CHƯƠNG 3 : QUÁ TRÌNH TIẾN HÀNH
3. QUÁ TRÌNH TIẾN HÀNH
3.3 Xây dựng mô hình tổng quan của bộ nghịch lưu đa bậc (11 bậc) trên
simulink.
3.3.1 Bộ nghịch lưu đa bậc
LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: Nguyễn Thanh Hằng
GVHD: PGS.TS Phan Quốc Dũng Bộ nghịch lưu 3 pha 11 bậc, mỗi pha được xây dựng bởi 5 module H-bridge xếp chồng nhau. Tín hiệu điều khiển cho các khóa bán dẫn được đưa lấy từ đầu ra của bộ điều khiển, đi qua bộ so sánh để đưa giá trị về mức 0,1. Các khóa bán dẫn được lựa chọn là các mosfet nhờ vào khả năng điều khiển kích đóng ngắt bằng xung điện áp ở mạch cổng, tiêu thụ ít công suất, khả năng kích đóng nhanh và tổn hao đóng ngắt thấp. Mỗi module nhận nguồn từ một nguồn áp DC độc lập và 4 tín hiệu điều khiển cho 4 khóa bán dẫn.
3.3.2 Bộ điều khiển
Khối điều khiển được xây dựng trong Simulink để lấy tín hiệu điều khiển cho bộ nghịch lưu. Đầu vào là tỉ số điều biên ma và đầu ra là các giá trị góc đóng cắt tối ưu đã được tính toán từ giải thuật tối ưu, giải thuật tối ưu này có thể là GA hoặc GWO như đã mô tả trong phần 3.1 và 3.2. Các thuật toán này được thực hiện thông qua các khối m-file.
Hình 3.5: Khối điều khiển cho bộ nghịch lưu
Tỉ số điều biên ma có thể thay đổi trong khoảng từ 0.1 đến 1 với bước nhảy là 0.05, giá trị này sẽ do người mô phỏng tùy chỉnh trong quá trình khảo sát. Ứng với mỗi giá trị điều biên đưa vào, thuật toán điều khiển như GA và GWO sẽ tính toán và cho giá trị 5 góc kích tương ứng với 5 khối trong bộ chuyển đổi. Các giá trị góc này sẽ được đưa qua khối tạo xung để đưa về dạng xung PWM để tương thích với dạng tín hiệu ngõ vào của các khóa bán dẫn. Mỗi giá trị góc từ khối điều khiển thông qua khối tạo xung sẽ cho ra 4 giá trị PWM. Do bộ nghịch lưu ba pha 11 bậc, mỗi pha gồm 5 mô đun ghép tầng với nhau nên khối tạo xung cần 5 giá trị góc đóng cắt ngõ vào và đầu ra sẽ gồm 20 tín hiệu điều khiển ứng với 5 mô đun ở khối bộ chuyển đổi. Để áp dụng cho bộ nghịch lưu 3 pha, cần có 3
LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: Nguyễn Thanh Hằng
GVHD: PGS.TS Phan Quốc Dũng khối tạo xung với các giá trị góc đóng cắt tương tự nhau và góc pha của mỗi bộ lệch nhau 120o . Mô hình bộ ngịch lưu được mô tả như Hình 3.6.
Hình 3.6: Mô hình bộ nghịch lưu 3 pha dạng mô-đun ghép tầng
Mỗi pha gồm 5 mô-đun ghép tầng với nhau, điện cực S của mô-đun trước được nối với điện cực D của mô-đun liền kề. 3 pha nối chung nhau tại điện cực S của mô-đun cuối. Mô hình H-bridge cơ bản của mỗi mô-đun được xây dựng trong Simulink như Hình 8. Khóa bán dẫn là các MOSFET lý tưởng, g, g1, g2, g3 lần lượt là xung tín hiệu điều khiển đối nghịch được cấp bởi khối tạo xung (chính là các xung S11, S12, S13, S14 của khối tạo xung). Mỗi mô đun này được cấp nguồn bởi một nguồn áp một chiều 100V. Hiệu điện thế giữa điểm S và điểm D là thành phần điện áp ngõ ra của mỗi khối. Như vậy điện áp ngõ ra một pha của bộ nghịch lưu chính là hiệu điện thế giữa điểm S của mô đun đầu tiên và điểm D từ mô đun cuối cùng.
LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: Nguyễn Thanh Hằng
GVHD: PGS.TS Phan Quốc Dũng
3.3.3 Bộ tạo xung
Mô hình bộ xuất xung cho một pha của bộ nghịch lưu được mô phỏng trong simulink như hình 3.8, với chi tiết một khối xuất xung được mô tả như hình 3.9.
Hình 3.8: Khối xuất xung cho 1 pha của bộ nghịch lưu nghịch lưu
Hình 3.9: Chi tiết khối xuất xung
Do bộ nghịch lưu ba pha 11 bậc, mỗi pha gồm 5 mô đun ghép tầng với nhau nên cần 3 khối tạo xung, mỗi khối cần 5 giá trị góc đóng cắt ngõ vào và đầu ra sẽ gồm 4x5 = 20 tín hiệu điều khiển ứng với 5 mô đun ở khối bộ chuyển đổi, 3 khối tạo xung này sẽ lệch nhau 120o. Khối tạo xung nhận tín hiệu đầu vào là giá trị các góc đóng cắt từ bộ điều khiển, so sánh giá trị này với 2 sóng mang tam giác ngược pha nhau. Các giá trị sau khi qua bộ so sánh đưa qua khối nghịch đảo để đưa về dạng xung PWM đối nghịch. Xung PWM này sẽ là tín hiệu điều khiển đóng cắt cho các khóa bán dẫn của bộ nghịch lưu.
LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: Nguyễn Thanh Hằng
GVHD: PGS.TS Phan Quốc Dũng