- –
5.1. Mô hình mô phỏng bộ biến đổi Boost Converter dùng cuộn kháng
5.1.
5.1. Mô hình mô phỏng bộ biến đổi Boost Converter dùng cuộn kháng hỗ cảm với mạch vòng điện áp hỗ cảm với mạch vòng điện áp
p xảy ra trong các phần tử
MATLAB. - Kết quả mô phỏng điện áp đầu ra và dòng qua điôt D trong chế độ xác
lập, mạch vòng hở 5.2.
Hình 5.2. Kết quả mô phỏng điện áp đầu ra và dòng qua điôt D trong chế độ xác lập, mạch vòng hở
- Chi tiết dạng xung dòng điện, điện áp, từ trên xuống dưới: dạng xung điều khiển van, dạng dòng qua cuộn cảm từ hóa iLm và dòng đầu vào ig, dạng dòng qua điôt i2, dạng điện áp bên cuộn sơ cấp máy biến áp lý tưởng u1 thể hiện trên hình 5.3.
Hình 5.3. Dạng xung dòng, điện áp trên các phần tử
: Kết quả cho thấy với các tính toán mạch lực phù hợp sơ đồ Boost Converter dùng cuộn kháng hỗ cảm đã cho tỷ số biến đổi điện áp cao, từ 28VDC đầu vào lên 360VDC đầu ra khi hệ số lấp đầy xung D = 0,55. Ở dòng tải định mức gần 1A dòng đỉnh qua van bán dẫn chỉ là gần 20A (xem dạng dòng đầu vào ig trong khoảng van dẫn, điôt khóa trên hình 5.3), dòng đỉnh qua điôt cỡ 2,1A. Điện áp trên van bán dẫn khi khóa chỉ là 36V (xem dạng điện áp bên sơ cấp máy biến áp u1 trong khoảng van khóa). Như vậy các chế độ làm việc của van đều hợp lý, đúng như mong đợi ở sơ đồ dùng cuộn kháng hỗ cảm.
- Kết quả mô phỏng tác dụng của mạch vòng điều chỉnh điện áp thể hiệ :
+ Sơ đồ khởi động với tải định mức R = 400 , điện áp một chiều đầu vào Ug = 28V,
+ Đến 0,03s, điện áp một chiều giảm xuống Ug = 24V đến cuối quá trình.
+ Đến 0,06s tải ngắt ra, chỉ còn lại điện trở tải R = 4k , nghĩa là dòng giảm còn 10% định mức.
+ Đến 0.09s tải lại được đóng vào tải định mức.
t: Các đồ thị trên hình 5.4 cho thấy điện áp được giữ ổn định theo lượng đặt ở 400V, hầu như không bị ảnh hưởng của sự thay đổi điện áp vào cũng như tải từ 10% đến 100%. Đặc tính dòng i2 qua điôt cũng cho thấy ngoại trừ lúc khởi động rất ổn định, xung động lúc đóng tải 100% cũng chỉ đến 4A. Đặc tính điều chỉnh độ lấp đầy xung d cũng cho thấy sự thay đổi trong phạm vi 0,4 đến 0,6 theo như thiết kế mong muốn (quanh 0,5). Tuy nhiên bộ điều chỉnh cũng đưa ra tín hiệu điều khiển D có ảnh hưởng của nhiễu ở tần số đóng cắt 100kHz nhưng không ảnh hưởng gì đến hoạt động bình thường của bộ điều chỉnh. Các biến động điện áp đầu ra có dạng tắt dần ngay, không dao động, chứng tỏ độ dự trữ ổn định cao. Đáp ứng quá độ cho tất cả các loại biến động đầu vào và tải cỡ 0,02s, kể cả lúc khởi động trực tiếp.
- Phóng to đáp ứng điệ 5.5.
Hình 5.5. Đặc tính đáp ứng điện áp đầu ra phóng to
: Phóng to đáp ứng điện áp có trên hình 5.5 cho thấy một số kết quả
đặc biệt. Hình 5.5 cho thấy đáp ứng điện áp ở trong khoảng +/- 20V (5% của 400V). Tuy nhiên ở thời điểm 0,06s và 0,09s khi ngắt tải và đóng tải trở lại thấy rõ ảnh hưởng của điểm zero bên phải trục ảo. Đó là khi ngắt tải thì điện áp lại có xung giảm xuống, còn khi đóng tải thì điện áp lại tăng lên. Có thể thấy điều này trên đặc tính đầu ra tín hiệu điều khiển D trên hình 5.4, khi tải nhẹ thì D lớn hơn, khi tải nặng thì D nhỏ hơn. Điều này ngược với khi điện áp đầu vào cao thì D
nhỏ và khi điện áp vào thấp thì D tăng, theo như đặc tính biến đổi điện áp
o g
U 1
M
U 1 D. Tuy nhiên bộ điều chỉnh vẫn đảm bảo được điện áp đầu ra trong mọi trường hợp.
5.3. 5
Trong chương 5 đã tiến hành mô phỏng quá trình thiết kế từ mô hình hóa đến xác định cấu trúc và tham số của bộ điều chỉnh đã cho kết quả hoàn toàn chấp nhận được. Đây là cơ sở để tiến hành thực nghiệm xây dựng bộ biến đổi DC - DC với hệ số truyền điện áp cao, có nhiều ứng dụng trong thực tế, nhất là đối với các bộ biến đổi cho các bộ nguồn phát từ pin mặt trời.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Sau một thời miệt mài nghiên cứu, tìm hiểu thực tế và thực hiện luận văn, được sự hướng dẫn tận tình của thầy TS. Trần Trọng Minh và các thầy, cô trong bộ môn Tự động hóa - Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên - Đại Học Thái Nguyên, sự giúp đỡ của bạn bè đồng nghiệp, đề
ợc hoàn thành và đạt được một số kết quả như sau:
- về hệ thống pin mặt trời.
- Nghiên cứu nguyên lý làm việc của Bộ biến đổi DC-DC với hệ số biến
điện áp và hiệu suất cao và lựa chọn bộ
-DC cho hệ . Từ đó tìm phương pháp điều khiển, thuật toán điều khiển .
- Nghiên cứu xây dựng phương pháp dò tìm điểm công suất lớn nhất – MPPT.
- ô hình tín hiệu nhỏ biến đổi DC-DC dùng cuộn kháng hỗ cảm
- ánh giá về khả năng làm việc của thiết kế trên cơ sở sử dụng MATLAB.
Có thể cho rằng, luận văn đã hoàn thành các nhiệm vụ đề ra ban đầu. Cho dù khả năng và hiệu quả ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tế cần phải được kiểm nghiệm nhiều hơn nữa. Nhưng với những kết quả đã đạt được của luận văn, có thể khẳng định hướng tiếp cận, cơ sở xây dựng là hướng đúng và hoàn toàn có khả năng thực hiện áp dụng vào thực tiễn.
Từ kết quả nghiên cứu đến chế tạo cần phải có thời gian và kinh phí. Nhưng với những kết quả nghiên cứu của luận văn sẽ là tiền đề cơ bản để ứng dụng vào thực tiễn, đồng thời nghiên cứu chế tạo sản phẩm có thể sử dụng rộng rãi.
Được sự giúp đỡ tận tình của thầy TS. Trần Trọng Minh và các thầy , cô - Khoa Điện trường đại học Kỹ thuật Công
Thái Nguyên - Đại Học Thái Nguyên, ự giúp đỡ của bạn bè đồng nghiệp và bản thân tác giả đã rất cố gắng hoàn thành luận văn. Các nội dung luận văn đã được cố gắng trình bày một cách cẩn thận, nhưng do trình độ nhận thức vấn đề còn hạn chế, thời gian nghiên cứu chưa nhiều và nhiệm vụ của luận văn liên quan đến lĩnh vực khá rộng, nên luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Vì thế tác giả rất mong nhận được sự đóng góp của các thầy, cô, bạn bè đồng nghiệp và những người quan tâm đến lĩnh vực này để tác giả có thể khắc phục những thiếu sót và bổ sung cho luận văn hoàn thiện hơn. Tác giả sẽ tiếp tục nghiên cứu để có thể áp dụng tốt kết quả nghiên cứu vào công tác chuyên môn sau này, nhất là áp dụng vào các đối tượng trong thực tế sản xuất.
1. Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh (2004), Điện tử công
suất, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội.
2 ng Minh (2012), .
.
3. Nguyễn Văn Thuấn (2003), Điện tử công suất, NXB Học viện KTQS, Hà Nội.
4. Robert W. Erickson, Dragan Maksimovic; Kluwer Academic Publishers,
Fundamental of Power Electronics, 2004, p. 331 – 375 “Chapter 9 Controller
Design”.
5. Cyril W. Lander (1993), Power Electronic.
6. Dewan S.B (1995), Power Semiconductor circuit.
7. Ryszard Strzelecki, Grzegorz Benysek; Power Electronics in Smart Electrical Energy Networks; Springer 2008.
8. Frede Blaabjerg, Remus Teorescu, Zhe Chen, Marco Liserre; Power converters
and control of renewable energy systems; ICPE (ISPE) (2004): 2-20.
9. Carrasco J.M., Franquelo L.G., Bialasiewicz J.T., Galvan E.; Power- Electronic Systems for the Grid Integration of Renewable Energy Sources: A
