Đồ án cây điện gió

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (8.17 MB, 109 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật điều khiển và tự động hóa

Họ và tên sinh viên: Phùng Hữu Trưởng Lớp: DHTD16A4HN Mã số SV: 22104300207

Người hướng dẫn Đồ án

Ths. Nguyễn Thị Thành

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

Hà Nội – 2024LỜI CẢM ƠN

Sau thời gian nghiên cứu, làm việc tích cực và khẩn trương đến nay đề tài “THIẾT KẾ,

CHẾ TẠO VÀ VẬN HÀNH MƠ HÌNH CÂY ĐIỆN GIĨ SỬ DỤNG BỘ VI ĐIỀU KHIỂNSTM 32” đã được hoàn thành.

Em xin gửi lời cảm ơn đến cô Nguyễn Thị Thành, người đã tạo mọi điều kiện và trựctiếp hướng dẫn để em hoàn thành đề tài này. Em xin cảm ơn tất cả các thầy, cô trong khoaĐiện trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Cơng nghiệp đã tận tình chỉ dạy và hướng dẫn emtrong q trình hồn thành đồ án này.

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

LỜI CAM ĐOAN

Những nội dung trình bày trong luận văn này đều là kiến thức của riêng cá nhân tơi tíchlũy trong q trình học tập, nghiên cứu, khơng sao chép lại một cơng trình nghiên cứu hayluận văn của bất cứ tác giả nào.

Trong nội dung của luận văn, những phần tơi nghiên cứu, trích dẫn đều được nêu trongphần tài liệu tham khảo nguồn gốc xuất xứ tên tuổi của các tác giả, nhà xuất bản rõ ràng. Những điều tôi cam kết đều là sự thật, nếu sai, tơi xin chịu mọi hình thức xử lí.

Hà Nội, ngày ... tháng ... năm 2024

Sinh viên thực hiện

Phùng Hữu Trưởng

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN………..iiLỜI CAM ĐOAN………iii

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

1.3. TỔNG QUAN VỀ CÁC BỘ BIẾNĐỔI………..10

1.3.1. Khái niệm……….101.3.2. Bộ biến đổi AC DC………...………10

2.1. CÔNG SUẤT ĐẦU RA CÂY ĐIỆN GIĨ………15

2.1.1. Các thơng số cơ bản của cây điệngió………15

2.2. PHƯƠNG PHÁP MPPT………..………17

2.2.1. Khái niệm……….172.2.2. Thuật toán xác định điểm có cơng suất cực đại………18

2.3.1. Ngun lý……….202.3.2. Tính tốn chọn linh kiện………22

2.4. MƠ PHỎNG MẠCH SẠC………..………25CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC……….……….26

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

3.1. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠTĐỘNG………..26

4.1.3. Cấu trúc điều khiển………...………35

4.2. TÍNH TỐN CHỌN CÁC LINH KIỆN MẠCH ĐIỀU KHIỂN………44

4.2.1. Khâu phát xung chủ đạo và tạo điện áp răngcưa……….44

4.3. MÔ PHỎNG………46

CHƯƠNG 5. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG STM 32………49

cortex………..49

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

5.1.2. Giới thiệu ARM Cortex M3………..………50

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

LỜI GIỚI THIỆU

Nguồn năng lượng đang là một vấn đề toàn cầu. Cũng với sự phát triển của các ngànhcông nghiệp, năng lượng truyền thống đang ngày càng cạn kiệt. Nhu cầu tìm ra loại nănglượng mới, sạch, có thể tái tạo được,... là bài tốn đặt ra từ lâu đối với các quốc gia pháttriển.

Cùng với việc mở cửa hội nhập của nền kinh tế, Việt Nam cũng gặp phải những khókhăn và trở ngại chung khi thiếu hụt về năng lượng, trong khi các nguồn năng lượng truyềnthống dần không đủ đáp ứng. Mặt khác, Việt Nam cịn có lợi thế là hơn 3000km bờ biển nênnguồn năng lượng gió là rất dồi dào. Với ưu thế về vị trí địa lý này, Việt Nam hồn tồn cóthể sử dụng nguồn năng lượng gió. Và những năm gần đây, khai thác năng lượng gió đangđược nhà nước quan tâm.

Chính vì vậy đề tài “Thiết kế, chế tạo và vận hành mơ hình cây điện gió sử dụngbộ vi điều khiển STM32” là điều đáng được quan tâm và khai thác. Đề tài này được trình

bài trong 5 chương:

Chương 1. Tổng quan về năng lượng điện gió.Chương 2. Thiết kế mạch sạc theo nguyên tắc Mppt.Chương 3. Thiết kế mạch động lực.

Chương 4.Thiết kế mạch điều khiển.

Chương 5. Thiết kế mạch điều khiển sử dụng STM32.Chương 6. Mơ hình hồn thiện

Trong q trình thực hiện đồ án em đã cố gắng tìm tịi học hỏi và nghiên cứu để hoànthành bản đồ án. Do kiến thức và bản thân còn nhiều hạn chế nên đồ án này của em khótránh khỏi những thiếu sót. Vậy em rất mong muốn nhận được sự góp ý từ phía thầy cơ đểem hồn thiện kiến thức cho bản thân hơn.

Qua đây em xin gửi lời cảm ơn tới cô giáo Ths.Nguyễn Thị Thành đã hướng dẫn vàgiúp đỡ em trong quá trình làm đồ án.

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

DANH MỤC HÌNH ẢNH

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN GIĨ

Hình 1.1 Các tua bin gió lắp trên thế giới……….…2

Hình 1.2 Tiềm năng mật độ điện gió của Việt Nam năm 2017……….………3

Hình 1.3 Hình ảnh tổng quan về cây điện gió………..……7

Hình 1.1. Cánh quạt……….…….7

Hình 1.5 Hình ảnh máy phát……….…………8

Hình 1.6 Hình ảnh ắc quy………...………..9

Hình 1.7 thân cây………10

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH SẠC THEO NGUN TẮC MPPT

Hình 2.1 Sự ảnh hưởng của góc cánh đến hiệu suất……….………..…16

Hình 2.2 Điểm cơng suất cực đại………17

Hình 2.3 Ngun lý hoạt động của thuật tốn nhiễu loạn và quan sát (P&O) (Lee & Yun,2019)………..……18

Hình 2.4 Lưu đồ thuật tốn P&O………

Hình 2.5 ảnh bộ Mppt trong thực tế……….…………19

Hình 2.6 Sơ đồ đấu nối của Mppt………20

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

Hình 2.7 Giai đoạn Mosfet dẫn………...……20

Hình 2.8 Giai đoạn Mosfet ngắt……….…….…21

Hình 2.9 Giản đồ dịng điện qua tải………21

Hình 2.10 cuộn cảm cắm 0810 2,2mH………23

Hình 2.11 tụ hóa 2,2 μF 50V………...…………23

Hình 2.13 TF2916 N-Mosfet 5A 100V TO-220F………24

Hình 2.14 Sơ đồ mạch dc dc buck bloost………

Hình 3.6 Hình ảnh tụ điện………...…30

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

Hinh 3.7 diode MUR1040 TO-220 10A 400V………30

Hình 3.8 Hình ảnh MOSFET………..……31

Hình 3.9 Sơ đồ mạch lực trên MATLAB……….…31

Hình 3.10 Điện áp và dịng điện trong chế độ dài hạn………32

Hình 3.11 Sơ đồ xung điện áp và dịng điện trên tải………32

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN

Hình 4.1 Hình ảnh dạng xung với PWM……….…33

Hình 4.2 Hình ảnh dạng xung với các duty thay đổi………34

Hình 4.3 Sơ đồ cấu trúc mạch điều khiển băm xung một chiều kiểu PWM………35

Hình 4.4 Khâu phát xung sử dụng khuếch đại thuật tốn………35

Hình 4.5 Khâu phát xung sử dụng ic555………36Hình 4.6 Khâu phát xung hai cực tính……….……37

Hình 4.7 Khâu so sánh………38

Hình 4.8 Khâu phối hợp………..…………39

Hình 4.9 Xung dịng Ib tối ưu điều khiển BT………..………40

Hình 4.10 Sơ đồ khuếch đại xung điều khiển BT lực……….…………41

Hình 4.11 Sơ đồ khuếch đại xung cho BT sử dụng Diver M57915………42

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

Hình 4.12 Các điện trở hạn chế dịng khởi động……….……

43Hình 4.13 Sơ đồ cấu hình chânTLP250……….………44

Hình 4.14 Tụ gốm 103………...

Hình 4.15 điện trở 150 Ω………

45Hình 4.16 Biến trở………..………46

Hình 4.17 Ic Lm393P………..………

46Hình 4.18 Sơ đồ khối mạch điều khiển………

47Hình 4.19 Khâu phát xung chủ đạo……….………

47Hình 4.20 Khâu tạo điện áp răng cưa………..………

48Hình 4.21 Khâu so sánh………..………

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG STM 32

Hình 5.1 Một số ứng dụng củaARM………..49

Hình 5.2 hình ảnh STM 32………..……

53Hình 5.3 Sơ đồ chân STM 32……….

Hình 5.4 Sơ đồ đấu chân xung PWM………54

Hình 5.5 Sơ đồ đấu nối sử sụng Ic ổn áp tạo điện áp cho LCD……….54

Hình 5.6 Sơ đồ đấu nối các cảm biên………...….55

Hình 5.7 Sơ đồ đấu nối nút nhấn………55

Hình 5.8 Sơ đồ sử dụng TLP250………..

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

Hình 5.10 Sơ đồ đấu nối Dc bus………57Hình 5.11 Mạch PCB hồn chỉnh……….……….57

CHƯƠNG 6: MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM

Hình 6.1 Cây điện gió hồn trỉnh………...………92Hình 6.2 Bảng điều khiển cây điện gió………..…………92Hình 6.3 Bộ điều khiển sạc……….………93

Hình 6.4 Đầu ra xung PWM từ STM 32………..…………93

Hình 6.5 Mạch hồn chỉnh………..…………94

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

1 DC Direct Current 2 AC Alternating Current 3 PWM Pulse Width Modulation

4 MPPT Maximum Power Point Tracking 5 ARM Acorn RISC Machine

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN GIÓ

1.1. MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN

Yêu cầu của nghiên cứu và phát triển của đề tài “Thiết kế, chế tạo và vận mơ hình câyđiện gió sử dụng bộ vi điều khiển STM32” như sau:

 Số nhánh cây: 3 nhánh  Số lá sử dụng: 18 lá

 Điện áp mỗi tuabin: 2V-20VDC Lưu lượng gió: 4000-6000m3/h Dải điện áp vào sạc: 2VDC-75VDC Tải: Quạt điện 24VDC

1.2.2. Tình hình phát triển điện gió trên thế giới

Năng lượng gió đã được sử dụng từ năm 4000 trước Công nguyên để cung cấp nănglượng cho thuyền buồm, xay ngũ cốc, bơm nước cho các trang trại và gần đây là tạo ra điện.Chỉ riêng ở Mỹ, hơn 6 triệu cối xay gió nhỏ, hầu hết có cơng suất dưới 5 mã lực, đã được sửdụng từ những năm 1850 để bơm nước. Cối xay gió nhỏ đã được sử dụng để tạo ra điện từnăm 1900, nhưng sự phát triển của tua-bin gió hiện đại chỉ mới diễn ra gần đây nhằm ứngphó với cuộc khủng hoảng năng lượng vào đầu những năm 1970. Cần lưu ý sự khác biệtgiữa thuật ngữ cối xay gió được sử dụng để phát điện cơ học (nghiền ngũ cốc, bơm nước,v.v.) và tua bin gió được sử dụng để phát điện, mặc dù về mặt kỹ thuật cả hai thiết bị đều làtua bin vì chúng lấy năng lượng từ chất lỏng.

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

Năng lượng gió là một trong những nguồn năng lượng phát triển nhanh nhấttrên thế giới. Với sự trợ giúp của các cơng trình lắp đặt gần đây trên tồn thế giới,tổng cơng suất năng lượng gió của thế giới đã tăng lên 539 GW (gigawatt, 1 GW =1000 MW = 1 triệu kW) tính đến cuối năm 2017. Trung Quốc là quốc gia dẫn đầuthế giới với cơng suất điện gió là 188 GW. Hoa Kỳ đứng thứ hai với công suất 89GW. Đức, Ấn Độ và Tây Ban Nha theo sau danh sách này với công suất lần lượt là56, 33 và 23 GW. Mức tăng năng lượng gió lần lượt là 16,6, 17,2, 11,8 và 10,8%trong các năm 2014, 2015, 2016 và 2017. Tổng cơng suất điện gió hiện tại có thểđáp ứng hơn 5% nhu cầu điện toàn cầu.

Altamont Pass ở California là trang trại gió lớn nhất thế giới với 15.000 tuabingió hiện đại. Trang trại này và hai trang trại khác ở California sản xuất khoảng 3 tỷkWh điện mỗi năm, đủ để đáp ứng nhu cầu điện của San Francisco.

Chi phí năng lượng gió đã giảm đáng kể từ khoảng 0,5 đô la/kWh vào đầunhững năm 1980 xuống cịn khoảng 0,05 đơ la/kWh vào giữa những năm 1990. Chiphí hiện tại của điện gió bao gồm chi phí vốn và vận hành là 0,082 USD/kWh. Giánày thấp hơn đáng kể so với chi phí của các nhà máy điện hạt nhân và than tiên tiếnvới giá trị trung bình là 0,11 USD/kWh. Tuy nhiên, các nhà máy khí đốt tự nhiêntiên tiến sản xuất điện với chi phí 0,063 USD/kWh.

Hình 1.1 Các tua bin gió lắp trên thế giới.

Các khu vực có tốc độ gió trung bình từ 6 m/s trở lên là những địa điểm tiềm

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

được lắp đặt gần đây có thể tạo ra hơn 8 MW điện. Tốc độ quay của rơto của tuabingió thường dưới 40 vòng/phút (dưới 20 vòng/phút đối với tuabin lớn). Đường kínhsải cánh (hoặc rơto) của tuabin gió 3,2 MW do Boeing Engineering chế tạo là 320 ft(97,5 m).

Hình 1.2 Tiềm năng mật độ điện gió của Việt Nam năm 2017

Ở Việt Nam, tiềm năng gió ngồi khơi lớn hơn nhiều so với tiềm năng gió trênđất liền do bờ biển dài. Gió trên biển mạnh hơn, ổn định hơn. Những hạn chế về sửdụng đất để đặt tua-bin và cơ sở hạ tầng truyền tải cũng thấp hơn. Sử dụng mơ hìnhNghiên cứu và Dự báo Thời tiết (WRF) (độ phân giải 10 km trong 10 năm, từ 2006đến 2015), các nghiên cứu chỉ ra rằng tiềm năng năng lượng lớn nhất nằm ở khuvực ngoài khơi xung quanh đảo Phú Quý (Tỉnh Bình Thuận). Chỉ riêng khu vực nàyđã có thể cung cấp 38,2 GW cơng suất phát điện gió ngồi khơi.

Bảng 1.1. Tiềm năng năng lượng gió trên đất liền và ngồi khơi năm 2019

gió trên đất liền (GW)Tiềm năng năng lượnggió ngoài khơi (GW)

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

1.2.3. Tiềm năng và trữ lượng gió ở Việt Nam

1.2.3.1. Tiềm năng nguồn năng lượng gió ở Việt Nam.

Tính đến tháng 7/2023, tổng cơng suất lắp đặt điện gió tại Việt Nam đã đạt1.000MW, chiếm khoảng 4% tổng công suất điện lắp đặt của cả nước.

Trong thời gian tới, điện gió tiếp tục được kỳ vọng là một trong những nguồnNLTT chủ lực của Việt Nam. Tổng cơng suất nguồn điện gió dự kiến phát triển đếnnăm 2025 là 6.030MW và đến năm 2030 là 10.090MW. Hiện tại đã bổ sung vàoquy hoạch 4.800MW, nhưng trong giai đoạn 2021-2025, cần bổ sung khoảng1.200MW và giai đoạn 2026-2030, bổ sung 4.000MW.

Như vậy, đến năm 2025, tổng điện năng của điện gió, điện mặt trời đạt 36 tỷkWh (vượt chiến lược phát triển năng lượng tái tạo khoảng 2,6 lần).[ CITATIONHồn23 \l 1066 ]

1.2.3.2. Trữ lượng gió ở Việt Nam

Tại vùng biển Việt Nam có khu vực từ Bình Thuận đến Cà Mau, là nơi có tốcđộ gió đạt từ 7 đến 11m/s, cũng là nơi tiềm năng cơng suất năng lượng gió lớn nhấttrên thế giới. Khu vực ven bờ vịnh Bắc Bộ phía Bắc từ Quảng Ninh đến Quảng Trịcó tốc độ gió chủ yếu thấp hơn 6m/s

1.2.4. Hiệu suất và yếu tố ảnh hưởng đến năng lượng gió

 Hiệu suất của hệ thống năng lượng gió:

Hiệu suất của một hệ thống năng lượng gió thường được đo bằng tỉ lệ giữa

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

Để đạt được hiệu suất cao, hệ thống phải được thiết kế và vận hành một cách hiệuquả, tối ưu hóa việc chuyển đổi năng lượng từ gió thành điện năng.

 Yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của năng lượng gió:

• Tốc độ gió (Wind Speed):

Tốc độ gió là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống nănglượng gió. Hiệu suất tăng khi tốc độ gió tăng và giảm khi tốc độ gió giảm.

Các khu vực có tốc độ gió cao hơn thường có hiệu suất tốt hơn cho việc sản xuấtnăng lượng gió.

• Địa hình (Terrain):

Địa hình có thể ảnh hưởng đến tốc độ gió và độ ổn định của gió trong khu vực.Các địa hình như đồng bằng hoặc biển mở có thể có tốc độ gió lớn hơn so với cáckhu vực núi non hoặc rừng.

• Độ cao của turbine (Turbine Height):

Độ cao của turbine gió cũng ảnh hưởng đến hiệu suất, vì gió thường mạnh và ổnđịnh hơn ở độ cao cao hơn.

Turbine có thể được đặt trên các cột hỗ trợ cao hoặc trên các cột độc lập để tận dụngtốc độ gió cao hơn ở độ cao đó.

• Thiết kế của turbine (Turbine Design):

Thiết kế của turbine, bao gồm kích thước và hình dạng của cánh quạt, cũng ảnhhưởng đến hiệu suất.

Các turbine được thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất ở một phạm vi tốc độ gió nhấtđịnh, và hiệu suất có thể giảm ở các phạm vi tốc độ gió khác.

1.2.5. Ưu điểm và nhược điểm của năng lượng gió

 Ưu điểm của năng lượng điện gió

• Nguồn năng lượng tái tạo: Năng lượng gió là một nguồn năng lượng tái tạokhơng đốt cháy nhiên liệu hoặc tạo ra khí thải, giúp giảm thiểu ảnh hưởngtiêu cực đến môi trường và biến đổi khí hậu.

• Khơng tiêu tốn nhiên liệu: Vận hành hệ thống điện gió khơng địi hỏi việctiêu tốn nhiên liệu như than đá, dầu hoặc khí đốt, làm giảm chi phí vận hànhvà giảm nguy cơ ơ nhiễm mơi trường.

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

• Ngun liệu khơng hạn chế: Gió là một nguồn năng lượng dồi dào và khơngcó hạn chế nguồn cung. Khơng giống như nhiên liệu hóa thạch, gió khơngbao giờ cạn kiệt.

• Chi phí vận hành thấp: Mặc dù việc đầu tư ban đầu vào cơ sở hạ tầng điệngió có thể cao, nhưng chi phí vận hành và bảo dưỡng sau đó thường thấp dokhơng cần mua nhiên liệu và chi phí duy trì thấp.

• Tạo việc làm và phát triển kinh tế địa phương: Các dự án điện gió thường tạora việc làm trong việc xây dựng, vận hành và bảo dưỡng. Nó cũng có thể tạora thu nhập cho cộng đồng địa phương thông qua các khoản thuế và hợpđồng cho thuê đất.

 Nhược điểm của năng lượng điện gió

• Biến đổi của tốc độ gió: Hiệu suất của hệ thống điện gió phụ thuộc vào tốcđộ gió, và tốc độ gió thường biến đổi không đều trong thời gian và khônggian. Điều này có thể làm giảm ổn định của nguồn năng lượng gió và khókhăn trong việc dự báo sản lượng.

• Ảnh hưởng đến môi trường và cảnh quan: Các dự án điện gió có thể gây raảnh hưởng đến mơi trường sống của các loài chim, động vật và cảnh quan địaphương. Các cột turbine, đường dây truyền tải và các cơ sở hạ tầng khác cóthể làm thay đổi cảnh quan và gây ảnh hưởng đến mơi trường tự nhiên.• Nhược điểm về công nghệ lưu trữ năng lượng: Mặc dù việc phát triển công

nghệ lưu trữ năng lượng đã tiến bộ, nhưng vẫn còn đối mặt với những tháchthức về hiệu suất và chi phí, làm giảm tính khả thi của việc sử dụng nănglượng gió trong các hệ thống lưới điện lớn.

1.2.6. Giới thiệu về cây điện gió

Những cây nhân tạo này được thiết kế với ba thân cây bằng thép và các nhánhnhỏ khác chứa các tuabin gió thu nhỏ có hình dạng những chiếc lá. Một cơn gió nhỏđẩy những chiếc lá chuyển động. Cây Gió bắt đầu cung cấp một dạng năng lượngthân thiện với mơi trường.

Cây Gió chỉ cần lắp đặt trong bán kính 11m đất. Cơng viên, trung tâm thươngmại và thậm chí cả nhà ở đột nhiên trở thành địa điểm hoàn hảo để lưu trữ nguồnnăng lượng tái tạo.

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

Hình 1.3 Hình ảnh tổng quan về cây điện gió

1.2.7. Cấu tạo cây điện gió

1.2.7.1. Cánh quạt

Cánh quạt là một phần quan trọng và cơ bản của tubin gió. Chúng chủ yếu làmbằng hợp kim nhơm, sợi thủy tinh hoặc sợi cacbon. Thiết kế của các cánh quạt riênglẻ cũng ảnh hưởng đến thiết kế tổng thể của rotor. Cánh quạt lấy năng lượng ra khỏigió. Các cánh quat bắt gió và chuyển đổi thành động năng thành vòng quay củatrung tâm.

Hình 1.2. Cánh quạt1.2.7.2. Các bộ phận điện.

Các tubin cần được kết nối với các bộ phận điện để có được năng lượng cần thiết:

Máy phát điện Chuyển tốc độ gió.

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

Bộ kết hợp Kết hợp công suất thu được từ mỗi tubin đến một côngsuất đầu ra.

Pin Được sạc bằng điện để cung cấp điện thế tĩnh chonguồn điện hoặc giải phóng điện tíc khi cần thiết.

Cầu chì Thiết bị làm gián đoạn dòng điện khi quá tải.

Bảng 1.1. Bộ phận điện và chức năng1.2.7.3. Máy phát điện

Việc chuyển đổi năng lượng cơ học quay thành năng lượng điện được thựchiện bởi máy phát điện. Các loại máy phát điện khác nhau đã được sử dụng trong hệthống năng lượng gió trong những năm qua. Đối với các tuabin gió trục ngang lớn,kích thước thương mại, máy phát điện được gắn trong một nacelle ở đỉnh tháp, phíasau trung tâm của rơto tuabin. Thơng thường, tuabin gió tạo ra điện thơng qua cácmáy không đồng bộ được kết nối trực tiếp với lưới điện. Thơng thường tốc độ quaycủa tuabin gió chậm hơn tốc độ quay tương đương của mạng điện - tốc độ quay điểnhình cho máy phát điện gió là 520 vòng / phút trong khi máy được kết nối trực tiếpsẽ có tốc độ điện từ 750-3600 vịng / phút. Do đó, một hộp số được chèn vào giữatrung tâm rôto và máy phát. Điều này cũng làm giảm chi phí và trọng lượng máyphát điện.

Máy phát điện được sử dụng cho nguyên mẫu là máy phát điện DC nam châmvĩnh cửu RPM thấp được tạo ra bởi Wind Stream Power và là máy phát điện bước12 volt. Máy phát điện có điện trở trong là 21Ω.

Máy phát hiện tại chỉ có thể hoạt động liên tục với dòng điện 1,5 ampe và tốiđa 1,5 phút với dịng điện 3 ampe, các hình dưới đây là 3,6 và 3,7 đang giải thíchcác bộ phận của máy phát.

Hình 1.5 Hình ảnh máy phát

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

1.2.7.4. Ắc quy

Trong cây điện gió, pin thường khơng được sử dụng như trong các ứng dụngdi động hoặc hệ thống lưu trữ năng lượng như trong nhà. Thay vào đó, các cây điệngió thường sử dụng hệ thống lưu trữ năng lượng lớn hơn như pin lithium-ion, pinchì-acid, hoặc các công nghệ lưu trữ năng lượng khác.

Hệ thống lưu trữ năng lượng trong cây điện gió thường được tích hợp sâu vàocơ sở hạ tầng của cây hoặc được đặt ở các trạm biến áp gần đó. Các hệ thống nàyđược thiết kế để lưu trữ năng lượng từ cây điện gió khi sản lượng vượt quá nhu cầuvà cung cấp năng lượng khi cây không sản xuất đủ, đặc biệt là trong các điều kiệnthời tiết không thuận lợi.

Hình 1.6 Hình ảnh ắc quy 1.2.7.5.Thân cây

Thân cây là phần cấu trúc chịu trách nhiệm cố định cây điện gió vào mặt đất.Nó được thiết kế để cung cấp sự ổn định và hỗ trợ cần thiết cho toàn bộ cấu trúc.Đây là phần cột trụ chính của cây điện gió, tương tự như thân cây thật. Nó là nơi đểlắp đặt các thiết bị điện tử và cơ học cần thiết cho việc tạo ra điện từ năng lượnggió. Cấu trúc ống đáy của cây điện gió cần phải được thiết kế để chịu được tải trọngtừ gió mạnh và đảm bảo ổn định cho toàn bộ cấu trúc. Vật liệu xây dựng thườnglàm từ thép hoặc bê tông cốt thép để đảm bảo sự cứng cáp và bền vững.

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

Và để chạy được nó thì lúc này chính là nhiệm vụ của các bộ biến đổi, thay đổigiá trị điện áp cao hơn hoặc thấp hơn so với lưới điện hoặc biến đổi qua lại giữadòng điện 1 chiều và dòng điện xoay chiều.

1.3.2.Bộ biến đổi AC DC

Hay còn được gọi là bộ chỉnh lưu là bộ biến đổi điện áp từ điện xoay chiều ACsang điện áp một chiều DC được ứng dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày cũngnhư trong ngành điện nói chung và chuyên ngành tự động hóa nói riêng.

-Phân loại:

+ Chỉnh lưu không điều khiển

Bộ chỉnh lưu dạng này được thiết kế đơn giản sử dụng linh kiện bán dẫn làdiode để thực hiện việc dẫn, khơng dẫn dịng điện.

Ưu điểm của bộ biến đổi này chính là sự đơn giản dễ dàng chế tạo.

Nhược điểm là vì nó không chỉnh được thông số cho nên mỗi mạch phải tínhtốn riêng và khi muốn thay đổi phải tạo mạch khác.

Phù hợp với những thiết bị sử dụng ổn định một công suất nhất định khôngcần hiệu chỉnh.

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

Ở bộ chỉnh lưu này giúp cho phép chúng ta có thể hiệu chỉnh giá trị của điệnáp tăng hoặc giảm thay vì chỉ dẫn một điện áp nhất định giống như chỉnh lưukhông điều khiển, sử dụng các linh kiện bán dẫn có chân điều khiển nhưTryristor, mofet v..v

Ưu điểm giúp thay đổi giá trị điện áp như mong muốn điều này rất có lợi đặcbiệt là được sử dụng để điều khiển các động cơ điện một chiều thay vì sử dụngcác biến trở có hao tổn cao.

Nhược điểm khó chế tạo bởi vì cịn phải thiết kế thêm khâu điều khiển cácvan bán dẫn phải tính tốn và thiết kế sao cho các nhiễu xung tần từ nguồn cấpkhông làm hỏng hoặc nhiễu các tính hiệu điều khiển.

1.3.3. Bộ biến đổi điện áp DC – DC

Bộ biến đổi DC-DC hay DC-DC converter hay bộ biến đổi điện áp một chiềuDC-DC là một mạch điện tử hoặc thiết bị cơ điện dùng để chuyển đổi nguồn dòngđiện một chiều (DC) từ mức điện áp này sang mức điện áp khác. Nó là một loại bộchuyển đổi năng lượng điện. Mức năng lượng từ rất thấp (pin nhỏ) đến rất cao(truyền tải điện cao áp).

Bộ chuyển đổi DC-DC sử dụng chuyển đổi tần số cao và cuộn cảm, máy biếnáp và tụ điện để làm mịn nhiễu chuyển đổi thành điện áp DC điều chỉnh. Các vịngphản hồi kín duy trì đầu ra điện áp khơng đổi ngay cả khi thay đổi điện áp đầu vàovà dòng điện đầu ra. Với hiệu suất 90%, nó thường hiệu quả hơn và nhỏ hơn nhiềuso với bộ điều chỉnh tuyến tính. Nhược điểm của nó là nhiễu và phức tạp.

- Phân loại: Bốn cấu trúc liên kết phổ biến là bộ chuyển đổi buck, boost,

buck-boost và SEPIC.

+ Bộ biến đổi buck hoạt động theo nguyên tắc sau: khi khóa (van) đóng, điệnáp chênh lệch giữa ngõ vào và ngõ ra đặt lên điện cảm, làm dòng điện trong điệncảm tăng dần theo thời gian. Khi khóa(van) ngắt, điện cảm có khuynh hướng duy trìdịng điện qua nó sẽ tạo điện áp cảm ứng đủ để diode phân cực thuận. Điện áp đặtvào điện cảm lúc này ngược dấu với khi khóa (van) đóngvà có độ lớn bằng điện ápngõ ra cộng với điện áp rơi trên diode, khiến chodòng điện qua điện cảm giảm dầntheo thời gian. Tụ điện ngõ ra có giá trị đủ lớn để dao động điện áp tại ngõ ra nằmtrong giới hạn cho phép.

+ Bộ biến đổi tăng áp là thiết bịđược ứng dụng đểbiến đổi làm tăng điện ápđầu ra so với điện áp nguồn. Vấn đề điều khiển bộ biến đổi tăng áp là một vấnđềphức tạp vì nó có tính phi tuyến và dễ bị ảnh hưởng của các tác động bên ngoà

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

+ Bộ biến đổi buck-boost hoạt động dựa trên nguyên tắc: khi khóa (van)đóng, điện áp ngõ vào đặt lên điện cảm, làm dòng điện trong điện cảm tăng dần theothời gian. Khi khóa (van) ngắt, điện cảm có khuynh hướng duy trì dịng điện qua nósẽ tạo điện áp cảm ứng đủ để diode phân cực thuận. Tùy vào tỷ lệ giữa thời gianđóng khóa (van) và ngắt khóa (van) mà giá trị điện áp ra có thể nhỏ hơn, bằng, haylớn hơn giá trị điện áp vào. Trong mọi trường hợp thì dấu của điện áp ra là ngượcvới dấu của điện áp vào, do đó dịng điện đi qua điện cảm sẽ giảm dần theo thờigian

+ Bộ chuyển đổi SEPIC cũng nâng điện áp lên hoặc xuống, tạo ra điện ápbằng hoặc cao hơn hoặc thấp hơn điện áp đầu vào. SEPIC được sử dụng cho cácứng dụng tương tự như buck-boost, nhưng cung cấp một số lợi thế trong một số ứngdụng.

1.3.4. Bộ biến đổi điện áp DC – AC

Bộ nghịch lưu (DC-AC converter) là thiết bị có nhiệm vụ chuyển đổi điện ápvà dòng điện từ nguồn điện một chiều (DC) sang điện áp xoay chiều (AC) tươngứng.

- Phân loại

+BBĐ điện áp (nghịch lưu điện áp): Là BBĐ một chiều-xoay chiều mànguồn cung cấp là nguồn điện áp và phụ tải khơng có tính chất dao động cộnghưởng hoặc nếu có tính chất dao động cộng hưởng thì tần số cộng hưởng f0 nhỏhơn tần số điện áp ra của BBĐ f (f cũng là tần số làm việc của BBĐ). Trong thực tếthì nguồn cung cấp cho BBĐ một chiều-xoay chiều thường lấy từ đầu ra của sơ đồchỉnh lưu nên để cho nguồn có đặc trưng gần với dạng nguồn áp lý tưởng thì ngườita thường mắc song song với 2 cực nguồn một tụ C0 có giá trị đủ lớn (ý nghĩa của từđủ lớn là tuỳ thuộc vào chế độ và tần số làm việc, độ chính xác yêu cầu mà lựa chọngiá trị cần thiết của C0). Tụ C0 có tác dụng duy trì cho điện áp trên 2 cực nguồnkhơng thay đổi khi BBĐ làm việc, đồng thời đảm bảo tính dẫn dịng 2 chiều củanguồn.

+BBĐ dịng điện (nghịch lưu dòng điện): Là BBĐ một chiều-xoay chiều mànguồn cung cấp là nguồn dịng điện và phụ tải khơng có tính chất dao động cộnghưởng hoặc nếu có tính chất dao động cộng hưởng thì tần số cộng hưởng f0 nhỏhơn tần số dòng điện ra của BBĐ f (f cũng là tần số làm việc của BBĐ). Trong thực

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

người ta thường mắc nối tiếp với nguồn một điện cảm L0 có giá trị đủ lớn (ý nghĩacủa từ đủ lớn là tuỳ thuộc vào chế độ và tần số làm việc, độ chính xác yêu cầu màlựa chọn giá trị cần thiết của L0). Điện cảm L0 có tác dụng duy trì cho dịng điệnnguồn không thay đổi khi BBĐ làm việc, đồng thời đảm bảo tổng trở lớn củanguồn.

+BBĐ cộng hưởng (nghịch lưu cộng hưởng): Là BBĐ một chiều-xoay chiềumà nguồn cung cấp có thể là nguồn điện áp hoặc nguồn dịng điện nhưng phụ tảiphải có tính chất dao động cộng hưởng với tần số cộng hưởng f0 lớn hơn tần số điệnáp hoặc dòng điện ra của BBĐ f (f cũng là tần số làm việc của BBĐ). Trong thực tếthì để có tính chất dao động cộng hưởng mạch tải phải có các phần tử điện cảm vàđiện dung, ngoài ra để đặc trưng cho sự tiêu thụ cơng suất tác dụng của tải thì tảiphải có một giá trị điện trở tương đương nào đó. Từ đó ta thấy rằng quá trình daođộng cộng trong mạch tải của BBĐ này là một quá trình tắt dần. Phụ thuộc vào cáchnối các phần tử mạch tải mà loại BBĐ này có thể được chia ra các loại khác nhau.

1.3.5. Bộ biến đổi AC AC

Bộ biến đổi AC-AC là một thiết bị điện tử cơng suất có chức năng chuyển đổidịng điện xoay chiều (AC) từ một mức điện áp hoặc tần số này sang một mức điệnáp hoặc tần số khác mà khơng cần phải chuyển đổi sang dịng điện một chiều (DC)trung gian. Chúng có nhiều ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực công nghiệp vàdân dụng.

-Phân loại:

+Bộ Điều Chỉnh Điện Áp AC (AC Voltage Controllers): Điều chỉnh điện ápđầu ra bằng cách thay đổi góc kích của các thiết bị bán dẫn như thyristor hoặc triac. +Bộ Biến Tần Cycloconverter:Chuyển đổi tần số từ mức này sang mức khácmà không cần qua giai đoạn DC trung gian.

+Matrix Converter:Biến đổi cả điện áp và tần số một cách trực tiếp mà khôngcần qua giai đoạn DC trung gian.

1.4. TỔNG KẾT

Trong chương I đã nêu tổng quan về tình hình phát tiển năng lượng gió tạiViệt Nam. Năng lượng gió đã trở thành một phần không thể thiếu trong ngành nănglượng tái tạo của Việt Nam, đóng vai trị quan trọng trong việc đảm bảo cung cấpđiện cho nền kinh tế phát triển và giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu.

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

Trong đề tài này em sẽ thiết kế các khâu mạch lực và mạch điều khiển cũngnhư là mạch sạc để sử dụng cho tải là động cơ 24VDC. Như sơ đồ dưới đây

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH SẠC THEO NGUYÊN TẮC MPPT

2.1. CƠNG SUẤT ĐẦU RA CỦA CÂY ĐIỆN GIĨ2.1.1. Các thơng số cơ bản của cây điện gió

Với yêu cầu của đề tài là 18 lá gió và 3 nhánh với mỗi lá gió cho ra điện áp giaođộng trong khoảng từ 2-20VDC lúc này điện áp ra mỗi nhánh

Unh = Udc1 + Udc2….+Udc6 (1.1) + Áp dụng công thức trên ta thu được điện áp khi:

MinUnh1 = 2.6 = 12VMax Unh1 = 20.6 = 120VVới Unh1 = Unh2 = Unh3

+ Ta thu được tổng điện áp trên cây điện gió là

UT = Unh1 + Unh2 + Unh3 (1.2)Min UT = 12 + 12 + 12 = 36VDC

Max UT = 120 + 120 + 120 = 360VDC

+ Để tính được cơng suất đầu ra mà cây điện gió tạo ra được thì ta phải làm rõnăng lượng được tạo ra như thế nào:

E = 12m.v2 trong đó: (1.3)M là khối lượng riêng của vật

V là vận tốc của vật

P= 12m.v2 (1) (1.4) M = dmdt

dmdt = ρ.A.vTrong đó:

δ là khốilượng riêng của khơng khí = 1,29 kg/m3A là diện tích tiếp xúc của cánh quạt với gió m2

Với chiều dài là 100cm và chiều rộng 100cm ta thu được diện tích tiếp xúc A= dài

× rộng=100 ×100=10000 cm2 = 1m2

V là vận tốc khơng khí đơn vị m/s

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

Thay vào (1) ta được

P = 12 ρ.A.v3 (1.5)

Tuy nhiên công suất P tạo ra khơng thể nào có thể tối ưu được 100% nó chỉ có thểgiao động trong khoảng 0,05 – 0,45.

Sau khi tìm hiểu góc cánh tác động thế nào đến cơng suất của điện gió

Thơng qua một bài nghiên cứu được xuất bản bởi Advances in MechanicalEngineering“EFFECT OF THE BLADE ARC ANGLE ON THE PERFORMANCE OF

A SEVONIUS WIND TURBINE”

P = 12 ρ.A.v3 .Cp

Hình 2.1 Sự ảnh hưởng của góc cánh đến hiệu suất

Với góc cánh 160° sẽ cho ra Cp hay còn được gọi là hiệu suất gió cao nhất với0,2836 lưu lượng gió theo đề tài là từ : 4000-6000m3/h

Lưu lượng gió m3/h Tốc độ gió m/s Cơng suất mỗi lá

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

Bảng 2.1 Công suất của động cơ sinh ra

2.2. PHƯƠNG PHÁP MPPT2.2.1. Khái niệm

MPPT (Maximum Power Point Tracking) là một thuật toán mà bộ điều khiểnsạc sử dụng giúp cho các tuabin điện gió kết nối vào nó nhằm tận dụng tối đa nguồnnăng lượng. Khi năng lượng gió thay đổi thì điểm cơng suất cực đại của tuabin sẽthay đổi theo. Lúc này thì bộ điều khiển sạc phát huy tác dụng. Bộ điều khiển sạc sẽđiều chỉnh sao cho mối quan hệ V-I ln ở mức cực đại (hình 1).

Hình 2.2 Điểm cơng suất cực đại.

Khi một tuabin gió được mắc trực tiếp vào một tải, điểm làm việc của tuabingió đó sẽ là giao điểm giữa đường đặc tính làm việc I – V và đường đặc tính I–Vcủa tải. Đặc tính làm việc của tuabin và tải có thể thay đổi giá trị:

 Từ đặc tính I–V cho thấy có một điểm gọi là MPP (maximum power point) làđiểm mà khi hệ thống hoạt động tại điểm đó thì cơng suất ra của tuabin gió là lớnnhất.

 Trong hầu hết các ứng dụng người ta mong muốn tối ưu hóa dịng cơng suất ra từtuabin gió tới tải. Để làm được điều đó thì địi hỏi điểm hoạt động của hệ thống phảiđược thiết lập ở điểm MPP.

 Tuy nhiên, vì điểm hoạt động với công suất lớn nhất (MPP) phụ thuộc vào lưulượng gió và điều kiện mơi trường thay đổi ngẫu nhiên nên vị trí điểm MPP cũngthay đổi liên tục. Do đó, để đảm bảo hệ thống ln làm việc điểm MPP hoặc ở lâncận điểm MPP thì người ta sử dụng một mạch đặc biệt gọi là MPPT để bám theođiểm có cơng suất cực đại.

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">

2.2.2.Thuật tốn xác định điểm có cơng suất cực đại (MPPT)

Vị trí của điểm MPP trên đường đặc tính I–V là khơng biết trước và nó lnthay đổi phụ thuộc vào điều kiện gió. Do đó, cần có một thuật tốn để theo dõi đểmMPP, thuật tốn này chính là trái tim của bộ điều khiển MPPT. Có nhiều thuật tốnđược nghiên cứu và ứng dụng trong thực tế, trong đó phổ biến nhất là thuật tốnP&O. Thuật tốn P&O, cịn được là phương pháp “leo đồi” được sử dụng phổ biếnnhất trong thực tế bởi tính đơn giản của thuật tốn và dễ dàng thực hiện.

Hình 2.3 Nguyên lý hoạt động của thuật toán nhiễu loạn và quansát (P&O) (Lee & Yun, 2019).

Hình mơ tả ngun lý hoạt động của thuật tốn P&O, từ đó có thể suy raphương thức hoạt động của thuật toán như sau:

+ Nếu điểm hoạt động của hệ thống di chuyển theo hướng 1 tức ΔP < 0 và ΔI < 0P < 0 và ΔP < 0 và ΔI < 0I < 0thì cần tăng dịng điện hoạt động lên để di chuyển điểm hoạt động tới điểm MPP. + Nếu điểm hoạt động của hệ thống di chuyển theo hướng 2 tức ΔP < 0 và ΔI < 0P > 0 và ΔP < 0 và ΔI < 0I > 0thì cần tăng dịng điện hoạt động lên để di chuyển điểm hoạt động tới điểm MPP. + Nếu điểm hoạt động của hệ thống di chuyển theo hướng 3 tức ΔP < 0 và ΔI < 0P > 0 và ΔP < 0 và ΔI < 0I < 0thì cần giảm dịng điện hoạt động để di chuyển điểm hoạt động tới điểm MPP. + Nếu điểm hoạt động của hệ thống di chuyển theo hướng 4 tức ΔP < 0 và ΔI < 0P < 0 và ΔP < 0 và ΔI < 0I > 0thì cần giảm dòng điện hoạt động để di chuyển điểm hoạt động tới điểm MPP.

</div>Trang 33<div class="page_container" data-page="33">

Hình 2.4 Lưu đồ thuật tốn P&O

Hình 2.5. Hình ảnh bộ MPPT trong thực tế

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

Hình 2.6 Sơ đồ đấu nối của Mppt

2.3. MẠCH GIẢM TĂNG ÁP CHO MẠCH SẠC2.3.1. Nguyên lí

Nguyên lý hoạt động

Trong khoảng (0 ÷

t

0), khi van Q dẫn, điện cảm L được trực tiếp nạp nănglượng từ nguồn US bằng dòng I1 với qui luật tương tự BXMC song song. Giai đoạnnày điơt D khố và tải chỉ nhận năng lượng từ tụ điện C, vì vậy ở đây cũng cần có tụC mắc song song tải.

Hình 2.7 Giai đoạn Mosfet dẫn

Trong giai đoạn còn lại: (

t

0 + T) van Q khố, cắt nguồn US ra khỏi mạch, đểduy trì dịng điện theo chiều cũ của mình sức điện động tự cảm của cuộn kháng L sẽ

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

này. Lưu ý rằng với chiều của dòng điện nạp cho tụ C là I2 thì chiều điện áp trên tụđiện sẽ có dấu ngược lại so với nguồn.

Hình 2.8 Giai đoạn Mosfet ngắt

Quy luật điện áp ra tải :

Ut=γ . UD

IQ

=

1−γγIt

→ IQmax= γmax

1−γmaxIt

(2.2)

+ Điện áp qua van

UQ = UD + Ut (2.3) Tính diode D

+ Dòng qua diode

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

ID

=

1−γ1 It

→ IDmax= 1

1−γmaxIt

(2.4)

+ Điện áp ngược qua diode lớn nhất lúc van Q dẫn UD = UD + Ut

Tham số cuộn cảm

L =

γ US

∆ I . f

(2.5) Dịng trung bình qua điện cảm bằng tổng dịng qua tải và qua van Q

IL

=

1−γ1 It

=

UQ + Ut (2.6) Tính tụ điện

C =

∆ Uγ It

. f

(2.7) 2.3.2 Tính tốn chọn linh kiện

Với điện áp đầu vào là 75VDC

Điện áp tải là 13 – 14V cho ắc quy 12V Với tần số chọn trên STM là 100k + Chu kì D

= Vout+VinVout = 12+7512 = 0,13 + Chọn cuộn cảm

Dòng điện trên tải

P = UI→ I =PU

= 16,72 = 0,22A Độ đập mạch của cuộn cảm ∆ I=20 % . It

=0,2.2,7 = 0,044 A Giá trị của cuộn cảm

L =

γ UD

∆ I . f

=

0,044.1000000,13.75

= 2,2mH

</div>Trang 37<div class="page_container" data-page="37">

Hình 2.10 cuộn cảm cắm 0810 2,2mH

Độ biến thiên của điện áp

∆ Ut=1 %.

13,5 = 0,135

Giá trị của tụ điện

C =

∆ Uγ It

. f

=

0,135.1000000,13.0,22

= 2,1

μ

F Chọn tụ hóa 2,2

μ

F 50V

Hình 2.12 diode 1N5401 100V 3A

Tính tốn Mosfet

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

UD

=

U¿

+

Uout

= 75 + 12 = 87V

Chọn TF2916 N-Mosfet 5A 100V TO-220F

Hình 2.13 TF2916 N-Mosfet 5A 100V TO-220F

</div>Trang 40<div class="page_container" data-page="40">

Khi Mosfet dẫn dòng

+ UL = US = LdiL

↔diLdt = ∆ iL

Hình 3.1 Giai đoạn MOSFET dẫn

Hình 3.2 dưới cho thấy đường đi của dịng điện trong khoảng thời giansóng vng đưa vào cực G của của MOSFET ở mức thấp. Vì MOSFET bị tắtnhanh chóng nên dịng điện giảm đột ngột làm cho cuộn dây L tạo ra một sứcđiện động ngược. Cực tính điện áp trên cuộn dây L ngược chiều so vớikhoảng thời gian MOSFET dẫn, để dòng điện chạy qua. Điều

</div>

Đồ án cây điện gió

<b>Hà Nội – 2024LỜI CẢM ƠN</b>

<b>LỜI CAM ĐOAN</b>

<b>MỤC LỤC</b>

2.1.1. Các thơng số cơ bản của cây điệngió………15

<b>LỜI GIỚI THIỆU</b>

<b>DANH MỤC HÌNH ẢNH</b>

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN GIĨ

<b>CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH SẠC THEO NGUN TẮC MPPT</b>

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG STM 32

<b>DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT</b>

<b>CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN GIÓ</b>

1.1. MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN

1.2.2. Tình hình phát triển điện gió trên thế giới

1.2.3. Tiềm năng và trữ lượng gió ở Việt Nam

1.2.5. Ưu điểm và nhược điểm của năng lượng gió

1.2.6. Giới thiệu về cây điện gió

1.2.7. Cấu tạo cây điện gió

1.3.2.Bộ biến đổi AC DC

-Phân loại:

1.3.3. Bộ biến đổi điện áp DC – DC

1.3.4. Bộ biến đổi điện áp DC – AC

1.3.5. Bộ biến đổi AC AC

-Phân loại:

1.4. TỔNG KẾT

<b>CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH SẠC THEO NGUYÊN TẮC MPPT</b>

2.1. CƠNG SUẤT ĐẦU RA CỦA CÂY ĐIỆN GIĨ2.1.1. Các thơng số cơ bản của cây điện gió

2.2. PHƯƠNG PHÁP MPPT2.2.1. Khái niệm

2.2.2.Thuật tốn xác định điểm có cơng suất cực đại (MPPT)

2.3. MẠCH GIẢM TĂNG ÁP CHO MẠCH SẠC2.3.1. Nguyên lí

t

t

=

(2.2)

=

(2.4)

L =

(2.5) Dịng trung bình qua điện cảm bằng tổng dịng qua tải và qua van Q

=

=

C =

(2.7) 2.3.2 Tính tốn chọn linh kiện

L =

=

= 2,2mH

Độ biến thiên của điện áp

13,5 = 0,135

C =

=

= 2,1

F Chọn tụ hóa 2,2

F 50V

=

+

Khi Mosfet dẫn dòng

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về