ĐIỀU KHIỂN hệ THỐNG điện CÔNG NGHIỆP điều KHIỂN NGHỊCH lưu nối lưới BA PHA sử DỤNG bộ điều KHIỂN PR

Chính các bộ nghịch lưu nối lưới lại phát sinh sóng hài đáng kể vào lưới điện và ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng điện năng của hệ thống điện.. Vì vậy, việc nghiên cứu các giải pháp điề

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM

UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION

-

🙞🙞🙞🙞🙞 -ĐỒ ÁN MÔN HỌC

ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐIỆN CÔNG

NGHIỆP ĐIỀU KHIỂN NGHỊCH LƯU NỐI LƯỚI BA PHA SỬ DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN PR

GVHD: TS Nguyễn Phan Thanh

Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2022

LỜI CẢM ƠN

Chúng em xin cảm ơn thầy Nguyễn Phan Thanh là người trực tiếp hướng dẫn,

giúp đỡ và chỉ bảo chúng em trong đồ án môn Điều khiển hệ thống điện công nghiệpnày Thầy đã giúp chúng em giải quyết những vấn đề nảy sinh trong quá trình làmchuyên đề thực tế và hoàn thành đề tài đúng thời gian quy định ban đầu Đặc biệt làhọc hỏi những kinh nghiệm và phong cách làm việc chuyên nghiệp của thầy để chúng

em áp dụng sau này

Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô khoa Điện – Điện tử của trườngĐại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh, đã tận tình giảng dạy truyền đạt chochúng em những kiến thức về chuyên ngành nói chung và bộ môn Điều khiển hệ thốngđiện công nghiệp nói riêng Đó là những kiến thức vô cùng quý báu mà chúng em đãhọc được trong thời gian qua

Một lần nữa chúng em xin gửi lời biết ơn sâu sắc nhất đến quý thầy cô đã giúp

đỡ chúng em đã hoàn thành chuyên đề thực tế này

MỤC LỤC

1.1 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN SỬ DỤNG NĂNG

1.2 CẤU TRÚC CỦA NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN SỬ DỤNG NĂNG

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ BỘ NGHỊCH LƯU NỐI LƯỚI BA PHA VÀ

2.1.3.2 Điều kiện mở van, khóa van, các thông số cơ bản của van 9

LỜI NỐI ĐẦU 1) Đặt vấn đề:

Các nguồn năng lượng tái tạo như gió và mặt trời đang phát triển rất mạnh mẽ

vì tính bền vững và thân thiện với môi trường trong khi tiềm năng vô cùng lớn Tuy nhiên, chúng lại có nhược điểm là bị loãng và không liên tục Do đó, chúng thường được nối với lưới điện để trở thành một nguồn điện với chất lượng tốt và giá thành rẻ thông qua các bộ nghịch lưu bán dẫn công suất Chính các bộ nghịch lưu nối lưới lại phát sinh sóng hài đáng kể vào lưới điện và ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng điện năng của hệ thống điện Vì vậy, việc nghiên cứu các giải pháp điều khiển để giảm sóng hài cho nghịch lưu nối lưới luôn góp phần nâng cao chất lượng điện năng của hệ thống điện

2) Mục tiêu của đề tài:

● Hiểu được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của bộ nghịch lưu ba pha

● Hiểu được sự ảnh hưởng của các tham số điều khiển đến sóng hài của dòng điện từ đó đưa ra giải pháp giảm sóng hài cho nghịch lưu nối lưới

● Hiểu sơ đồ hoạt động của bộ điều khiển cộng hưởng dòng điện (PR) Từ

đó, điều chỉnh điều chỉnh các tham số để giảm sóng hài nghịch lưu nối lưới ba pha

3) Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

● Dựa vào việc phân tích sóng hài dòng điện của nghịch lưu nối lưới: điều chế, ước lượng tham số điện áp lưới cơ bản, giảm độ nhấp nhô điện áp DC và phương pháp cải tiến để xác định tham số bộ điều khiển dòng điện

● Đồ án tập trung vào nghiên cứu giảm sóng hài dòng điện cho nghịch lưu điện mặt trời nối lưới ba pha với qui mô công suất vừa và nhỏ do sự phổ biến của chúng

4) Cơ sở lý luận:

Đề tài được nghiên cứu dựa trên những cơ sở lý thuyết sau:

● Lý thuyết về môn học Điều khiển hệ thống điện công nghiệp

● Lý thuyết về bộ nghịch lưu ba pha.

5) Cách tiếp cận và Phương pháp thực hiện:

● Cách tiếp cận: Dựa vào việc mô tả toán học của sóng hài dòng điện để phân tích nguyên nhân phát sinh sóng hài và từ đó đề xuất giải pháp giảm sóng hài

và xác định đúng hướng nghiên cứu.

+ Phương pháp mô phỏng: các giải pháp giảm sóng hài đề xuất đều được kiểmtra trên phần mềm MATLAB/Simulink thể hiện tính trực quan và độ tin cậycao trong miền khảo sát mong muốn

6) Nội dung đề tài:

8) Ý nghĩa thực tiễn:

● Việc nghiên cứu giải pháp điều khiển giảm sóng hài nghịch lưu nối lưới

trong luận án sẽ góp phần nâng cao chất lượng điện năng hệ thống điện

● Các thông số và chế độ hoạt động của phương pháp được khảo sát gần với thực

tế nhất để tăng khả năng ứng dụng Các kỹ thuật đề xuất cũng cho phép làm giảm kích thước, chi phí thiết bị và góp phần nâng cao chất lượng điện năng của hệ thống điện Từ đó, tạo điều kiện cho việc chế tạo và làm chủ công nghệ với giá

thành thấp để tăng khả năng cạnh tranh của thiết bị.

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN SỬ DỤNG

NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

Năng lượng tái tạo đang có sự phát triển mạnh mẽ vì tính bền vững và thân thiện với môi trường trong khi tiềm năng ứng dụng là vô cùng lớn Trong những năm gần đây, năng lượng tái tạo trên thế giới có mức tăng trưởng đáng kể so với mức tăng trưởng của năng lượng từ điện gió mỗi năm, năng lượng tái tạo trên thế giới có mức tăng 30% mỗi năm so với mức tăng của năng lượng từ than đá và than bùn Thêm vào

đó, pin mặt trời với giá thành ngày càng giảm cũng làm cho các nước Châu Á – Thái Bình Dương (đặc biệt là Trung Quốc và Ấn Độ) với mức tiêu thụ năng lượng nhiều nhất thế giới cũng có những chính sách để đạt 20% năng lượng tái tạo vào năm 2020

Vì các nước trên thế giới đã tập trung khai thác năng lượng mặt trời cho nên chi phí pin mặt trời ngày càng giảm, điều này kích thích cho các nước Châu Á có những kế hoạch của họ trong tương lai gần Điều này làm cho năng lượng tái tạo ngày càng phát triển mạnh mẽ hơn, cụ thể qua khảo sát cho thấy rằng mức đầu tư ngày càng cao như hình 1.1

Hình 1 1: Chi phí đầu tư cho năng lượng mặt trời và điện gió của thế giới

Theo nhận định của giới chuyên gia Việt Nam là quốc gia hội tụ những đặc điểmđịa lý, khí hậu lý tưởng cho việc sản xuất các loại năng lượng tái tạo.Với vị trí địa lý

có đường biển dài, thời tiết của khu vực nhiệt đới nhận được lượng nhiệt mặt trờitương đối lớn… đây là một trong những tiềm năng rất lớn để Việt Nam xây dựng và

phát triển ngành công nghiệp năng lượng tái tạo như nhà máy năng lượng mặt trời, nhàmáy năng lượng gió Việc này có ý nghĩa vô cùng to lớn trong định hướng phát triểnnền kinh tế Việt Nam trong tương lai, cũng như an ninh năng lượng Phát triển nănglượng tái tạo còn đang là cuộc chay đua năng lượng của các nước trên thế giới tạo nên

vị thế cạnh tranh trong khu vực và trên thế giới Điều này cho thấy Việt Nam cũngkhông thể chẫm trễ trong lĩnh vực này, khai thác hiệu quả tiềm năng phát triển nănglượng tái tạo để tạo sức cạnh tranh cho cả nền kinh tế

Nhận thấy tầm quan trọng hàng đầu của ngành công nghiệp năng lượng tái tạo,nên thời gian qua, Chính phủ đã ban hành nhiều cơ chế, chính sách nhằm khuyếnkhích phát triển nguồn năng lượng tái tạo Bộ Công Thương cũng có Quyết định 2023/

QĐ- BCT ngày 5/7/2019 phê duyệt “Chương trình phát triển điện mặt trời mái nhà

tại Việt Nam giai đoạn 2019 - 2025” và nhiều thông tư hướng dẫn cùng các chương

trình kế hoạch triển khai thực hiện Cùng với đó, phát triển nguồn năng lượng tái tạosong song với tăng cường hiệu quả sử dụng điện trọng sinh hoạt cũng như sản xuấtnhằm giảm chi phí và các tác động tiêu cực đối với môi trường và sức khỏe người dân.Lũy kế 6 tháng đầu năm 2021, sản lượng điện sản xuất và nhập khẩu toàn hệthống đạt 128,51 tỷ kWh, tăng 7,4% so với cùng kỳ năm 2020; Trong đó, năng lượngtái tạo (gồm: điện gió, điện mặt trời, điện sinh khối) huy động được 14,69 tỷ kWh,chiếm tỷ trọng 11,4% trong tổng sản lượng

1.2 CẤU TRÚC CỦA NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN SỬ DỤNG

NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

Hình 1 2: Sơ đồ phân loại các nguồn phân tán

Mặc dù thân thiện với môi trường và khả năng vô cùng lớn, nhưng nhược điểmcủa năng lượng tái tạo là bị loãng và không liên tục Do đó, nó cần được nối lưới đểđảm bảo một nguồn điện có chất lượng cao với chi phí rẻ Để biến đổi và hòa đồng bộnguồn điện từ năng lượng tái tạo vào trong hệ thống điện, thường có hai dạng kết nốilưới cơ bản:

● Phát điện trực tiếp lên lưới dùng máy điện quay đồng bộ hoặc không đồng bộ(tua bin gió)

Hình 1 3: Hệ thống điện gió dùng máy phát không đồng bộ

● Phát điện dùng nghịch lưu trực tiếp hoặc gián tiếp

Hình 1 4: Cấu trúc của một hệ thống điện mặt trời nối lưới

1.3 CÁC TIÊU CHUẨN NỐI LƯỚI

Đa số các nguồn điện phân tán DG (Distributed Generation) sử dụng năng lượngtái tạo đều có hệ thống nghịch lưu để nối lưới Tuy nhiên, các bộ nghịch lưu nối lướinày lại là một trong những thiết bị phát sóng hài đáng kể lên lưới điện và ảnh hưởngđến sự ổn định của hệ thống điện Do đó, chúng có tác động tiêu cực đến chất lượngđiện năng của hệ thống điện

Vì vậy, để đảm bảo an toàn trong vận hành và truyền tải lưới điện, các tiêu chuẩnchất lượng điện năng đã được các cơ quan vận hành hệ thống điện ban hành như:IEEE-929 (2000); IEEE-1547 (2009) của Mỹ; tiêu chuẩn IEC 62116 (2005) về cô lậpDG; IEC 61727 (2007); các tiêu chuẩn EN 50160 ở châu Âu; VDE 0126 (2006) củaĐức; thông tư 32 BCT (2013) của Bộ Công thương Việt Nam… Trong đó, các tiêuchuẩn về tần số khi kết nối lưới, giới hạn sóng hài và tổng trở bộ lọc cũng rất nghiêmngặt đối với thiết bị nối lưới Trong khi đó, các phương pháp giảm sóng hài cho nghịchlưu nối lưới đã được công bố gần đây cho thấy hiệu quả chưa cao

Như vậy, để thỏa mãn các tiêu chuẩn nối lưới nghiêm ngặt và góp phần nâng caochất lượng điện năng của hệ thống điện, cần phải có các nghiên cứu sâu hơn để giảmsóng hài hiệu quả hơn cho các bộ nghịch lưu nối lưới

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ BỘ NGHỊCH LƯU NỐI LƯỚI BA

PHA VÀ BỘ ĐIỀU KHIỂN DÒNG PR 2.1 BỘ NGHỊCH LƯU NỐI LƯỚI 3 PHA

2.1.1 KHÁI NIỆM CHUNG

Trong lĩnh vực biến đổi năng lượng điện rất nhiều trường hợp phải thực hiện quátrình biến đổi một nguồn điện một chiều thành điện áp hoặc dòng điện xoay chiều cóthể điều chỉnh được giá trị và tần số của dòng hoặc áp xoay chiều đầu ra Có một sốthiết bị biến đổi thực hiện được nhiệm vụ này, nhưng phổ biến nhất là các bộ biến đổimột chiều sang xoay chiều sử dụng các dụng cụ bán dẫn có điều khiển mà ngườithường gọi theo một tên khác là sơ đồ nghịch lưu

2.1.2 PHÂN LOẠI CÁC BỘ NGHỊCH LƯU BA PHA

Trong hệ thống chỉnh lưu cũng có bộ nghịch lưu nhưng là nghịch lưu phụ thuộc,

sự khác biệt giữa hai bộ nghịch lưu này ở chỗ:

Nghịch lưu phụ thuộc tuy cũng biến đổi năng lượng một chiều thành năng lượngđiện xoay chiều, nhưng tần số điện áp dòng điện xoay chiều chính là tần số không thểthay đổi của lưới điện Hơn nữa sự hoạt động của nghịch lưu này phải phụ thuộc vàođiện áp lưới vì tham số điều chỉnh duy nhất là góc điều khiển α được xác định theo tần

số và pha của lưới điện xoay chiều đó

Nghịch lưu độc lập hoạt động với tần số ra do mạch điều khiển quyết định và cóthể thay đổi tùy ý, tức là độc lập với lưới điện

Nghịch lưu độc lập được chia thành ba loại:

Nghịch lưu điện áp: Là bộ biến đổi một chiều-xoay chiều mà nguồn cung cấp lànguồn điện áp và phụ tải không có tính chất dao động cộng hưởng hoặc nếu có tínhchất dao động cộng hưởng thì tần số cộng hưởng f0 nhỏ hơn tần số điện áp ra của bộbiến đổi f (f cũng là tần số làm việc của bộ biến đổi) Trong thực tế thì nguồn cung cấpcho biến đổi một chiều-xoay chiều thường lấy từ đầu ra của sơ đồ chỉnh lưu nên đểcho nguồn có đặc trưng gần với dạng nguồn áp lý tưởng thì người ta thường mắc songsong với 2 cực nguồn một tụ C0 có giá trị đủ lớn (ý nghĩa của từ đủ lớn là tuỳ thuộcvào chế độ và tần số làm việc, độ chính xác yêu cầu mà lựa chọn giá trị cần thiết của

C0) Tụ C0 có tác dụng duy trì cho điện áp trên 2 cực nguồn không thay đổi khi bộbiến đổi làm việc, đồng thời đảm bảo tính dẫn dòng 2 chiều của nguồn.

Nghịch lưu dòng điện: Là bộ biến đổi một chiều-xoay chiều mà nguồn cung cấp

là nguồn dòng điện và phụ tải không có tính chất dao động cộng hưởng hoặc nếu cótính chất dao động cộng hưởng thì tần số cộng hưởng f0 nhỏ hơn tần số dòng điện racủa bộ biến đổi f (f cũng là tần số làm việc của bộ biến đổi) Trong thực tế thì nguồncung cấp cho bộ biến đổi dòng điện cũng thường lấy từ đầu ra của sơ đồ chỉnh lưu nên

để cho nguồn có đặc trưng gần với dạng nguồn dòng lý tưởng thì người ta thường mắcnối tiếp với nguồn một điện cảm L0 có giá trị đủ lớn (ý nghĩa của từ đủ lớn là tuỳthuộc vào chế độ và tần số làm việc, độ chính xác yêu cầu mà lựa chọn giá trị cần thiếtcủa L0) Điện cảm L0 có tác dụng duy trì cho dòng điện nguồn không thay đổi khi bộbiến đổi làm việc, đồng thời đảm bảo tổng trở lớn của nguồn

Nghịch lưu cộng hưởng: Là bộ biến đổi một chiều-xoay chiều mà nguồn cungcấp có thể là nguồn điện áp hoặc nguồn dòng điện nhưng phụ tải phải có tính chất daođộng cộng hưởng với tần số cộng hưởng f0 lớn hơn tần số điện áp hoặc dòng điện racủa bộ biến đổi f (f cũng là tần số làm việc của bộ biến đổi) Trong thực tế thì để cótính chất dao động cộng hưởng mạch tải phải có các phần tử điện cảm và điện dung,ngoài ra để đặc trưng cho sự tiêu thụ công suất tác dụng của tải thì tải phải có một giátrị điện trở tương đương nào đó Từ đó ta thấy rằng quá trình dao động cộng trongmạch tải của bộ biến đổi này là một quá trình tắt dần Phụ thuộc vào cách nối các phần

tử mạch tải mà loại bộ biến đổi này có thể được chia ra các loại khác nhau

Hình 2 1 Các dạng nghịch lưu áp và nghịch lưu dòng

2.1.3 VAN IGBT

2.1.3.1 Đặc điểm, cấu tạo, kí hiệu

Hình 2 2 Cấu tạo kí hiệu IGBT

IGBT là phần tử kết hợp khả năng đóng cắt nhanh của MOSFET và khả năngchịu tải lớn của Transisto thường IGBT được điều khiển bằng điện áp, có công suấtđiều khiển yêu cầu cực nhỏ

Về cấu trúc bán dẫn, IGBT rất giống với MOSFET, điểm khác nhau là có thêmlớp p nối với collector tạo nên cấu trúc bán dẫn p-n-p giữa emitter với collector, khôngphải n-n như ở MOSFET Có thể coi IGBT như một Transistor p-n-p với dòng điềukhiển bởi MOSFET

2.1.3.2 Điều kiện mở van, khóa van, các thông số cơ bản của van

Hình 2 3 Sơ đồ thử nghiệm một khóa IGBT

Trên hình thể hiện cấu trúc tương đương của IGBT với một MOSFET và một pnp Transistor Kí hiệu i1 dòng qua MOSFET, i2 là dòng qua transistor Phần

MOSFET trong IGBT có thể khóa lại nhanh chóng nếu xả hết được điện tích giữa G

và E, do đó dòng y sẽ bằng 0 Tuy nhiên thành phần dòng i2 sẽ không thể suy giảm nhanh được do lượng điện tích lũy trong lớp n ( tương đương với bazo của cấu trúc

pnp) chỉ có thể

xuất hiện vùng dòng điện bị kéo dài khi khóa một IGBT Trên sơ đồ IGBT đóng cắt một tải cảm có diode không D0 mắc song song IGBT được điều khiển bởi nguồn tín hiệu biên độ UG nối với cực điều khiển G qua điện trở RG Trên sơ đồ Cgs, Cgc thể hiện các tụ kí sinh giữa cực điều khiển và collector, emitter.

Quá trình mở IGBT

Hình 2 4 Dạng điện áp, dòng điện của quá trình mở IGBT

Quá trình mở IGBT diễn ra rất giống với quá trình này ở MOSFET khi điện áp điều khiển đầu vào tăng từ không đến giá trị UG Trong thời gian trễ khi mở Id(on) tín hiệu điều khiển nạp điện cho tụ Cgc làm điện áp giữa cực điều khiển và emitter tăng theo qui luật hàm mũ, từ không đến giá trị ngưỡng UGE(th) (khoảng 3 đến 5V), chỉ bắt đầu từ đó MOSFET trong cấu trúc của IGBT mới bắt đầu mở ra Dòng điện giữa collector- emitter tăng theo qui luật tuyến tính từ 0 đến dòng tải I0 trong thời gia tr

Trong thời gian tr điện áp giữa cực điều khiển và emitter tăng đến giá trị UGE.I0 xác định giá trị dòng I0 qua collector Do Diode D0 còn đang dẫn dòng tải Io nên điện áp UCE vẫn bị găm lên mức điện áp nguồn một chiều UDC Tiếp theo quá trình mở diễn

ra theo 2 giai đoạn ttv1 và ttv2 Trong suốt 2 giai đoạn này điện áp giữa cực điều khiển

giữ nguyên ở mức UGE.I0, để duy trì dòng I0, do dòng điều khiển hoàn toàn là dòng

quá trình khóa và phục hồi của Diode D0, dòng phục hồi của Diode D0 tạo nên xung dòng trên mức dòng I0 của IGBT Điện áp UCE bắt đầu giảm IGBT chuyển điểm làmviệc qua vùng chế độ tuyến tính để sang vùng bão hòa Giai đoạn 2 tiếp diễn quá trình giảm điện trở trong vùng thuần trở của collector- emitter về giá trị Ron khi khóa bão hòa hoàn toàn, UCE.on=I0Ron.

Sau thời gian mở ton, khi tụ Cgc đã phóng điện xong, điện áp giữa cực điều khiển và emito tiếp tục tăng theo qui luật hàm mũ, với hằng số CgcRG đến giá trị cuốicùng UG

Quá trình khóa IGBT

Hình 2 5 Dạng điện áp, dòng điện của quá trình khóa IGBT

Hình trên thể hiện dạng điện áp, dòng điện của quá trình khóa IGBT Quá trình khóa bắt đầu khi điện áp điều khiển giảm từ UG xuống –UG Trong thời gian trễ khi khóa td(off) chỉ có tụ đầu vào Cge phóng điện qua dòng điều khiển đầu vào với hằng

số thời gian CgcRG tới mức điện áp Miller Bắt đầu từ mức Miller điện áp giữ cực điều khiển và emitter bị giữ không đổi do điện áp Uce bắt đầu tăng lên do đó tụ Cge

bắt đầu được nạp điện Dòng điều khiển bây giờ sẽ hoàn toàn là dòng nạp cho tụ Cge nên điện áp UGE được giữ không đổi.

Điện áp UCE tăng từ giá trị bão hòa UCE.on tới giá trị điện áp nguồn UDC sau khoảng thời gian trv Từ cuối khoảng Irv Diode bắt đầu mở ra cho dòng tải I0 ngắn mạch qua, do đó dòng collector bắt đầu giảm Quá trình giảm diễn ra theo hai giai đoạn tti1 và tti2 Trong giai đoạn đầu, thành phần dòng i1 của MOSFET trong cấu trúc bán dẫn IGBT suy giảm nhanh chóng về không Điện áp Ugc ra khỏi mức Miller

và giảm về mức điện áp điều khiển đầu vào –UG với hằng số thời gian RG(Cge+Cgc)

Ở cuối khoảng tti1, Ugc đạt mức ngưỡng khóa của MOSFET, UGE(th) tương ứng với việc MOSFET bị khóa hoàn toàn Trong giai đoạn 2,thành phần dòng i2 của transistorp-n-p bắt đầu suy giảm Quá trình giảm dòng này có thể kéo rất dài vì các điện tích trong lớp n chỉ bị mất đi do quá trình tự trung hòa điện tích tại chỗ Đó là vẫn đề đuôi dòng điện đã nói đến ở trên

Lớp n trong cấu trúc bán dẫn của IGBT giúp làm giảm điện áp rơi khi dẫn, vì khi

đó số lượng các điện tích thiểu số tích tụ trong lớp này làm giảm điện trở đáng kể Tuy nhiên các điện tích tích tụ này lại không có cách nào di chuyển ra ngoài một cách chủ động được, làm tăng thời gian khóa của phần tử Ở đây, công nghệ chế tạo bắt buộc phải thỏa hiệp So với MOSFET, IGBT có thời gian mở tương đương nhưng thờigian khóa dài hơn cỡ 1 đến 5 µs

2.1.4 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ BỘ NGHỊCH LƯU BA PHA

Hình 2 6 Sơ đồ nguyên lý nghịch lưu ba pha

2.1.4.1 Nguyên lý hoạt động

a) Dẫn 1200 lệch 600 b) Dẫn 1800 lệch 600

Hình 2 7 Tín hiệu điều khiển và dạng sóng điện áp ngõ ra của nghịch

lưu kiểu 6 bước

Bước 1: Trong khoản từ 00 đến 600-S1,S5 và S6 dẫn

Hình 2 8 Sơ đồ nối dây

Bước 2: Trong khoản từ 600 đến 1200 – S1,S2 và S6 dẫn

Hình 2 9 Sơ đồ nối dây

Bước 3: Trong khoản từ 1200 đến 1800 – S1,S2 và S3 dẫn

Hình 2 10 Sơ đồ nối dây

Bước 4: Trong khoản từ 1800 đến 2400 – S3,S4 và S2 dẫn

Hình 2 11 Sơ đồ nối dây

Bước 5: Trong khoản từ 2400 đến 3000 – S3,S4 và S5 dẫn

Hình 2 12 Sơ đồ nối dây

Bước 6: Trong khoản từ 3000 đến 3600 – S4,S5 và S6 dẫn

Hình 2 13 Sơ đồ nối dây

E

a) Dạng sóng điện áp ngõ ra pha b) Dạng sóng điện áp ngõ ra dây

2.1.4.2 Giới thiệu về phương pháp điều khiển IGBT

Điều khiển PWM

Phương pháp điều xung PWM (Pulse Width Modulation) là phương pháp điều

chỉnh điện áp ra tải, hay nói cách khác, là phương pháp điều chế dựa trên sự thay đổi

độ rộng của chuỗi xung vuông, dẫn đến sự thay đổi điện áp ra

Các PWM khi biến đổi thì có cùng 1 tần số và khác nhau về độ rộng của sườn

dương hay sườn âm

Phương pháp điều chế sinPWM một pha

Nguyên tắc của sinPWM là trong một khoảng dẫn của van, transistor không dẫn liên tục mà đóng cắt rất nhiều lần với độ rộng xung dẫn bám theo giá trị tức thời của hình sin có tần số bằng sóng hài cơ bản.

Người ta dùng xung tam giác tần số cao (sóng mang) để so sánh với điện áp hình sin (sóng điều chế), điểm cắt nhau giữa hai điện áp này là điểm chuyển đổi trạng thái của hai cặp van cho nhau Điện áp ra không chỉ còn hai xung chữ nhật với biên độ +E hay -E mà là một dãy xung có độ rộng biến thiên theo quy luật của sóng điều chế hình sin.

Hình 2 14 : Sơ đồ khối bộ biến đổi DC-AC kiểu SinPWM

2

2.2 BỘ ĐIỀU KHIỂN DÒNG PR

Phương pháp điều khiển tỷ lệ-cộng hưởng (Proportional Resonant- PR)

Các vòng điều khiển dòng điện được thực hiện bằng cách sử dụng dòng α và β.Các vòng điều khiển điện áp DC và điện áp lưới bên ngoài bước đầu tính toán cácdòng điện tham chiếu trong hệ quy chiếu d-q

Tuy nhiên, các dòng điện tham chiếu được chuyển đổi thành hệ quy chiếu α và βcho các vòng điều khiển dòng điện bên trong Các chi tiết được thể hiện trong bêndưới

Hình 2 15 Nguyên lý điều khiển tỉ lệ cộng hưởng (PR) trong nghịch lưu nối lưới

+ Điện áp và dòng điện ba pha được biến đổi thành hệ quy chiếu αβ và được biểu thị như sau:

2

−

√3