF. Cuộn cảm: L2 = 2,4 mH.
- Acquy: 24V, dung lượng 100Ah.
Chương 3: THI CÔNG MẠCH ĐIỆN VÀ CHƯƠNG TRÌNH
ĐIỀU KHIỂN NẠP ACQUY TỪ PIN MẶT TRỜI.