1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

Thiết kế khối điều chế vector không gian (SVM) và so sánh với phương pháp sinPWM

44 38 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 44
Dung lượng 3,13 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIHANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Thiết kế khối điều chế vector không gian SVM và so sánh với phương pháp sinPWM Giảng viên hướng dẫn: TS... THIẾT KẾ KHỐ

Trang 1

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

Thiết kế khối điều chế vector không gian (SVM)

và so sánh với phương pháp sinPWM

Giảng viên hướng dẫn: TS Vũ Hoàng Phương Sinh viên thực hiện: MSSV

Đoàn Ngọc Minh - 20174058 Bùi Đình Thiệu - 20174237

ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT - 118928 download by : skknchat@gmail.com 1

Trang 2

NỘI DUNG TRÌNH BÀY

2

Thiết kế khối điều chế vector không gian

Mô phỏng kiểm nghiệm

Mô phỏng PIL Kết luận

Trang 3

I THIẾT KẾ KHỐI ĐIỀU CHẾ VECTOR KHÔNG GIAN

Bảng 1 Trạng thái của các van

Bước 1 Xác định trạng thái (vector chuẩn) của các van

1 1 1

u u

u u

download by : skknchat@gmail.com

Trang 4

Bước 2 Xác định vị trí vecto đặt điện áp u s

- Sử dụng phương pháp đại số để xác định vị trí vecto điện áp u s

Hình 2 Mối quan hệ giữa các Sector và điện áp tức thời u sa , u sb , u sc

I THIẾT KẾ KHỐI ĐIỀU CHẾ VECTOR KHÔNG GIAN download by : skknchat@gmail.com 4

Trang 5

Thuật toán xác định vecto điện áp đặt trong mỗi sector:

I THIẾT KẾ KHỐI ĐIỀU CHẾ VECTOR KHÔNG GIAN download by : skknchat@gmail.com 5

Trang 6

Bước 3 Xác định thời gian (hệ số điều chế) thực hiện hai vecto chuẩn trong mỗi chu kỳ điều chế T s

Hình 3 Nguyên tắc điều chế vector điện áp

download by : skknchat@gmail.com

Trang 7

I THIẾT KẾ KHỐI ĐIỀU CHẾ VECTOR KHÔNG GIAN

Ma trận A nm trong mỗi sector:

7

download by : skknchat@gmail.com

Trang 8

Bước 4 Xác định thời gian (hệ số điều chế) thực hiện nhánh van nghịch lưu trong mỗi chu kỳ T s

Trình tự chuyển mạch của các Sector:

Đảm bảo số lần chuyển mạch ít nhất (mỗi lần chuyển chỉ có 1 nhánh cầu chuyển mạch)

download by : skknchat@gmail.com

Trang 9

/ 2 / 2 / 2

a b c

a b c

a b c

a b c

a b c

/ 2 / 2 / 2

a b c

I THIẾT KẾ KHỐI ĐIỀU CHẾ VECTOR KHÔNG GIAN

Hệ số điều chế cho nhóm nhánh van của mạch nghịch lưu:

9

download by : skknchat@gmail.com

Trang 10

Thông số hệ thống

Điện áp pha hiệu dụng đầu ra U 0 = 220V

Điện áp đầu vào U DC = 700 V

Tụ điện phía nguồn vào C = 5.05 𝜇C Mạch lọc phía xoay chiều L t = 3.478 mH

C t = 1.82 𝜇C Tải

( tải đối xứng, đấu hình sao )

Trang 11

II MÔ PHỎNG PHƯƠNG PHÁP SVM download by : skknchat@gmail.com SƠ ĐỒ MẠCH NLNA 3 PHA 11

Trang 12

KHỐI ĐIỀU KHIỂN

Trang 13

Ualpha[0] = 0.66666666666666663 * ((Ua[0] - 0.5 * Ub[0]) - 0.5 * Uc[0]);

Ubeta[0] = 0.57735026918962573 * (Ub[0] - Uc[0]);

Usa[0] = Ualpha[0];

Usb[0] = -1/2 * Ualpha[0] + sqrt(3)/2 * Ubeta[0];

Usc[0] = -1/2 * Ualpha[0] - sqrt(3)/2 * Ubeta[0];

Khối tính toán các giá trị điện áp tức thời Khối chuyển tọa độ Clark

II MÔ PHỎNG PHƯƠNG PHÁP SVM download by : skknchat@gmail.com KHỐI ĐIỀU KHIỂN 13

Trang 14

if ((Usa[0] >= Usb[0]) && (Usb[0] >= Usc[0])) { n[0] = 1.0;

trong mỗi Sector

II MÔ PHỎNG PHƯƠNG PHÁP SVM download by : skknchat@gmail.com KHỐI ĐIỀU KHIỂN 14

Trang 15

d0[0] = 0.0;

d1[0] = 0.0;

d2[0] = 0.0;

if (n[0] == 1.0) {d1[0] = 1.0 / Udc[0] * (1.5 * Ualpha[0] - 0.8660254037844386 * Ubeta[0]);

d2[0] = 1.0 / Udc[0] * 1.7320508075688772 * Ubeta[0];

d0[0] = (1.0 - d1[0]) - d2[0];

}

if (n[0] == 2.0) {d1[0] = 1.0 / Udc[0] * (-1.5 * Ualpha[0] + 0.8660254037844386 * Ubeta[0]);

d2[0] = 1.0 / Udc[0] * (1.5 * Ualpha[0] + 0.8660254037844386 * Ubeta[0]);

d0[0] = (1.0 - d1[0]) - d2[0];

}

if (n[0] == 3.0) {d1[0] = 1.0 / Udc[0] * 1.7320508075688772 * Ubeta[0];

d2[0] = 1.0 / Udc[0] * (-1.5 * Ualpha[0] - 0.8660254037844386 * Ubeta[0]);

d0[0] = (1.0 - d1[0]) - d2[0];

}

if (n[0] == 4.0) {d1[0] = 1.0 / Udc[0] * -1.7320508075688772 * Ubeta[0];

d2[0] = 1.0 / Udc[0] * (-1.5 * Ualpha[0] + 0.8660254037844386 * Ubeta[0]);

d0[0] = (1.0 - d1[0]) - d2[0];

}

if (n[0] == 5.0) {d1[0] = 1.0 / Udc[0] * (-1.5 * Ualpha[0] - 0.8660254037844386 * Ubeta[0]);

d2[0] = 1.0 / Udc[0] * (1.5 * Ualpha[0] - 0.8660254037844386 * Ubeta[0]);

d0[0] = (1.0 - d1[0]) - d2[0];

}

if (n[0] == 6.0) {d1[0] = 1.0 / Udc[0] * (1.5 * Ualpha[0] + 0.8660254037844386 * Ubeta[0]);

d2[0] = 1.0 / Udc[0] * -1.7320508075688772 * Ubeta[0];

d0[0] = (1.0 - d1[0]) - d2[0];

}

Khối tính toán hệ số

điều chế vector chuẩn

II MÔ PHỎNG PHƯƠNG PHÁP SVM download by : skknchat@gmail.com KHỐI ĐIỀU KHIỂN 15

Trang 16

da[0] = 0.0;

db[0] = 0.0;

dc[0] = 0.0;

if (n[0] == 1.0) {db[0] = d0[0] / 2.0 + d2[0];

da[0] = (d0[0] / 2.0 + d1[0]) + d2[0];

dc[0] = d0[0] / 2.0;

}

if (n[0] == 2.0) {da[0] = d0[0] / 2.0 + d2[0];

dc[0] = d0[0] / 2.0;

db[0] = (d0[0] / 2.0 + d1[0]) + d2[0];

}

if (n[0] == 3.0) {db[0] = (d0[0] / 2.0 + d1[0]) + d2[0];

da[0] = d0[0] / 2.0;

dc[0] = d0[0] / 2.0 + d2[0];

}

if (n[0] == 4.0) {dc[0] = (d0[0] / 2.0 + d1[0]) + d2[0];

db[0] = d0[0] / 2.0 + d2[0];

da[0] = d0[0] / 2.0;

}

if (n[0] == 5.0) {da[0] = d0[0] / 2.0 + d2[0];

dc[0] = (d0[0] / 2.0 + d1[0]) + d2[0];

db[0] = d0[0] / 2.0;

}

if (n[0] == 6.0) {db[0] = d0[0] / 2.0;

da[0] = (d0[0] / 2.0 + d1[0]) + d2[0];

dc[0] = d0[0] / 2.0 + d2[0];

}

Khối tính toán thời gian

II MÔ PHỎNG PHƯƠNG PHÁP SVM download by : skknchat@gmail.com KHỐI ĐIỀU KHIỂN 16

Trang 17

II MÔ PHỎNG PHƯƠNG PHÁP SVM KẾT QUẢ 17

Hình 5 Hệ số điều chế tính toán từ khâu SVM

download by : skknchat@gmail.com

Trang 18

Hình 6 Phân tích phổ THD điện áp ra

Trang 19

II MÔ PHỎNG PHƯƠNG PHÁP SINPWM download by : skknchat@gmail.com SƠ ĐỒ MẠCH NLNA 3 PHA 19

Trang 20

II MÔ PHỎNG PHƯƠNG PHÁP SINPWM KẾT QUẢ 20

Hình 7 Phân tích phổ THD điện áp ra

download by : skknchat@gmail.com

Trang 21

✓ Tận dụng được điện áp một chiều tốt hơn

✓ Giảm sóng hài điện áp tại lân cận tần số phát xung

✓ Giảm được số lần chuyển mạch cho các van

✓ Phù hợp cho các vi điều khiển hiện tại

download by : skknchat@gmail.com

Trang 22

III MÔ PHỎNG PIL

5 2 4 7

Cổng COM của PC

❖ Kit STM32F103C8

download by : skknchat@gmail.com

Trang 23

III MÔ PHỎNG PIL

❖ MATLAB 2018a

❖ STM32CubeMX (Generate code)

❖ MDK-ARM (Keil uvision v5) (build và download code cho vi điều khiển STM32)

❖ STM32-MAT/TARGET toolkit (Thư viện hỗ trợ)

Trang 24

III MÔ PHỎNG PIL (PHƯƠNG PHÁP SVM) download by : skknchat@gmail.com SƠ ĐỒ MẠCH NLNA 3 PHA 24

Trang 25

KHỐI ĐIỀU KHIỂN

Trang 26

III MÔ PHỎNG PIL download by : skknchat@gmail.com CẤU HÌNH THÔNG SỐ 26

Trang 27

III MÔ PHỎNG PIL download by : skknchat@gmail.com CẤU HÌNH THÔNG SỐ 27

Trang 28

III MÔ PHỎNG PIL download by : skknchat@gmail.com CẤU HÌNH THÔNG SỐ 28

Trang 29

III MÔ PHỎNG PIL download by : skknchat@gmail.com CẤU HÌNH THÔNG SỐ 29

Trang 30

III MÔ PHỎNG PIL download by : skknchat@gmail.com CẤU HÌNH THÔNG SỐ 30

Trang 31

III MÔ PHỎNG PIL download by : skknchat@gmail.com CẤU HÌNH THÔNG SỐ 31

Trang 32

III MÔ PHỎNG PIL download by : skknchat@gmail.com CẤU HÌNH THÔNG SỐ 32

Trang 33

III MÔ PHỎNG PIL download by : skknchat@gmail.com CẤU HÌNH THÔNG SỐ 33

Trang 34

III MÔ PHỎNG PIL download by : skknchat@gmail.com CẤU HÌNH THÔNG SỐ 34

Trang 35

III MÔ PHỎNG PIL KẾT QUẢ

Hình 9 Hệ số điều chế tính toán từ khâu SVM

35

download by : skknchat@gmail.com

Trang 36

III MÔ PHỎNG PIL KẾT QUẢ

Hình 8 Phân tích phổ THD điện áp ra

36

download by : skknchat@gmail.com

Trang 37

IV KẾT LUẬN 37

❖ Việc sử dụng PIL trong việc mô phỏng ĐTCS có đóng góp rất lớn trong việc kiểm tra tính phù hợp của BĐK khi chạy trên môi trường VĐK.

❖ Với việc cho ra kết quả giống với BĐK chạy trên Matlab-Simulink thì ta có thể

tự tin khẳng định rằng, khi áp dụng BĐK này vào thực tế thì kết quả cũng sẽ cho

ra giống như ta mong đợi.

download by : skknchat@gmail.com

Trang 38

PHỤ LỤC

1.Tính điện áp một chiều U DC

Ta có: U DC = U dm

0,9

Để dự phòng điện áp một chiều thay đổi trong phạm vi +/-10%, cần chọn m max = 0,9.

Biên độ điện áp đầu ra yêu cầu bằng:

2.Tính biên độ dòng đầu ra yêu cầu: I0m (A).

Công suất toàn phần của tải:

S0 = 3 P o c

os  = 3.1000 0,95 = 3157,89 (VA) Dòng tải yêu cầu:

I0 = S o

3U 0 = 3150

3.220 = 4,78 (A) Biên độ của dòng tải: I0m = 2 I0 = 2 4,78 = 6,76 (A)

38

download by : skknchat@gmail.com

Trang 39

3 Tính dòng trung bình qua Van và Diode:

Dòng trung bình qua Van:

I v = 1+cos  2π I 0m = 1+0,95

2π 6,76 = 2,10 (A) Dòng trung bình qua Diode:

I D = 1−cos 

2π I 0m = 1−0,95

2π 6,76 = 0,054 (A)

4 Xác định dòng đỉnh lớn nhất qua Van và Diode

Bỏ qua ảnh hưởng của R s đối với độ đập mạch dòng tải, ta có:

Trang 40

6 Xác định giá trị điện cảm L s Lấy sụt áp tại tần số cơ bản bằng 10%U 0

I 0,max  U DC T s

2.L s = 658,9

2.1,83.10 −3 20000 = 8,99

Trang 41

Q L = ( S 0

3 ) 2 −P 0 2 = ( 3157,89

3 ) 2 −1000 2 = 328,68(Var) Nếu bù bằng tụ C thì:

C =  Q U L c 2 = 328,68

2𝜋.400.220 2 = 2,7 (µF)

Trang 42

8 Tính toán tụ C của mạch một chiều

U C =  tx

C I C t x = Ts

6 I C = I 0,max Với U C =0,05 U DC ta tính được

C =  Ic6fs  Uc = 6,76

Trang 43

PHỤ LỤC

Sai lệch giữa mô phỏng Matlab và mô phỏng PIL

43

download by : skknchat@gmail.com

Trang 44

TÀI LIỆU THAM KHẢO 44

❖ Bài giảng học phần Điều khiển Điện tử công suất, Điều chế độ rộng xung cho nghịch lưu nguồn

áp 3 pha, PGS TS Trần Trọng Minh, TS Vũ Hoàng Phương, BM Tự động hóa CN – Viện Điện, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

❖ STM32-MAT/TARGER tutorial

https://www.st.com/en/development-tools/stm32-mat-target.html

download by : skknchat@gmail.com

Ngày đăng: 23/04/2022, 07:40

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Bảng 1. Trạng thái của các van - Thiết kế khối điều chế vector không gian (SVM) và so sánh với phương pháp sinPWM
Bảng 1. Trạng thái của các van (Trang 3)
Van dẫn ua ub uc uab ubc - Thiết kế khối điều chế vector không gian (SVM) và so sánh với phương pháp sinPWM
an dẫn ua ub uc uab ubc (Trang 3)
Hình 1. Vị trí các vector chuẩn trên hệ tọa độ tĩnhαβtrên hệ tọa độ tĩnhαβ - Thiết kế khối điều chế vector không gian (SVM) và so sánh với phương pháp sinPWM
Hình 1. Vị trí các vector chuẩn trên hệ tọa độ tĩnhαβtrên hệ tọa độ tĩnhαβ (Trang 3)
Hình 2. Mối quan hệ giữa các Sector và điện áp tức thời usa, usb, usc - Thiết kế khối điều chế vector không gian (SVM) và so sánh với phương pháp sinPWM
Hình 2. Mối quan hệ giữa các Sector và điện áp tức thời usa, usb, usc (Trang 4)
Hình 3. Nguyên tắc điều chế vector điện áp - Thiết kế khối điều chế vector không gian (SVM) và so sánh với phương pháp sinPWM
Hình 3. Nguyên tắc điều chế vector điện áp (Trang 6)
Bước 3. Xác định thời gian (hệ số điều chế) thực hiện hai vecto chuẩn trong mỗi chu kỳ điều chế Ts - Thiết kế khối điều chế vector không gian (SVM) và so sánh với phương pháp sinPWM
c 3. Xác định thời gian (hệ số điều chế) thực hiện hai vecto chuẩn trong mỗi chu kỳ điều chế Ts (Trang 6)
(tải đối xứng, đấu hình sao) - Thiết kế khối điều chế vector không gian (SVM) và so sánh với phương pháp sinPWM
t ải đối xứng, đấu hình sao) (Trang 10)
Thông số hệ thống - Thiết kế khối điều chế vector không gian (SVM) và so sánh với phương pháp sinPWM
h ông số hệ thống (Trang 10)
Hình 5. Hệ số điều chế tính toán từ khâu SVM - Thiết kế khối điều chế vector không gian (SVM) và so sánh với phương pháp sinPWM
Hình 5. Hệ số điều chế tính toán từ khâu SVM (Trang 17)
Hình 6. Phân tích phổ THD điện áp ra - Thiết kế khối điều chế vector không gian (SVM) và so sánh với phương pháp sinPWM
Hình 6. Phân tích phổ THD điện áp ra (Trang 18)
Hình 6. Phân tích phổ THD điện áp ra - Thiết kế khối điều chế vector không gian (SVM) và so sánh với phương pháp sinPWM
Hình 6. Phân tích phổ THD điện áp ra (Trang 18)
Hình 7. Phân tích phổ THD điện áp ra - Thiết kế khối điều chế vector không gian (SVM) và so sánh với phương pháp sinPWM
Hình 7. Phân tích phổ THD điện áp ra (Trang 20)
III. MÔ PHỎNG PIL download by : skknchat@gmail.com CẤU HÌNH THÔNG SỐ 26 - Thiết kế khối điều chế vector không gian (SVM) và so sánh với phương pháp sinPWM
download by : skknchat@gmail.com CẤU HÌNH THÔNG SỐ 26 (Trang 26)
III. MÔ PHỎNG PIL download by : skknchat@gmail.com CẤU HÌNH THÔNG SỐ 27 - Thiết kế khối điều chế vector không gian (SVM) và so sánh với phương pháp sinPWM
download by : skknchat@gmail.com CẤU HÌNH THÔNG SỐ 27 (Trang 27)
III. MÔ PHỎNG PIL download by : skknchat@gmail.com CẤU HÌNH THÔNG SỐ 28 - Thiết kế khối điều chế vector không gian (SVM) và so sánh với phương pháp sinPWM
download by : skknchat@gmail.com CẤU HÌNH THÔNG SỐ 28 (Trang 28)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w