Bài tập thiết kế Điện tử công suất

BÀI TẬP THIẾT KẾ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Chú ý: 1. Mỗi nhóm có 2 sinh viên, kết quả bài tập trình bày dưới dạng Slide. 2. Số thứ tự nhóm trùng với số bài tập (ví dụ: bài 1 trùng với nhóm 1) 3. Nếu số lượng nhóm đăng ký lớn hơn số bài tập, thì quay vòng về, số liệu thiết kế phải khác. 4. Sinh viên gửi bài tập (slide và file mô phỏng) vào hòm thư: dk.dtcs@gmail.com CẤU TRÚC TRÌNH BÀY SLIDE 1. Tên đề tài, thông tin sinh viên 2. Liệt kê các nôi dung sẽ trình bày trong slide.  Yêu cầu thiết kế (Yêu cầu bài tập), số liệu sinh viên tham khảo trong các đường link hoặc bài giảng trên lớp.  Mô hình hóa  Cấu trúc điều khiển  Tổng hợp các bộ điều chỉnh (bộ bù)  Kết quả mô phỏng  Kết luận. Bài 1: Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Buck theo chế độ dòng điện trung bình + Nội dung thiết kế: Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển và cách thức tính toán bộ điều chỉnh (bộ bù). + Mô phỏng cấu trúc điều khiển:  Tải thay đổi  Nguồn thay đổi ±10%  Nhận xét kết quả mô phỏng Bài 2: Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Buck theo chế độ dòng điện đỉnh + Nội dung thiết kế: Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển và cách thức tính toán bộ điều chỉnh (bộ bù). + Mô phỏng cấu trúc điều khiển:  Tải thay đổi  Nguồn thay đổi ±10%  Nhận xét kết quả mô phỏng Bài 3: Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Buck theo phản hồi trạng thái + Nội dung thiết kế: Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển và cách thức tính toán bộ điều chỉnh (bộ bù). + Mô phỏng cấu trúc điều khiển:  Tải thay đổi  Nguồn thay đổi ±10%  Nhận xét kết quả mô phỏng Bài 4: Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Boost theo chế độ dòng điện trung bình + Nội dung thiết kế: Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển và cách thức tính toán bộ điều chỉnh (bộ bù). + Mô phỏng cấu trúc điều khiển:  Tải thay đổi  Nguồn thay đổi ±10%  Nhận xét kết quả mô phỏng Bài 5: Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Boost theo chế độ dòng điện đỉnh + Nội dung thiết kế: Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển và cách thức tính toán bộ điều chỉnh (bộ bù). + Mô phỏng cấu trúc điều khiển:  Tải thay đổi  Nguồn thay đổi ±10%  Nhận xét kết quả mô phỏng Bài 6: Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Boost theo phản hồi trạng thái + Nội dung thiết kế: Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển và cách thức tính toán bộ điều chỉnh (bộ bù). + Mô phỏng cấu trúc điều khiển:  Tải thay đổi  Nguồn thay đổi ±10%  Nhận xét kết quả mô phỏng Bài 7: Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Buck-Boost theo chế độ điện áp + Nội dung thiết kế: Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển và cách thức tính toán bộ điều chỉnh (bộ bù). + Mô phỏng cấu trúc điều khiển:  Tải thay đổi  Nguồn thay đổi ±10%  Nhận xét kết quả mô phỏng Bài 8: Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Buck-Boost theo chế độ dòng điện trung bình + Nội dung thiết kế: Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển và cách thức tính toán bộ điều chỉnh (bộ bù). + Mô phỏng cấu trúc điều khiển:  Tải thay đổi  Nguồn thay đổi ±10%  Nhận xét kết quả mô phỏng Bài 9: Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Buck-Boost theo chế độ dòng điện đỉnh + Nội dung thiết kế: Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển và cách thức tính toán bộ điều chỉnh (bộ bù). + Mô phỏng cấu trúc điều khiển:  Tải thay đổi  Nguồn thay đổi ±10%  Nhận xét kết quả mô phỏng Bài 10: Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Buck-Boost theo phản hồi trạng thái + Nội dung thiết kế: Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển và cách thức tính toán bộ điều chỉnh (bộ bù). + Mô phỏng cấu trúc điều khiển:  Tải thay đổi  Nguồn thay đổi ±10%  Nhận xét kết quả mô phỏng Bài 11: Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Flyback theo chế độ điện áp + Nội dung thiết kế: Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển và cách thức tính toán bộ điều chỉnh (bộ bù). + Mô phỏng cấu trúc điều khiển:  Tải thay đổi  Nguồn thay đổi ±10%  Nhận xét kết quả mô phỏng Bài 12: Thiết kế mạch vòng điều chỉnh cho bộ biến đổi Flyback theo chế độ dòng điện đỉnh + Nội dung thiết kế: Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển và cách thức tính toán bộ điều chỉnh (bộ bù). + Mô phỏng cấu trúc điều khiển:  Tải thay đổi  Nguồn thay đổi ±10%  Nhận xét kết quả mô phỏng Bài 13: Thiết kế hệ thống điều khiển nghịch lưu một pha nối lưới + Nội dung thiết kế: Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển và cách thức tính toán bộ điều chỉnh dòng điện (chỉ rõ mối quan hệ giữa công suất và dòng điện) (Sinh viên có thể tùy chọn phương pháp điều chế đơn cực hoặc lưỡng cực để thực hiện) + Tham số thiết kế: Hòa lưới 220V ±10%/50Hz±1%, Công suất thiết kế 2kVA, L = 5mH (nội trở 0,1Ω), Cdc = 2200uF. + Mô phỏng cấu trúc điều khiển:  Lượng đặt công suất thay đổi (dẫn đến lượng đặt dòng điện thay đổi)  Nhận xét kết quả mô phỏng Tài liệu: Bài 14: Thiết kế hệ thống điều khiển nghịch lưu một pha độc lập theo chế độ điện áp (Voltage mode) + Nội dung thiết kế: Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển theo giá trị hiệu dụng (Sinh viên có thể tùy chọn phương pháp điều chế đơn cực hoặc lưỡng cực để thực hiện) + Tham số thiết kế: Điện áp ra 220V/50Hz, Công suất 2kVA Sinh viên phải tính chọn mạch lọc LC đầu ra nghịch lưu, tần số phát xung 5kHz. + Mô phỏng cấu trúc điều khiển:  Tải đầu ra thay đổi  Nhận xét kết quả mô phỏng Bài 15: Thiết kế hệ thống điều khiển nghịch lưu một pha độc lập điều khiển theo chế độ điện áp (Voltage mode) + Nội dung thiết kế: Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển theo giá trị tức thời. (Sinh viên có thể tùy chọn phương pháp điều chế đơn cực hoặc lưỡng cực để thực hiện) + Tham số thiết kế: Điện áp ra 220V/50Hz, Công suất 2kVA Sinh viên phải tính chọn mạch lọc LC đầu ra nghịch lưu, tần số phát xung 5kHz. + Mô phỏng cấu trúc điều khiển:  Tải đầu ra thay đổi  Nhận xét kết quả mô phỏng Bài 16: Thiết kế hệ thống điều khiển nghịch lưu ba pha nối lưới trên hệ tọa độ tĩnh αβ + Nội dung thiết kế: Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển và cách thức tính toán bộ điều chỉnh dòng điện (chỉ rõ mối quan hệ giữa công suất và dòng điện) (Sinh viên có thể tùy chọn phương pháp điều chế vector không gian hoặc sinPWM) + Tham số thiết kế: Hòa lưới 380V ±10%/50Hz±1%, Công suất thiết kế 5kVA, L = 2,5mH (nội trở 0,1Ω), Cdc = 1000uF. + Mô phỏng cấu trúc điều khiển:  Lượng đặt công suất thay đổi (dẫn đến lượng đặt dòng điện thay đổi)  Nhận xét kết quả mô phỏng Bài 17: Thiết kế hệ thống điều khiển nghịch lưu ba pha nối lưới trên hệ tọa độ tựa điện áp lưới + Nội dung thiết kế: Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển và cách thức tính toán bộ điều chỉnh dòng điện (chỉ rõ mối quan hệ giữa công suất và dòng điện) (Sinh viên có thể tùy chọn phương pháp điều chế vector không gian hoặc sinPWM) + Tham số thiết kế: Hòa lưới 380V ±10%/50Hz±1%, Công suất thiết kế 5kVA, L = 2,5mH (nội trở 0,1Ω), Cdc = 1000uF. + Mô phỏng cấu trúc điều khiển:  Lượng đặt công suất thay đổi (dẫn đến lượng đặt dòng điện thay đổi)  Nhận xét kết quả mô phỏng Bài 18: Thiết kế hệ thống điều khiển nghịch lưu ba pha độc lập trên hệ toạn độ tĩnh αβ theo chế độ điện áp + Nội dung thiết kế: Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển và cách thức tính toán bộ điều chỉnh điện áp (Sinh viên có thể tùy chọn phương pháp điều chế vector không gian hoặc sinPWM) + Tham số thiết kế: Điện áp ra 380V/50Hz, Công suất 5kVA Sinh viên phải tính chọn mạch lọc LC đầu ra nghịch lưu, tần số phát xung 5kHz. + Mô phỏng cấu trúc điều khiển:  Tải đầu ra thay đổi  Nhận xét kết quả mô phỏng Bài 19: Thiết kế hệ thống điều khiển nghịch lưu ba pha độc lập trên hệ tọa độ quay dq theo chế độ điện áp + Nội dung thiết kế: Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển và cách thức tính toán bộ điều chỉnh điện áp (Sinh viên có thể tùy chọn phương pháp điều chế vector không gian hoặc sinPWM) + Tham số thiết kế: Điện áp ra 380V/50Hz, Công suất 5kVA Sinh viên phải tính chọn mạch lọc LC đầu ra nghịch lưu, tần số phát xung 5kHz. + Mô phỏng cấu trúc điều khiển:  Tải đầu ra thay đổi  Nhận xét kết quả mô phỏng Bài 20: Thiết kế hệ thống điều khiển bộ biến đổi PFC kiểu Boost + Nội dung thiết kế: Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển và cách thức tính toán bộ điều chỉnh dòng điện và điện áp sử dụng bộ bù loại II. + Tham số thiết kế: Điện áp ra 400VDC, Công suất 1kW, Điện áp lưới 220V ±10%/50Hz±1% Sinh viên phải tính chọn các phần tử thụ động còn lại của mạch lực + Mô phỏng cấu trúc điều khiển:  Tải đầu ra thay đổi  Lưới điện thay đổi  Nhận xét kết quả mô phỏng Bài 21: Thiết kế hệ thống điều khiển bộ biến đổi PFC kiểu Boost + Nội dung thiết kế: Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển và cách thức tính toán bộ điều chỉnh dòng điện và điện áp sử dụng bộ điều chỉnh PI. + Tham số thiết kế: Điện áp ra 400VDC, Công suất 1kW, Điện áp lưới 220V ±10%/50Hz±1% Sinh viên phải tính chọn các phần tử thụ động còn lại của mạch lực + Mô phỏng cấu trúc điều khiển:  Tải đầu ra thay đổi  Lưới điện thay đổi  Nhận xét kết quả mô phỏng Bài 22: Thiết kế hệ thống điều khiển nghịch lưu một pha độc lập điều khiển theo chế độ dòng điện Current mode) + Nội dung thiết kế: Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển và cách thức tính toán bộ điều chỉnh dòng điện và điện áp. (Sinh viên có thể tùy chọn phương pháp điều chế đơn cực hoặc lưỡng cực để thực hiện) + Tham số thiết kế: Điện áp ra 220V/50Hz, Công suất 2kVA Sinh viên phải tính chọn mạch lọc LC đầu ra nghịch lưu, tần số phát xung 5kHz. + Mô phỏng cấu trúc điều khiển:  Tải đầu ra thay đổi  Nhận xét kết quả mô phỏng Bài 23: Thiết kế hệ thống điều khiển nghịch lưu ba pha độc lập trên hệ toạn độ tĩnh αβ theo chế độ dòng điện + Nội dung thiết kế: Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển và cách thức tính toán bộ điều chỉnh dòng điện và điện áp (Sinh viên có thể tùy chọn phương pháp điều chế vector không gian hoặc sinPWM) + Tham số thiết kế: Điện áp ra 380V/50Hz, Công suất 5kVA Sinh viên phải tính chọn mạch lọc LC đầu ra nghịch lưu, tần số phát xung 5kHz. + Mô phỏng cấu trúc điều khiển:  Tải đầu ra thay đổi  Nhận xét kết quả mô phỏng Bài 24: Thiết kế hệ thống điều khiển nghịch lưu ba pha độc lập trên hệ tọa độ quay dq theo chế độ dòng điện + Nội dung thiết kế: Mô hình hóa, Cấu trúc điều khiển và cách thức tính toán bộ điều chỉnh dòng điện và điện áp (Sinh viên có thể tùy chọn phương pháp điều chế vector không gian hoặc sinPWM) + Tham số thiết kế: Điện áp ra 380V/50Hz, Công suất 5kVA Sinh viên phải tính chọn mạch lọc LC đầu ra nghịch lưu, tần số phát xung 5kHz. + Mô phỏng cấu trúc điều khiển:  Tải đầu ra thay đổi  Nhận xét kết quả mô phỏng