CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM
4.2. Kết quả thực nghiệm
Hình 4.6: Mô hình thực nghiệm của 3L-qSBT2I-HG.
Một mô hình với công suất 650 W dựa vào vi điều khiển xử lý tín hiệu số
TMS320F28335 để kiểm chứng hiệu quả của cấu hình đề xuất 3L-qSBT2I-HG với phương pháp điều khiển PWM đề xuất. Hình 4.6 trình bày mô hình thực nghiệm. Điện
40
áp ngõ vào trong dãy từ 70V đến 200V. Điện áp ngõ ra mong muốn là 110V. Tần số ngõ ra là 50Hz. Tần số đóng/ngắt của mạch nghịch lưu cầu hình T là 10KHz. Tất cả IGBT FGL40N150D (sản xuất tại Nhật) trong mô hình thực nghiệm được điều khiển bởi những mạch khuếch đại và cách ly TL250. Bốn Diode công suất DSEI60-12A (sản xuất tại Nhật). Cuộn dây tăng áp LB có giá trị 3mH và dòng điện định mức 20A. Hai
tụ điện C1 và C2 cú giỏ trị 2200àF và điện ỏp định mức 450V. Điện ỏp ngừ ra được lọc bởi một bộ lọc thông thấp 3 pha. Chỉ số điều chế và chu kỳ ngắn mạch trong cấu hình
đề xuất có thông số là 0.76 và 0.15.
Vg [200V/div]
VC1 [100V/div]
VC2 [100V/div]
i [4A/div]
LB
t [4ms/div]
(a)
t [4ms/div]
(c)
Hình 4.7: Kết quả thực nghiệm khi điện áp ngõ vào là 200V.
Hình 4.7 và Hình 4.8, nhìn từ trên xuống, hình (a) điện áp ngõ vào Vdc, điện áp trên tụ VC1 và VC2 và dòng điện của cuộn dây tăng áp, (b) dòng điện của cuộn dây tăng
áp tín hiệu điều khiển khóa công suất mạng VT1, VT2 và điện áp DC-link, (c) điện áp dây ngõ ra và dòng điện ngõ ra.
41
Hình 4.7 trình bày những dạng sóng thực nghiệm của 3L-qSBT2I với phương pháp điều khiển PWM nhỏ nhất có các thông số Vdc = 200V , M=0.8, D0=0.15 và d = 0.15. Điện áp của tụ điện C1 và C2 được tăng áp 167V và 170V, từ điện áp ngõ vào
200 V như trình bày ở Hình 4.7 (a). Điện áp đỉnh của DC-link đo được 337 V. Dòng điện ngõ vào liên tục. Như Hình 4.7 (b) các khóa đóng/ngắt của T1 và T2 được kích
cùng một thời điểm. Những tín hiệu điều khiển được dịch pha 900 so với tín hiệu điều khiển chu kỳ ngắn mạch VS0. Điện áp hiệu dụng pha ngõ ra (VAG) đo được 108Vrms/50Hz. Giá trị đỉnh đỉnh của cuộn dây tăng áp là 1.6A như trình bày trong Hình 4.7 (b). Sự biến đổi của điện áp dây VAB từ -VPN đến +VPN, như trình bày ở Hình 4.7(c). Dòng điện ngõ ra hiệu dụng đo được là 1.85 ARMS và dạng sóng ngõ ra sine.
Vg [40V/div]
VC1 [100V/div]
VC2 [100V/div]
iLB [4A/div]
t [4ms/div]
i
LB
VS2 [200V/div]
t [20às/div]
(a)
IA [4A/div]
t [4ms/div]
(c)
Hình 4.8: Kết quả thực nghiệm khi điện áp ngõ vào là 70V.
42
Hình 4.8 trình bày những dạng sóng thực nghiệm của 3L-qSBT2I-HG với phương pháp điều khiển PWM nhỏ nhất có các thông số Vdc = 70V , M=0.76, D0=0.85 và d = 0.15. Điện áp của tụ điện C1 và C2 được tăng áp 155 V và 159 V, từ điện áp ngõ vào
70 V như trình bày ở Hình 4.8 (a). Điện áp đỉnh của DC-link đo được 314V. Dòng điện ngõ vào liên tục như Hình 4.8 (b). Điện áp hiệu dụng pha ngõ ra (VAG) đo được
106 Vrms/50Hz. Giá trị đỉnh đỉnh của cuộn dây tăng áp là 10.4A như trình bày trong Hình 4.8 (b). Dòng điện ngõ ra hiệu dụng đo được là 1.71ARMS và dạng sóng ngõ ra sine như trình bày ở Hình 4.8 (c).
VC1,VC2[100V/div] VC1,VC2[100V/div]
vdif [100V/div]
VAB [500V/div]
t [40ms/div]
V [200V/div]
PN
V ,V
A
V [100V/div]
dc
(c)
Hình 4.10: Kết quả cân bằng điện áp DC-link và ổn định điện áp ngõ ra.
43
Phương pháp cân bằng tụ và phương pháp điều khiển vòng kín được thực hiện như Hình 4.9 và Hình 4.10. Việc cân bằng được thực hiện bởi hai trường hợp. Trường hợp 1 khi điện áp sai lệch vdif của tụ C1 và tụ C2 là dương và trường hợp 2 khi điện áp sai lệch vdif của tụ C1 và tụ C2 là âm. Cả hai trường hợp được thực hiện với hệ số điều chỉnh α là 0.3.
Điện áp ngõ vào được điều chỉnh tăng từ 120V đến 160V và giảm xuống từ 160V đến 120V. Trong cả hai trường hợp, điện áp DC-link được duy trì tại 360 V như trình bày ở Hình 4.10 (a) và 4.10 (b). Điện áp hiệu dụng ngõ ra được cố định tại 110VRMS
mà không thay đổi điện áp ngõ vào Vdc như trình bày ở Hình 4.10 (c) và Hình 4.10 (d). Trong phương pháp này tỷ số ngắn mạch được duy trì tại 0.15. Chỉ số điều chế được sử dụng để điều chỉnh điện áp ngõ ra giới hạn bởi 0.85. Tỷ số ngắn mạch phụ d được sử dụng để điều khiển trong phạm vị từ 0.15 đến 0.85.
44