Thiết kế hế thống điếu khiến bộ biến đối PFC kiếu boost

Thiết kế hệ thố ng điều khiển biến đổ i PFC kiểu Boost - Nộ i dung thiết kế: Mơ hình hó a, Cấ u trú c điều khiển cá ch thứ c tính tố n điều chỉnh dị ng điện điện p sử dụ ng bù loạ i II - Tham số thiết kế: Điện p 400VDC, Cô ng suấ t 1kW, Điện p lướ i 220V ±10%/50Hz±1% (C =400 µF; =1.5 mὩ; L =1mH; R =160Ὡ) - Mô phỏ ng cấ u trú c điều khiển: + Tả i đầ u thay đổ i + Lướ i điện thay đổ i + Nhậ n xét kết mô phỏ ng TRÌNH TỰ THIẾ T KẾ S1 S2 S3 Mơ hình hóa Thiết kế Mơ hệ thống điều khiển Mơ hình hó a hệ thố ng I Bộ biến đổi PFC Khá i niệm Điều chỉnh hệ số cô ng suấ t vớ i mụ c đích đả m bả o toà n bộ hệ thố ng có thể hoạ t độ ng vớ i hiệ u suấ t tố i đa Cấ u trú c Mộ t cầ u chỉnh lưu khô ng Bộ biến đổ i PFC (Power Factor Correction) điều khiển diode và bộ biến đở i DC-DC kiểu Boost Mơ hình hó a hệ thố ng II Mơ hình hóa biến đổi PFC DC-DC BOOST - Mơ hình biến đổ i PFC tương tự mơ hình biến đổ i Boost xấ p xỉ nh phầ n đầ u vào

Thiết kế hế thống điếu khiến

bố biến đối PFC kiếu Bốốst

N h ố m 3 4

Tr ầ n T h ầ n h Đ ầ t 2 0 1 7 3 7 3 1 G V H D : T S V u, H ố ầ n g P h ư ơ n g

N g uy ế0 n V i ế t Đ ư c 2 0 1 7 3 7 5 9

YÊ6U CẦ9U THIÊ;T KÊ;

- Thiết kế hế thống điếu khiến bố biến đối PFC kiếu Bốốst

- Nối dung thiết kế: Mố hình hốầ, Cầu truc điếu khiến vầ cầch thưc tình tốần bố điếu chìCnh dống

điến vầ điến ầp sưC dung bố bu lốầi II

- Thầm số thiết kế: Điến ầp rầ 400VDC, Cống suầt 1kW, Điến ầp lươi 220V ±10%/50Hz±1%

(C =400 µF; =1.5 mὩO; L =1mH; R =160ὩO)

- Mố phốCng cầu truc điếu khiến:

+ TầCi đầu rầ thầy đối

Mốt cầu chìCnh lưu khống (Pốwếr Fầctốr Cốrrếctiốn)

điếu khiến diốdế vầ

Khầi niếm

Cầu truc

Mố hình hốầ hế thống

II Mô hình hóa bộ biến đổi

- Mố hình bố biến đối PFC tương tư mố hình bố biến đối Bốốst khi xầp xìC thầnh phần đầu vầố

- Tiến hầnh mố hình hốầ bố biến đối DC-DC Bốốst

Thầy thế mốt phần cuCầ mầch điến

bầ[ng mốt mầng hầi cưCầ vơi cầc biến

lầ điến ầp, dống điến ơC cưCầ vầố vầ

cưCầ rầ

Mô hình trung bình bộ biến đổi Boost

Mố hình bố biến đối cần phầCi đươc

tuyến tình tầi điếm lầm viếc cần bầ[ng:

Mố hình hốầ hế thống

Tầ thu đươc mố hình tìn hiếu nhốC cuCầ phần tưC đống cầZt trống sơ đố mầch lưc bố biến đối Bốốst

Hế thống cố hầi đầu vầố, điến ầp vầ điếu khiến,

vầy điến ầp đầu rầ đươc biếu diế0n bơCi xếp chống

tầc đống cuCầ chung:

Phương trình chố mầch vống dống điến quầ

cuốn cầCm vầ nut điến ầp trến tu:

Mạch điện mô tả bộ biến đổi Boost với tín hiệu nhỏ

Thiết kế bố điếu khiến

I Cấu trúc bộ điều khiển

- Điếu khiến thếố nguyến ly dống điến trung bình

- Cầc bố điếu khiến sưC dung bố bu lốầi II

Sơ đố

Thiết kế bố điếu khiến

II Thiết kế mạch vòng dòng điện

Tư cống thưc (1), tầ cố thế xầp xìC gần đung mối quần hế giư,ầ hế số điếu chế vầ dống điến trung bình quầ

cuốn cầCm như sầu:

- Lưầ chốn bố bu lốầi II chố mầch vống điếu chìCnh dống điến, đế hế hơC cố PM = , tần số cầZt = 20kHz

Thiết kế bố điếu khiến

II Thiết kế mạch vòng dòng điện

- SưC dung lếnh [mầg,phầsế]=bốdế(Gid,2*pi*20ế+3) tầ cố biến đố vầ phầ cuCầ đối tương tầi tần số 20kHz

- Dố sưC dung bố bu lốầi II cố thếm thầnh phần tìch phần vầố nến gốc phầ bố bu chìC xết thầnh phần PD

(Lếầd) đươc xầc đinh:

- Tần số điếm khống vầ điếm cưc đươc xầc đinh thếố cống thưc:

Tính toán các giá trị , ,

Thiết kế bố điếu khiến

II Thiết kế mạch vòng dòng điện

- Hế số đươc xầc đinh:

Trống đố hầm truyến Gc1(s) cố dầng như sầu:

Thiết kế bố điếu khiến

II Thiết kế mạch vòng điện áp

- Hầm truyến đầt giư,ầ dống điến đầ`t (thưc chầt lầ dống quầ cuốn cầCm) vầ điến ầp đầu rầ như sầu:

- Tư biếu thưc (**), (***) kết hơp vơi điếu kiến điếm lầm viếc cần bầ[ng cuCầ bố biến đối Bốốst:

Hàm truyền đạt

Thiết kế bố điếu khiến

II Thiết kế mạch vòng điện áp

Tầ thu đươc hầm truyến như sầu:

-Mầ`t khầc, tầi tần số thầp cố thế cối cuốn cầCm bi ngầZn mầch, hầm truyến (s) đươc viết lầi:

Thiết kế bố điếu khiến

II Thiết kế mạch vòng điện áp

- Lưầ chốn bố bu chố mầch vống điếu chìCnh điến ầp, đế hế hơC cố đố dư trư, phầ lầ, tần số cầZt cuCầ mầch

vống điến ầp 15Hz

- SưC dung lếnh [mầg,phầsế]=bốdế(Gvi,2*pi*15) tầ cố biến đố vầ phầ cuCầ đối tương tầi tần số 15Hz

- Gốc phầ bố bu chìC xết thầnh phần PD (Lếầd) đươc xầc đinh như sầu:

- Tình tốần , , tương tư như chố mầch vống dống điến

Bộ bù

C = 400e-6; %tu dien

rC=1.5e-3 ; %tro tu dien

L = 1e-3; %cuon cam

R = 160; %Tai thuan tro

%% Thiet ke bo dieu khien dong dien

% tim bo bu loai II de PM=60* tai tan so cat 20kHz

[mag,phase]=bode(Gid, 2*pi*20e+3) %bien do, goc pha Gid tai 20kHz

fc=20000; %tan so cat 20kHz

PM1=60 %du tru pha he kin la 60 degree

theta=PM1-phase-90 %du tru pha can co cua bo bu bo qua thanh

%phan tich phan 1/s luon co pha -90 degree

%tim fz,fp

fz=fc*sqrt((1-sin(theta*pi/180))/(1+sin(theta*pi/180))) fp=fc*sqrt((1+sin(theta*pi/180))/(1-sin(theta*pi/180)))

%tim Kc

Urms = 220; % Dien ap dau vao xoay chieu

f=50 ; Uo=400; % Dien ap dau ra

C = 400e-6; %tu dien

rC=1.5e-3 ; %tro tu dien

L = 1e-3; %cuon cam

R = 160; %Tai thuan tro

%% Thiet ke bo dieu khien dien ap

% tim bo bu loai II de PM=45* tai tan so cat 15Hz

[mag,phase]=bode(Gvi, 2*pi*15) %bien do, goc pha Gid tai 15Hz

fc=15; %tan so cat 15Hz

PM1=45 ; %du tru pha he kin la 45 degree

theta=PM1-phase-90 %du tru pha can co cua bo bu bo qua thanh

%phan tich phan 1/s luon co pha -90 degree

%tim fz,fp

fz=fc*sqrt((1-sin(theta*pi/180))/(1+sin(theta*pi/180))) fp=fc*sqrt((1+sin(theta*pi/180))/(1-sin(theta*pi/180)))

Mố phốCng

Kết quầC

Mố phốCngSưC dung MẦTLẦB, tầ thiết kế hế thống điếu khiến như sầu:

Mố phốCng

Mố phốCng bố biến đối PFC:

Mố phốCngKết quầC mố phốCng:

Kết quầC

Mố phốCngKhi điến ầp vầố thầy đối:

Kết quầC

Kết luần

- Kết quầC chưng minh rầ[ng bố biến đối đầ, đầp ưng tốt điếu kiến thầy đối tầCi vầ điến ầp vầố

THANKS FOR LISTENING!