BO GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI LE PHUONG HAO NGHIEN CUU HE THONG DIEU KHIEN CHE DO LAM VIEC SONG SONG CUA BO BAN DAN CONG SUAT TRONG NGUON PHAT PHAN TAN DUNG BO DIEU KHIEN DONG TY LE CONG HUONG (PR) LUAN VAN THAC Si KHOA HOC NGANH: DIEU KHIEN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA HA NOI, NAM 2013 Đại học Bách Khoa Hà Nội Bộ môn: TĐH-YVi Nghiệp Công Nghiệp Lời cảm ơn! Được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo TS. Trần Trọng Minh, các thầy cô trong bộ môn Tự đông hoá, cùng với sự nỗ lực của bản thân, sự chỉ bảo, giúp đỡ động viên của gia đình bạn bẻ em đã hoàn thành để tài luận văn. Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thay giáo TS. Trần Trọng Minh, người đã luôn quan tâm động viên, khích lệ và tận tỉnh hướng dẫn em trong suốt quả trinh thực hiện luận văn.
Các vấn đề được để cập đến trong quyền luận văn này chắc chắn không tránh Khôi thiếu sót, rất mong nhận được những ý kiến đóng góp từ các thây cô giáo và các bạn đồng nghiệp để luận văn được hoản thiện hơn. Tôi xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội ngày tháng năm 2013 Tác giả Lê Phương Hảo Học viên: Lê Phương Hảo Page 1 Đại học Bách Khoa Hà Nội Bộ môn: TĐH-YVi Nghiệp Công Nghiệp MỤC LỤC Danh mục hình vẽ. DAT VAN DE 12 VAN DE VA PHAM VI NGHIEN CUU. 13 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI s 13 Chuong 1 CAU TRUC TONG THE CUA BO BIEN ĐỎI.
Cấu trúc chuyển đi 1. Cấu trúc sơ bộ 14 1. Cấu trúc chỉ tiết. Khâu cách ly DC-DC.
Khâu cách ly DC-AC. Xây dựng sơ đồ cấu trúc. Nguyên lý điều khiển của sơ đồ và thông số kỹ thuật cần thiết. i NHià4002018i88 acct ae Chuong 2 BO BIEN TAN DA MUC.
Các cấu trúc bộ biến tần đa mức 2. Cấu trúc bộ biến tần đa mức kiểu cầu H nối tầng 2. Phương pháp điều chế độ rộng xung PWM. Bộ iến tần đa cấp một pha dùng cầu chữ H cách ly.
Học viên: Lê Phương Hảo Page 2 Đại học Bách Khoa Hà Nội Bộ môn: TĐH-YVi Nghiệp Công Nghiệp 4. Cầu trúc chỉ tiết các khối 2 81 4.4 Kết quả mô phỏng sits TC inant i a 83 Nhận xét. Bộ chỉnh lưu tích cực đa mức nối tầng xây dựng trên bộ biến đổi DC- 4.1 Cầu trúc và hệ thống điều khiển cho bộ biến đổi. — 85 472 Théng sé va m6 hinh mé phéng.73 Kết quả mô phỏng.
-Ö 88 ANHẬHÑ Ẩ cs : cece tiie OS ARACEAE Wwe e ee BO 4. Bộ chỉnh lưu tích cực đa mức ba pha nối tầng xây dựng trên bộ biến đổi 4. Cấu trúc điều khiển.2 Thông số và mô hình mô phỏng. 2222222222222 9] 483 Kết quả mô phỏng Ls SG LS = 92 Nhận xét 93 4.
Hệ thống điều khiển dòng năng lượng UPEC.1 Nguyên lý điều khiển UPEC. Nguyên lý điều khiển dòng công suất 95 CHUONG 5: SO DO MO PHONG TONG THE CUA BO BIEN DOI.1 Bộ biến đổi tổng thể.ằàc cà sàn neeereerrerrereee eee LOL §.1 Mô hình mô phỏng. Học viên: Lê Phương Hảo Đại học Bách Khoa Hà Nội Bộ môn: TĐH-YVi Nghiệp Công Nghiệp Hình 3.19: Tín hiệu dòng điện một chiều của bộ biển đôi s ; Số Hình 3. te BỊ a ae e tn ns en se SHA Hình 3.21: Mô hình mô phông chuyển đổi từ hệ tọa độ abc sang hệ tọa độ 08ÿ.22: Đồ thị thể hiện quá trình chuyén từ hệ trục tọa độ 0d sang hệ tọa độ 56 Hình 3.23 : Mô hình mô phông bộ chuyên đôi hệ tọa độ từ 0a sang hệ tọa độ 0đ.24: Mô hình mô phỏng bộ chuyên đổi hệ tọa độ từ 0dạ sang hệ tọa độ abe.25: Mô hình mô phỏng bộ điểu chỉnh dòng điện trong hệ tọa độ odq.26: Biểu diễn các đại lượng vector trên tọa đô dạ tựa điện áp va OY Hình 3.27: Cầu trúc khối dong bộ tựa điện áp lưới PLL.26: Cầu trúc điều khiển của bộ biến đổi.29: Mô hình mô phỏng bộ chỉnh lưu da mức ba pha.
con 8aơsien (Ế Hình 3.30: Tín hiệu sai lệch giữa lượng đăi và đâu ra tổng phía một chiều Hình 3.31: Tín hiệu điện áp trên pha C.32: Tin hiệu điện áp tông hợp trên cả ba pha.1: Sơ đồ bộ biển đổi DC-4C¬-4Œ ting matrix COnVeI†et. OF Hình 42: Mau xung diéu khién PWM cho matrix converter. - soe vee OF Hình 4.3: Dé thi qua bong trang thái chuyển mạch giữa hai pha đầu vào.4: Sơ đồ cấu trúc khâu chuyên mạch van hai chiều Cyelo-Cowveler. 69 Học viên: Lê Phương Hảo Page 9 Đại học Bách Khoa Hà Nội Bộ môn: TĐH-YVi Nghiệp Công Nghiệp Hình 3.19: Tín hiệu dòng điện một chiều của bộ biển đôi s ; Số Hình 3.
te BỊ a ae e tn ns en se SHA Hình 3.21: Mô hình mô phông chuyển đổi từ hệ tọa độ abc sang hệ tọa độ 08ÿ.22: Đồ thị thể hiện quá trình chuyén từ hệ trục tọa độ 0d sang hệ tọa độ 56 Hình 3.23 : Mô hình mô phông bộ chuyên đôi hệ tọa độ từ 0a sang hệ tọa độ 0đ.24: Mô hình mô phỏng bộ chuyên đổi hệ tọa độ từ 0dạ sang hệ tọa độ abe.25: Mô hình mô phỏng bộ điểu chỉnh dòng điện trong hệ tọa độ odq.26: Biểu diễn các đại lượng vector trên tọa đô dạ tựa điện áp va OY Hình 3.27: Cầu trúc khối dong bộ tựa điện áp lưới PLL.26: Cầu trúc điều khiển của bộ biến đổi.29: Mô hình mô phỏng bộ chỉnh lưu da mức ba pha. con 8aơsien (Ế Hình 3.30: Tín hiệu sai lệch giữa lượng đăi và đâu ra tổng phía một chiều Hình 3.31: Tín hiệu điện áp trên pha C.32: Tin hiệu điện áp tông hợp trên cả ba pha.1: Sơ đồ bộ biển đổi DC-4C¬-4Œ ting matrix COnVeI†et. OF Hình 42: Mau xung diéu khién PWM cho matrix converter. - soe vee OF Hình 4.3: Dé thi qua bong trang thái chuyển mạch giữa hai pha đầu vào.4: Sơ đồ cấu trúc khâu chuyên mạch van hai chiều Cyelo-Cowveler.
69 Học viên: Lê Phương Hảo Page 9 Đại học Bách Khoa Hà Nội Bộ môn: TĐH-YVi Nghiệp Công Nghiệp 2. Phân tích câu trúc bộ điều khiển cho bộ nghịch lưu 7 mức 29 2. Cấu trúc chỉ tiết các khôi , — ‘ 5 sae 2.3 Kết quả mô phỏng.6 Bộ biến tần đa cấp ba pha.1 Phương pháp điều chế độ rộng xung PWM.2 Mô hình mô phỏng.3 Kết quả mô phỏng. ‘sean # asses SE Nhận xót.
" ee ce eee eee e eee " ¬.- Chương 3 BỘ CHỈNH LƯU TÍCH CỰC XÂY DỰNG TRÊN CÁU TRÚC BIẾN TẢN ĐA MỨC. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của chỉnh lưu tích cực một pha. Nguyên lý hoạt động — —. Hệ thống điều khiển cho sơ đồ chỉnh lưu tích cực một pha.
Phương pháp điều chỉnh dòng PI tuyến tính 40 3. Phương pháp điều chỉnh dòng PI công hưởng (PR). Bộ chỉnh lưu tích cực một pha 331 Cấu trúc vàhệ thông điều khiển của bộ biến đổi 43 3.2 Thông số và mô hình mô phỏng.3, Cấu trúc chỉ tiết các khối ¬— - cones - .4 Kết quả mô phỏng a sal a ti si 48 Hoe vién: Lé Phuong Hao Page 3 Đại học Bách Khoa Hà Nội Bộ môn: TĐH-YVi Nghiệp Công Nghiệp Danh mục hình vẽ Hình 1.1: Cẩu trúc tổng thể của bộ biển đỗi.2: Cấu trúc sơ bộ của bộ biến đổi. co tos sas sas te ste cou 1S Hinh 1.3: MG hinh cau tric b6 biéndéi ái 5 edd Hinh 1.4: Mô hình bộ biên đôi một pha với khâu cách ly DC-DC.5: Mô hình bộ biển đổi một pha với khâu cach ly DC-AC két hop với khâu Cyclo-Converter ` 4 ` s -Ö đ Hình 1.6: Cấu trúc chỉ tiết ba pha của bộ biến đổi với quả trình chuyển đôi đa cap.
: Eire aioe tHươn arm .1: _ Sơ đồ cẩu trúc bộ biến tần đa mức dùng điôt chốt .2: Sơ đồ cẩu trúc bộ biến tân đa mức dùng fluing-capaeitor.3: Sơ đồ cầu trúc bộ biến tân đa mức kiểu nói tẳng.4: Sơ đồ đa mức dùng cầu H-bridge.5: Phương pháp điều chế PHM dịch pha cho nghịch lưu 3 câu H nói tân.6: Mô hình mô phỏng bộ biển tần 7 mức một pha.7: Khâu tạo ra hệ thống xung tam giác ngược pha nhau 180.8: Khâu tạo tín hiệu xung đi đóng cắt các van trên mỗi cẳu. fas) BE Hình 2.9: Hình dạng điện áp ra.10: Tin hiéu diéu chế PIWM cho bộ biên tần ba pha ba cấp.11: Mô hình mô phỏng bộ biến tần đa mức ba pha. 33 Học viên: Lê Phương Hảo Page 7 Đại học Bách Khoa Hà Nội Bộ môn: TĐH-YVi Nghiệp Công Nghiệp 2. Phân tích câu trúc bộ điều khiển cho bộ nghịch lưu 7 mức 29 2.
Cấu trúc chỉ tiết các khôi , — ‘ 5 sae 2.3 Kết quả mô phỏng.6 Bộ biến tần đa cấp ba pha.1 Phương pháp điều chế độ rộng xung PWM.2 Mô hình mô phỏng.3 Kết quả mô phỏng. ‘sean # asses SE Nhận xót. " ee ce eee eee e eee " ¬.- Chương 3 BỘ CHỈNH LƯU TÍCH CỰC XÂY DỰNG TRÊN CÁU TRÚC BIẾN TẢN ĐA MỨC. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của chỉnh lưu tích cực một pha.
Nguyên lý hoạt động — —. Hệ thống điều khiển cho sơ đồ chỉnh lưu tích cực một pha. Phương pháp điều chỉnh dòng PI tuyến tính 40 3. Phương pháp điều chỉnh dòng PI công hưởng (PR).
Bộ chỉnh lưu tích cực một pha 331 Cấu trúc vàhệ thông điều khiển của bộ biến đổi 43 3.2 Thông số và mô hình mô phỏng.3, Cấu trúc chỉ tiết các khối ¬— - cones - .4 Kết quả mô phỏng a sal a ti si 48 Hoe vién: Lé Phuong Hao Page 3 Đại học Bách Khoa Hà Nội Bộ môn: TĐH-YVi Nghiệp Công Nghiệp Nhân xét.4 Bộ chỉnh lưu tích cực đa mức.1 Cấu trúc và hệ thống điều khiển. Thông số và mô hình mô phỏng. Kết quả mô phỏng 52 3. Bộ chỉnh lưu đa mức ba pha .1 Thuật toán điều khiển trong chế đô ba pha 53 3.
Câu trúc và hệ thông điều khiển 61 3.3, Mé hinh m6 phong. Kết quả mô phỏng. ng nee s 64 NHậN KEE iis scans à X si e i at. 64 Chương 4: BỘ CHỈNH LƯU TÍCH CỰC ĐA MỨC XÂY DỰNG TRÊN BỘ BIẾN ĐỎI DC-AC-AC CÓ CÁCH LY TAN SO CAO.1 Bộ biến đổi DC-AC-AC dùng matrix conVerter.2 Điều chế PWM cho bộ biến đổi DC-AC-AC dùng matrix converter.3 Điều khiển chuyển mach cho Matrixconverter.4 Nghịch lưu đa mức xây dựng trên bộ biến đổi DC-AC-AC.5 Ứng dụng của nghịch lưu đa mức nối tầng.6 Bộ chỉnh lưu tích cực xây dựng trên bộ biến đổi DC-AC-AC.1 Cấu trúc và hệ thống điều khiển cho bộ biến đổi 76 4.2 Thông số và mô hình mô phỏng 79 Học viên: Lê Phương Hảo Page 4 Đại học Bách Khoa Hà Nội Bộ môn: TĐH-YVi Nghiệp Công Nghiệp 4.