sử dụng năng lượng từ máy phát điện một chiều dùng sức gió (01-2008) - đhbk tp.hcm

Trần Công Binh Bộ môn: Thiết bị điện Trường Đại học Bách Khoa Tp.. Yêu cầu„ Thiết kế bộ biến đổi công suất.. „ Điều khiển để công suất nhận được từ gió là tối ưu... Trình tự thực hiện„ T

Sử Dụng Năng Lượng

Từ Máy Phát Điện Một Chiều

Dùng Sức Gió

SVTH: Nguyễn Cảnh MSSV: 40200184 CBHD: ThS Trần Công Binh

Bộ môn: Thiết bị điện

Trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh

Yêu cầu

„ Thiết kế bộ biến đổi công suất.

„ Điều khiển để công suất nhận được từ gió là tối ưu.

Trình tự thực hiện

„ Thiết kế mạch biến đổi công suất.

„ Chọn DSP TMS320F2812 để điều khiển.

„ Thuật toán điều khiển ?

„ Thử nghiệm, kết quả, đánh giá.

Sơ đồ mạch CUK: Mục tiêu cho CUK:

% 1

20 :

10 :

15 12

:

30 10

:

= Δ

W P

V V

V V

sw đm out in

Lưu ý:

OFF ON

ON IN

OUT IN

OUT

T T

T D

D

D I

I D

D V

Sơ đồ mạch CUK: Mục tiêu cho CUK:

% 1

20 :

10 :

15 12

:

30 10

:

= Δ

W P

V V

V V

sw đm out in

Chu kỳ làm việc:

6 , 0 285

,

0 15

10

15 12

30 12

max min

max min

≤

≤ +

⇒

+

≤

≤ +

⇒ +

=

D D

V V

V D

V V

V V

V

V D

out in

out out

in

out out

in out

Trình tự thực hiện

Sơ đồ mạch CUK: Mục tiêu cho CUK:

% 1

20 :

10 :

15 12

:

30 10

:

= Δ

W P

V V

V V

sw đm out in

Dòng điện ngõ ra:

A I

A

I R

V I

R

V

out out

out out

4 , 14

15 4

, 14

12

min

max min

Trình tự thực hiện

Sơ đồ mạch CUK: Mục tiêu cho CUK:

% 1

20 :

10 :

15 12

:

30 10

:

= Δ

W P

V V

V V

sw đm out in

Dòng điện ngõ vào:

A I

A D

D I

I D

D

I

in

out in

1

1

.

max

max max

Sơ đồ mạch CUK: Mục tiêu cho CUK:

% 1

20 :

10 :

15 12

:

30 10

:

= Δ

W P

V V

V V

sw đm out in

Cuộn cảm L1 và L2:

mH i

f

D V

L

mH i

f

D V

L

L s in

L s in

71 ,

10 084

, 0 20000

6 , 0 30

27 ,

27 033

, 0 20000

6 , 0 30

2

max max

2

1

max max

1

=

= Δ

≥

=

= Δ

≥

Trình tự thực hiện

Sơ đồ mạch CUK: Mục tiêu cho CUK:

% 1

20 :

10 :

15 12

:

30 10

:

= Δ

W P

V V

V V

sw đm out in

Tụ điện C1 và C2:

D C

F v

f R

D V

C

s out

out

C s out

μ

μ

1 ,

2 20000

10 71 , 10 8 ).

01 , 0 (

285 , 0

1 8

1

4 ,

28 1

, 1 20000

4 , 14

6 , 0 15

2 3

2 2

min 2

1 min

max max

1

=

−

= Δ

−

≥

=

= Δ

≥

−

Trình tự thực hiện

V gate

0

C2 2,1uF

ON IN

OUT IN OUT

T T

T D

D

D I

I

D

D V

Lưu ý cho CUK:

Trình tự thực hiện

Sơ đồ khối của một hệ thống điều khiển:

Trình tự thực hiện

Sơ đồ mạch kích MOSFET:

GND_12V

PWM

ISO1 6N136 2

3

5 6 7 8

C2 102

R2 75

R1 1.8k VCC_+12V

C1 472

U4A

MAX4426/SO 2

7

GND_12V GND_DSP

KICH MOSFET

Trình tự thực hiện

Sơ đồ mạch hồi tiếp áp:

VCC_-12V

+ -

Sơ đồ mạch hồi tiếp dòng:

VCC_-12V

C1 104

R1

1k

C/F + - COM

J2

HALL sensor

1 2 3 4

Kiểm tra mạch CUK:

Hỗ trợ của DSP F2812:

„ Tốc độ xử lý: 150 MHz

„ ADC: có 16 kênh (12bit)

„ Xuất nhập (I/O): có 56 chân

„ QEP: 2

„ Timer: 4

„ Flash: 256kB

„ 1 Timer để tạo xung PWM

„ 1 Timer để đếm xung encoder

„ 5 ADC:

‰ 2 ADC đo áp,

‰ 2 ADC đo dòng,

‰ 1 ADC điều khiển trên biến trở

Sử dụng cho điều khiển:

Trình tự thực hiện

Quan hệ công suất nhận và tốc độ cánh quạt:

Trình tự thực hiện

1 Khảo sát công suất nhận từ nguồn năng lượng gió:

Trình tự thực hiện

1 Khảo sát công suất nhận từ nguồn năng lượng gió:

0.84444 0.020

0.00943 0.01350

0.69832 129.0

0.80733 0.027

0.01873 0.02151

0.87072 175.5

0.76215 0.045

0.07467 0.07645

1.06569 190.5

0.70745 0.075

0.19365 0.13441

1.55140 321.0

0.64127 0.153

0.21401 0.10433

2.05446 390.0

0.57753 0.185

0.27407 0.09932

2.70930 460.5

0.52576 0.225

0.22639 0.08428

2.82628 483.0

0.45934 0.183

0.19128 0.06266

3.30886 555.0

0.32821 0.160

0.14800 0.03885

3.86252 603.0

0.24444 0.005

0.10001 0.02381

4.23751 628.5

0.00000 0.000

0.06488 0.01661

4.15555 637.5

Trình tự thực hiện

2 Khảo sát công suất nhận từ nguồn năng lượng cơ:

Trình tự thực hiện

2 Khảo sát công suất nhận từ nguồn năng lượng cơ:

0.84029 0.78686

1.22943 0.40699

4.71985 957.0

0.76386 1.43780

1.43984 0.34621

5.14799 964.5

0.70647 1.80337

1.71533 0.29514

5.62730 1015.5

0.62173 1.89114

1.71689 0.23436

6.50344 1081.5

0.58486 1.73753

1.90106 0.16323

6.53011 1093.5

0.53382 1.59443

1.20644 0.14350

7.07160 1120.5

0.46764 1.20493

1.04904 0.09243

7.36478 1128.0

0.40195 0.70600

0.55792 0.06548

7.58482 1147.5

0.32552 0.24500

0.51507 0.06392

8.10207 1179.0

0.25299 0.02300

0.51057 0.07801

7.69573 1135.5

Trình tự thực hiện

3 Điều khiển tối ưu công suất tự động:

Trình tự thực hiện

Hệ thống đã xác định và làm việc tại điểm công suất vào tốt nhất tại:

Vận tốc 1081 rpm - Duty 0,62

Cảm ơn Hội đồng

và các bạn đã theo dõi

SVTH: Nguyễn Cảnh MSSV: 40200184 CBHD: ThS Trần Công Binh

Bộ môn: Thiết bị điện

Trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh