zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Điều khiển dự báo dòng điện cho nghịch lưu ba mức cầu H nối tầng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

8
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Điều khiển dự báo dòng điện cho nghịch lưu ba mức cầu H nối tầng xem xét áp dụng điều khiển dự báo dòng điện cho nghịch lưu ba mức cầu H. Các kết quả mô phỏng được lấy từ mô hình mô phỏng xây dựng trên Matlab/Simulink cho thấy phương pháp điều khiển dòng điện có đáp ứng động học nhanh và chất lượng dòng điện tải tốt.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Điều khiển dự báo dòng điện cho nghịch lưu ba mức cầu H nối tầng

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 ĐIỀU KHIỂN DỰ BÁO DÒNG ĐIỆN CHO NGHỊCH LƯU BA MỨC CẦU H NỐI TẦNG Nguyễn Hoàng Việt, Phạm Đức Đại Trường Đại học Thủy lợi, email: viethn@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG lưu ba mức cầu H [2], [3]. Các kết quả mô phỏng được lấy từ mô hình mô phỏng xây Nghịch lưu đa mức cầu H nối tầng dựng trên Matlab/Simulink cho thấy phương (Cascaded H-bridge multi-level inverter - pháp điều khiển dòng điện có đáp ứng động CHB) là một trong những bộ nghịch lưu đa học nhanh và chất lượng dòng điện tải tốt. mức phổ biến nhất, do nó có khả năng modul hóa cao và dễ dàng thay đổi các cấp điện áp 2. CÁC VECTOR ĐIỆN ÁP ĐẦU RA đầu ra, sóng hài điện áp ra thấp, mức tăng CỦA NGHỊCH LƯU BA MỨC CẦU H trưởng điện áp dv/dt trên mỗi cuộn dây giảm NỐI TẦNG đáng kể [1]. Với các ưu điểm này, nghịch lưu cầu H đã được sử dụng trong biến tần đa mức Mạch lực của nghịch lưu ba mức cầu H nối trong truyền động trung áp của những hãng tầng (3L - CHB) được đưa ra ở hình 2.1. lớn như ACS 5000 của ABB, Perfect Harmony của Robicon… Điều khiển dòng điện phía tải là bài toán điều khiển kinh điển của các bộ biến đổi DC/AC. Bài toán này có thể được giải quyết đơn giản bằng cách sử dụng bộ điều khiển có ngưỡng hoặc sử dụng một bộ điều khiển dòng điện tính toán giá trị điện áp đặt cho một khâu điều chế phía bên trong. Trong hai thập kỷ trở lại đây, điều khiển dự báo dòng Hình 2.1. Mạch lực của nghịch lưu 3L-CHB điện đã được áp dụng thành công để điều Mỗi pha của nghịch lưu 3L-CHB bao gồm khiển dòng điện cho các bộ nghịch lưu. một nghịch lưu nguồn áp một pha cầu H. Mỗi Phương pháp này dựa trên một thực tế rằng pha sẽ tạo ra ba trạng thái đóng cắt: P, O và mỗi bộ biến đổi chỉ có thể tạo ra một số hữu N tương ứng với ba mức điện áp E, 0 và -E. hạn vector điện áp đầu ra. Vì vậy, việc giải Cả ba pha sẽ tạo ra 27 tổ hợp trạng thái đóng bài toán tìm vector điện áp tối ưu tại mỗi chu cắt tương ứng với 19 vector điện áp đầu ra. kỳ trích mẫu để đảm bảo tổng sai lệch dòng Các vector điện áp đầu ra có thể chia làm bốn điện là nhỏ nhất có thể dễ dàng thực hiện nhóm chính: được. Ban đầu phương pháp điều khiển dự - Vector không (Zero Vector): tương ứng báo dòng điện đã được áp dụng rất thành với các tổ hợp trạng thái đóng cắt [OOO], công cho nghịch lưu nguồn áp ba pha. Sau [NNN], [PPP]. Vector này có biên độ bằng đó, phương pháp này đã được mở rộng cho không. những loại nghịch lưu khác điển hình là họ - Vector nhỏ (Small vector): Tổ hợp trạng nghịch lưu đa mức. Bài báo đi xem xét áp thái đóng cắt của vector này chứa trạng thái dụng điều khiển dự báo dòng điện cho nghịch đóng cắt O và hai trong ba trạng thái của tổ 325
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 hợp trạng thái đóng cắt giống nhau. Những Phương trình vi phân của các dòng tải pha vector này có biên độ là 2E/3 và được ký B và pha C được viết tương tự như (1). hiệu từ (U1,…, U6). Chuyển ba phương trình dòng điện tải trên - Vector trung bình (Medium vector): Tổ các pha A, B và C sang hệ trục tọa độ () hợp trạng thái đóng cắt của các vector này có giống như phương trình (4): ba trạng thái đóng cắt khác nhau. Những d i ,  vector này có biên độ là 2 E / 3 và được ký L  R i  ,   u ,  (4) dt hiệu từ (U7,…, U12). trong đó i, là vector dòng điện tải, u, là - Vector lớn (Large Vector): Tổ hợp trạng vector điện áp đầu ra nghịch lưu. thái đóng cắt của các vector này không chứa Xấp xỉ vi phân dòng điện ở (4) được đưa trạng thái đóng cắt O và có hai trạng thái đóng ra bởi (5): cắt giống nhau. Những vector này có biên độ d i ,  i , ( k  1)  i , ( k ) là 4E/3 và được ký hiệu từ (U13,…, U18).  (5) Các vector này được biểu diễn trong mặt dt Ts phẳng hệ trục tọa độ () giống như hình 2.2. trong đó Ts là chu kỳ trích mẫu. Thay (5) vào (4), mô hình rời rạc của dòng điện tải thu được giống như (6): Ts   L  i , ( k  1)   u ,  ( k )  i , ( k )  R     (6)  L   TS  Vector điện áp được lựa chọn để điều khiển nghịch lưu 3L-CHB là vector làm cho hàm mục tiêu có giá trị nhỏ nhất. Hàm mục tiêu được mô tả ở (7): * * g  i ( k  1)  i ( k  1)  i (k  1)  i ( k  1) (7) * trong đó i , (k  1) là giá trị đặt của dòng điện tải tại bước trích mẫu thứ k+1. Giả sử rằng chu * * kỳ trích mẫu đủ nhỏ thì i , (k  1)  i , (k ) . Hình 2.2. Vị trí các vector điện áp đầu ra của nghịch lưu 3L-CHB trong mặt phẳng hệ trục tọa độ () 3. ĐIỀU KHIỂN DỰ BÁO DÒNG ĐIỆN CHO NGHỊCH LƯU 3L-CHB Phương trình vi phân dòng tải của pha A Hình 3.1. Cấu trúc điều khiển dự báo dòng được viết như sau: điện cho nghịch lưu 3L-CHB với tải RL di L A  RiA  u AO (1) 4. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG dt Điện áp trên hai đầu tải liên hệ với điện áp Mô hình mô phỏng điều khiển dự báo đầu ra bộ biến đổi như sau: dòng điện cho nghịch lưu 3L-CHB được xây u AO  u AN  u NO (2) dựng trên Matlab/Simulink với tải R=20Ω và Điện áp uNO được gọi là điện áp common- L=20mH. Chu kỳ trích mẫu được lựa chọn là mode (VMV) và nó được định nghĩa như sau: Ts=50µs. Giá trị đặt dòng điện tải có biên độ u  u BN  uCN là 10A và tần số 25Hz và tại 0.05(s) biên độ u NO  AN (3) 3 dòng điện giảm xuống còn 5A. 326
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 Hình 4.1 và hình 4.2 đưa ra đáp ứng thành phần dòng điện tải iα và iβ. Kết quả mô phỏng cho thấy dòng điện thực bám theo được dòng lượng đặt mong muốn. Hình 4.4. Điện áp trên hai đầu tải u AO 5. KẾT LUẬN Bài báo đi phân tích, mô phỏng cấu trúc điều khiển dự báo dòng điện cho nghịch lưu Hình 4.1. Đáp ứng thành phần dòng điện iα 3L-CHB. Kết quả mô phỏng phương pháp này có đáp ứng động học tương đối tốt, giá trị dòng tải bám theo được giá trị đặt mong muốn. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của phương pháp này là sử dụng toàn bộ các vector điện áp đầu ra trong tính toán. Điều này sẽ là một trở ngại lớn đối với các nghịch lưu có số cấp điện áp lớn. Vì vậy cần thiết Hình 4.2. Đáp ứng thành phần dòng điện iβ phải có phương pháp để giảm khối lượng tính toán trong sơ đồ này. Đáp ứng của dòng điện tải ba pha cân bằng được đưa ra ở hình 4.3. Ngoài ra, điện áp trên 6. TÀI LIỆU THAM KHẢO hai đầu tải pha A cũng được đưa ra ở hình 4.4. [1] J. Rodriguez et al., "Multilevel Converters: An Enabling Technology for High-Power Applications," in Proceedings of the IEEE, vol. 97, no. 11, pp. 1786-1817, Nov. 2009. [2] M. A. Perez, P. Cortes and J. Rodriguez, "Predictive Control Algorithm Technique for Multilevel Asymmetric Cascaded H- Bridge Inverters," in IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 55, no. 12, pp. 4354-4361, Dec. 2008. [3] P. Cortés, A. Wilson, S. Kouro, J. Rodriguez and H. Abu-Rub, "Model Predictive Control of Multilevel Cascaded H-Bridge Inverters," in IEEE Transactions on Industrial Electronics, Hình 4.3. Đáp ứng dòng điện tải vol. 57, no. 8, pp. 2691-2699, Aug. 2010. 327

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2418 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.