BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT đề tài thiết kế bộ nghịch lưu nguồn áp độc lập một pha

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN

BÀI TẬP LỚN
THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
Đề tài: Thiết kế bộ nghịch lưu nguồn áp độc lập một pha
SVTH: Lê Xuân Tùng
MSSV: 20134398


NỘI DUNG CHÍNH
1.
2.
3.
4.
5.

Giới thiệu về nghịch lưu 1 pha độc lập
Mơ hình hóa
Cấu trúc điều khiển
Thiết kế
Mơ phỏng


1. Giới thiệu về nghịch lưu 1 pha độc lập và yêu
Cầu thiết kế
Nghịch lưu nguồn áp là bộ biến đổi DC-AC gồm 4 van
bán dẫn điều khiển hoàn toàn: MOSFET, IGBT… nối
kiểu cầu H, ghép nối giữa nguồn xoay chiều và nguồn
một chiều

Sơ đồ mạch lưu nghịch lưu nguồn áp 1 pha


Yêu cầu thiết kế
Thiết kế cấu trúc điều khiển chi nghịch lưu nguồn áp độc lập 1
pha:
Tải công suất: 1KW
Hệ số công suất: 0.8
Điện áp hiệu dụng ra tải: U=220V
Tần số điện áp: 50Hz
Tần số phát xung mạch nghịch lưu: 5KHz
Udc=400V
Độ gợn của điện áp ra: dU%=1%
Bộ lọc LC với độ gợn sóng của dịng trên cuộn cảm: dI%=20%


Tính tốn thơng số mạch
Tính tốn giá trị Cf và Lf cho bộ lọc:
Dòng điện định mức của tải:
Idm=1000/(0.8*220)=5.68A
Độ gợn sóng của dịng qua cuộn cảm:
Δi=20%*5.68*sqrt(2)=1.607
Độ gợn sóng của điện áp tải:
Δvo=1%*220*sqrt(2)=3.11
Lf được tính theo cơng thức:
Lf=
Cf được tính theo công thức:
Cf=
Ta thu được Cf=25.8uF, Lf=2.96mH . Coi điện trở trong cuộn cảm là

Rf=10 Ohm


2. Mơ hình hóa

uaN = Sa
ubN = Sb



uab = uaN-ubN = (Sa-Sb)

Giá trị trung bình của điện áp đầu ra mạch nghịch lưu
M là hệ số điều chế
-1<=m<=1


3) Cấu trúc điều khiển bộ NLNA độc lập


4. Thiết kế
4.1. Thiết kế mạch vòng điều chỉnh dòng điện cho bộ
NLNA 1 pha


Mơ tả tốn học mạch vịng điều khiển dịng điện trên miền toán tử Laplace

Ta sử dụng bộ điều khiển PR cho mạch điện với:

Cơng thức tính tham số Kp và Ki
 

=)

Trong đó: băng thông ban đầu.
băng thông kết thúc
(ảnh hưởng bởi thành phần tích phân thêm vào).
Ta chọn

/s).
s).
Từ đó ta được: và


4.2. Thiết kế mạch vòng điều khiển điện áp

Hàm truyền vịng kín của mạch vịng điện áp


Thực hiện thiết kế tương tự cho bộ điều khiển PR mạch vịng dịng
điện ta có:
=C
=)

Ta chọn

/s).
s).
Từ đó ta được: 0,1257 và .

5. MÔ PHỎNG


Kết quả mô phỏng

Điện áp đầu ra mạch nghịch lưu


Kết quả mô phỏng

Điện áp ra tải và điện áp đặt


Nhận Xét
Tín hiệu đầu ra bám theo giá trị đặt, chất lượng điều
khiển tương đối tốt.