Chương 3. Ứng dụng điều khiển dự báo cho mạch vòng dòng điện của nghịch lưu đa mức cầu H nối tầng
3.3. Mô phỏng kiểm chứng
3.3.2. Kết quả mô phỏng với trường hợp lỗi van bán dẫn
Để đánh giá hoạt động của bộ điều khiển dự báo dòng điện cho CHB – MLI trong điều kiện lỗi, mô phỏng đƣợc thực hiện với các điều kiện sau:
- Các bộ điều khiển tốc độ, từ thông đã đƣợc thiết kế đảm bảo phục vụ yêu cầu mô phỏng
- Thông số mô phỏng đồng nhất với điều kiện như trường hợp lỗi ở chương 2 và đƣợc trình bày trong Phụ lục 5.
a, Đánh giá về tốc độ độ
Hình 3. 28 thể hiện đáp ứng của tốc độ của hệ truyền động nhƣ sau:
- Trong khoảng 0 đến 1,5s, không có lỗi của CHB - MLI, tốc độ động cơ bám giá trị đặt, hoạt động ổn định ở tốc độ định mức 1470v/ph, thuật toán FOC hoạt động bình thường.
- Trong khoảng từ 1,5 đến 2s, khi xảy ra sự cố ở HA1 do vector điện áp lỗi đã đƣợc loại bỏ và giá trị điện áp có thể tạo ra của CHB – MLI lớn hơn điện áp định mức của động cơ nên hệ thống làm việc bình thường.
94
Hình 3. 28. Đáp ứng tốc độ với phương pháp điều khiển dự báo dòng điện trong điều kiện lỗi vãn công suất
- Trong khoảng từ 2 đến 2,5s, các cầu HA1, HA3, HB1 đồng thời có lỗi, tốc độ ổn định do đã đƣợc giới hạn lại điện áp từ đó giới hạn lại tốc độ.
b, Đánh giá về momen
Momen động cơ tạo ra ở ba phương án thể hiện ở Hình 3. 29.
Hình 3. 29. Đáp ứng momen với phương pháp điều khiển dự báo dòng điện trong điều kiện lỗi vãn công suất
- Trong khoảng 0 đến 1,5s khi không có lỗi, momen tạo ra ổn định ở 7380Nm.
- Trong khoảng từ 1,5 đến 2s, khi có lỗi cầu HA1 bộ điều khiển đã loại bỏ vector điện áp lỗi và điện áp ra của nghịch lưu lớn hơn điện áp định mức của động cơ nên momen vẫn ổn định.
- Trong khoảng từ 2 đến 2,5s, các cầu HA1, HA3, HB1 đồng thời có lỗi, bộ điều khiển đã giới hạn lại về momen do đã đƣợc giới hạn về tốc độ thông qua giới hạn điện áp. Momen tuy giảm nhƣng độ đập mạch của momen gần nhƣ không đổi.
Từ kết quả đáp ứng momen của phương pháp điều khiển dự báo dòng điện Hình
3. 29 và phương pháp điều khiển dòng điện theo PI như Hình 2. 35 trong cùng điều kiện lỗi, thấy rằng đáp ứng momen của phương pháp dự báo dòng điện nhanh hơn khi đáp ứng tốc độ sau giới hạn chất lƣợng tốt hơn.
95
c, Đánh giá về điện áp ra
Dạng điện áp dây nhƣ Hình 3. 30 , điện áp đảm bảo cân bằng khi có lỗi. Về độ lớn điện áp khi có lỗi nhƣ sau:
Hình 3. 30. Dạng của điện áp dây với phương pháp điều khiển dự báo dòng điện trong điều kiện lỗi vãn công suất
96
Hình 3. 31. Dạng của điện áp pha với phương pháp điều khiển dự báo dòng điện trong điều kiện lỗi vãn công suất
- Trong khoảng thời gian từ 1,5s đến 2s có lỗi cầu HA1 tuy nhiên điện áp ra lớn hơn điện áp định mức của nghịch lưu, do đó điện áp được giữ nguyên.
- Trong khoảng 2s đến 2,5s khi có lỗi đồng thời HA1, HA3, HB1 điện áp có thể tạo ra của nghịch lưu nhỏ hơn điện áp định mức của động cơ, do đó điện áp đã được giới hạn và nhỏ xuống tương đương tốc độ làm việc dưới định mức.
Dạng điện áp pha nhƣ Hình 3. 31. Bộ điều khiển đã lựa chọn các trạng thái mạch nghịch lưu dư trong việc tạo ra cùng một vector điện áp để đảm bảo điện áp ra là lớn nhất. Mức trạng thái trên pha thể hiện cụ thể nhƣ sau:
- Trong khoảng thời gian từ 1,5s đến 2s có lỗi cầu HA1 do đó mức trạng thái của pha A chỉ còn [-4, 4] do đã loại bỏ cầu HA1 trên pha A. Các pha B và C mức trạng thái không đổi [-5,5]
- Trong khoảng 2s đến 2,5s khi có lỗi đồng thời HA1, HA3, HB1 mức trạng thái thái của pha A chỉ còn [-3, 3] do đã loại bỏ cầu HA1, HA1 trên pha A, pha B chỉ còn [-4, 4] do đã loại bỏ cầu HB1, pha C tuy không bị lỗi nhưng do ảnh hưởng của lỗi nên cũng bị giới hạn lại chỉ còn [-4, 4].
Bộ điều khiển dự báo dòng điện cho CHB – MLI xét tình huống sự cố khi cấp nguồn cho hệ truyền động không đồng bộ thu đƣợc kết quả: điện áp, dòng điện đã đƣợc giới hạn đảm bảo sự sụt giảm là nhỏ nhất, cân bằng. Tốc độ đƣợc giới hạn thông qua giới hạn của điện áp. Từ đó, hệ truyền động có thể duy trì hoạt động hoặc dừng chủ động hệ thống. Các kết quả thu được tương đương với trường hợp áp dụng trong phương pháp điều khiển FOC – IM do cùng được giới hạn bởi phương pháp điều chế vector không gian cho điều kiện lỗi của CHB – MLI.