Đề tài Thiết kế hệ thống điều khiển nghịch lưu một pha nối lưới

BÀI TẬP LỚN  THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển nghịch lưu một pha nối lưới GVHD Ph.D VŨ HOÀNG PHƯƠNG Sinh viên thực hiện NGUYỄN ĐĂNG HÙNG-20142083 NGUYỄN XUÂN TÚ-20145056 Nhóm 15 Giới thiệu về nghịch lưu một pha nối lưới Mô hình hóa Cấu trúc điều khiển Thiết kế Mô phỏng Kết luận Nội dung trình bày Nghịch lưu Bộ biến đổi DC-AC, cung cấp cho tải xoay chiều với tần số và điện áp thay đổi được Nghịch lưu một pha nối lưới sử dụng các van điều khiển hoàn toàn: IGBT, MOSFET, GTO nối giữa nguồn một chiều và tải xoay chiều. 1. Giới thiệu Nghịch lưu một pha nối lưới Phát công suất lên lưới 1. Giới thiệu 2. Mô hình hóa Hàm truyền đạt thể hiện mối quan hệ giữa điện áp và dòng điện đầu ra mạch nghịch lưu: Mô hình toán học khâu điều chế độ rộng xung PWM : Cấu trúc điều khiển của cả hệ thống 3. Cấu trúc điều khiển 4. Thiết kế 4.1 Thiết kế bộ điều khiển dòng PR 4.2 Thiết kế khâu tính toán dòng điện đặt từ công suất đặt 4.3 Thiết kế bộ lọc LCL 4.4 Ảnh hưởng của tụ lọc đến nguồn DC : điện áp lưới 4 .1. Thiết kế BĐK dòng điện PR 4 .1. Thiết kế BĐK dòng điện PR nên : Thiết kế sao cho : Gc →∞ tại tần số làm việc thì Bộ điều khiển PR : Thiết kế trên miền tần số, trên cơ sở lựa chọn băng thông Băng thông được lựa chọn trong khoảng 10 lần tần số cơ bản và 1/10 tần số phát xung Các bước thiết kế Bước 1: Cho Ki = 0. Nếu băng thông được xác định thì hệ số Kp được xác định như sau để hệ số suy giảm biên độ là -3dB Bước 2: Đưa thành phần tích phân vào biểu thức biên độ Bước 3: Khảo sát trên miền tần số các hàm truyền sau khi có bộ điều chỉnh PR Bộ điều khiển PR : 4 .1. Thiết kế BĐK dòng điện PR 4 .1. Thiết kế BĐK dòng điện PR Với thông số như sau: C Trong đó 4 .1. Thiết kế BĐK dòng điện rad/s, với Kp = 15.1 ; Ki = 2905. 2 Hàm truyền Gpr(s) 4 .1. Thiết kế BĐK dòng điện Hàm truyền Gh(s) bỏ qua Gpwm(s) 4 .1. Thiết kế BĐK dòng điện Hàm truyền Gh(s) có khâu Gpwm(s ) 4 .1. Thiết kế BĐK dòng điện Hàm truyền : Tính lượng đặt của dòng điện từ lượng đặt công suất tác dụng Cấu trúc : 4.2 Tính toán lượng dòng điện đặt từ công suất đặt 4.3 Tính toán bộ lọc LCL 4.3 Tính toán bộ lọc LCL Chọn = 0.05 ( attenuation factor) Kết quả thu được L 1 = 0.0052 H L 2 = 0.0081 H C f = 6.57e-7 F R f = 23.1 ohms f res = 3491 Hz 4.4 Ảnh hưởng của Cdc đến nguồn DC Ta có 5 . Mô phỏng Thông số hệ thống Tải(Lưới điện) 220V +-10%/50Hz+-1% L = 5mH; rL = 0.1 ohms Tần số phát xung 10kHz Udc 400V Công suất 2000VA Tụ lọc đầu vào 2200uF 5 . Mô phỏng Sơ đồ tổng quát 5 . Mô phỏng Sơ đồ mạch lực 5 . Mô phỏng Sơ đồ khối PWM 5. Mô phỏng Dạng sóng điều chế PWM 5 . Mô phỏng Dòng bơm vào lưới khi điện áp lưới không biến động 5 . Mô phỏng Dòng bơm vào lưới khi điện áp lưới bị biến động 220V ±10%/50Hz±1% 5 . Mô phỏng Phân tích phổ dòng điện 5 . Mô phỏng hệ thống Với trường hợp công suất đặt thay đổi Dòng điện đặt thay đổi tương ứng khi công suất đặt thay đổi Dòng bơm vào lưới có THD < 5%, đạt yêu cầu để bơm vào lưới Dòng thực bơm vào lưới gần như bám dòng điện đặt Nhận xét khi lượng đặt công suất thay đổi thì dòng bơm vào lưới bám dòng điện đặt 6 . Nhận xét