BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT đề tài thiết kế bộ nghịch lưu nguồn áp độc lập một pha

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIVIỆN ĐIỆN BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Đề tài: Thiết kế bộ nghịch lưu nguồn áp độc lập một pha SVTH: Lê Xuân Tùng MSSV: 20134398... Gi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN

BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

Đề tài: Thiết kế bộ nghịch lưu nguồn áp độc lập một pha

SVTH: Lê Xuân Tùng MSSV: 20134398

NỘI DUNG CHÍNH

1 Giới thiệu về nghịch lưu 1 pha độc lập

2 Mô hình hóa

3 Cấu trúc điều khiển

4 Thiết kế

5 Mô phỏng

1 Giới thiệu về nghịch lưu 1 pha độc lập và yêu Cầu thiết kế

Nghịch lưu nguồn áp là bộ biến đổi DC-AC gồm 4 van bán dẫn điều khiển hoàn toàn: MOSFET, IGBT… nối

kiểu cầu H, ghép nối giữa nguồn xoay chiều và nguồn một chiều

Sơ đồ mạch lưu nghịch lưu nguồn áp 1 pha

Yêu cầu thiết kế

Thiết kế cấu trúc điều khiển chi nghịch lưu nguồn áp độc lập 1 pha:

Tải công suất: 1KW

Hệ số công suất: 0.8

Điện áp hiệu dụng ra tải: U=220V

Tần số điện áp: 50Hz

Tần số phát xung mạch nghịch lưu: 5KHz

Udc=400V

Độ gợn của điện áp ra: dU%=1%

Bộ lọc LC với độ gợn sóng của dòng trên cuộn cảm: dI%=20%

Tính toán thông số mạch

Tính toán giá trị Cf và Lf cho bộ lọc:

Dòng điện định mức của tải:

Idm=1000/(0.8*220)=5.68A

Độ gợn sóng của dòng qua cuộn cảm:

Δi=20%*5.68*sqrt(2)=1.607

Độ gợn sóng của điện áp tải:

Δvo=1%*220*sqrt(2)=3.11

Lf được tính theo công thức:

Lf=

Cf được tính theo công thức:

Cf=

Ta thu được Cf=25.8uF, Lf=2.96mH Coi điện trở trong cuộn cảm là Rf=10 Ohm

2 Mô hình hóa

uaN = Sa

ubN = Sb uab = uaN-ubN = (Sa-Sb)

Giá trị trung bình của điện áp đầu ra mạch nghịch lưu

M là hệ số điều chế -1<=m<=1



3) Cấu trúc điều khiển bộ NLNA độc lập

4.1 Thiết kế mạch vòng điều chỉnh dòng điện cho bộ NLNA 1 pha

4 Thiết kế

Mô tả toán học mạch vòng điều khiển dòng điện trên miền toán tử Laplace

Ta sử dụng bộ điều khiển PR cho mạch điện với:

Công thức tính tham số Kp và Ki

=)

Trong đó: băng thông ban đầu.

băng thông kết thúc (ảnh hưởng bởi thành phần tích phân thêm vào).

Ta chọn /s)

s)

Từ đó ta được: và

4.2 Thiết kế mạch vòng điều khiển điện áp

Hàm truyền vòng kín của mạch vòng điện áp

Thực hiện thiết kế tương tự cho bộ điều khiển PR mạch vòng dòng điện ta có:

=C

=)

Ta chọn /s)

s)

Từ đó ta được: 0,1257 và

5 MÔ PHỎNG

Kết quả mô phỏng

Điện áp đầu ra mạch nghịch lưu

Kết quả mô phỏng

Điện áp ra tải và điện áp đặt

Nhận Xét

Tín hiệu đầu ra bám theo giá trị đặt, chất lượng điều khiển tương đối tốt.