Thiết kế lắp đặt bộ giảm áp DC DC dùng trong hệ thống năng lượng mặt trời nối lưới

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

,

N

T

T

Ắ ĐẶT

NG TR NG

T

ẶT TRỜ N

U

G

C C

NG N NG Ư NG
Ư

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện
ã số: 60.52.02.02

TÓM TẮT LUẬN V N T ẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2018


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Ngư i hư ng

n ho họ : TS. ƯƠNG

Ph n i n : TS. TR N

Ph n i n : PGS.TS. V

TRUNG

NGỌC Đ

N

QUÂN

U

U

Luận văn được b o v trư c Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghi p thạ sĩ ỹ thuật họp tại Trư ng Đại học Bách khoa Đà

Nẵng vào ngày 03 tháng 3 năm 2018

* Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Học li u, Đại họ Đà Nẵng tại Trư ng Đại học
Bách khoa
- Thư vi n Kho Đi n, Trư ng Đại học Bách khoa - ĐHĐN


1
MỞ ĐẦU
o

1. L

n

à

Ngày n y, hi
đ n sứ

h

vấn đ ô nhi m môi trư ng g y nh hư ng

on ngư i, nhi n i u h

thạ h th n,

u,

ngày

àng ạn i t, đòi h i húng t ph i th y đổi hư ng ph t triển và tìm
h h i th

tối đ nguồn năng ượng t i tạo mặt tr i, gi ,

.V i

những ưu điểm nổi ật như: vô tận, sạ h, rẻ; năng ượng t i tạo àng
đượ ứng ụng rộng rãi tr n h u h t
nhi n,

nư

tr n th gi i. Tuy

n ạnh những ưu điểm ể tr n, húng ũng

v hi u suất àm vi
ti t. Do đ ,

ũng như hịu nh hư ng

ộ i n đổi đi n tử ông suất

Ngoài r , à một ngư i àm ông t

nhi u hạn h

i đi u i n th i

n ph i đượ tí h hợp.

gi ng ạy trong ngành Kỹ thuật

đi n, Tôi muốn hứng minh h năng hoạt động thự t
huyển đổi đi n p một hi u
vụ ông t

đi u hiển so v i ý thuy t để phụ

gi ng ạy.

Để gi i quy t vấn đ này, tôi đã họn đ tài: Thi t K
ộ Gi m

ủ mạ h

p DC DC D ng Trong H Thống Năng ượng

p Đặt
ặt Tr i

Nối ư i”
Nội ung uận văn tập trung thi t
mạ h gi m p, mô ph ng tr n

t

hiển PI để đi u hiển đi n p đ u r
t qu này, thi t

tìm r

thông số ủ

Simu in . Thi t

ộ đi u

ủ mạ h gi m p DC DC. T

p đặt ộ gi m p DC DC thự t . Ph n nối

ư i à phương hư ng ph t triển ti p th o, s u này ủ uận văn.
2. M
-

ng

n

Tính toán lựa chọn các thông số phù hợp cho mạch gi m áp
DC/DC;

-

Thi t k bộ đi u khiển PI;

2
Phân tích k t qu thông qua vi c mô ph ng bằng ph n m m

-

Matlab/Simulink;
Thi t

3. Đố

p đặt ộ gi m p DC DC

ng à p

m

ng

đi u hiển thực t .

n

3.1. Đối tượng nghiên cứu
-

Thông số của mạch gi m áp DC/DC;

-

Bộ đi u khiển PI;

-

L p mạch thực t .

3.2. Phạm vi nghiên cứu
-

Nghi n ứu thi t

ộ đi u hiển PI ự tr n phương ph p

Ziegier- Nichols;
-

Thi t

4. P

ng p

p đặt ộ gi m p DC DC;
p ng

n

Đ tài Thi t K
Thống Năng ượng

p Đặt ộ Gi m p DC DC D ng Trong H
ặt Tr i Nối ư i” tập trung nghi n ứu và mô

ph ng mạ h gi m p và p ụng

iểu đi u hiển h

nh u để

đư r đi n p đ u r như mong muốn. Đ tài đượ x y ựng ự
tr n ứng ụng ho h thống đi n mặt tr i nối ư i. C
to n thi t

đượ

mạ h tính

iểm tr tính đúng đ n ằng phương ph p mô

ph ng tr n ông ụ to n họ

t

Simu in , s u đ thự hi n

p

đặt ộ gi m p DC DC.
5. Ý ng ĩa k oa
-

Ý nghĩ

c và th c ti n c a
ho học: Ứng dụng

tài
nghi n ứu v năng ượng

mặt tr i. Tính toán, thi t k , mô ph ng sự hoạt động của ủ
mạ h gi m p DC DC

đi u khiển. T đ

thể phát triển

đ tài th o hư ng k t nối ư i h thống chuyển đổi sau này.
-

Tính thực ti n: Kiểm hứng h năng hoạt động và sự ổn
định ủ h thống huyển đổi DC DC. Góp ph n phát triển


3
h thống năng ượng mặt tr i nối ư i, ứng dụng vào thực t
cuộc sống. Ngoài ra, chứng minh kh năng hoạt động thực t
của mạch phục vụ cho công tác gi ng dạy.
6. Bố c

tài

đ u

Chương : Tổng qu n h thống đi n mặt tr i và
đổi năng ượng
Chương : Tính to n thi t
Chương :

ộ gi m p DC DC

ô ph ng và p đặt ộ gi m p DC DC

K t uận và i n nghị

ộ huyển


4

C ƯƠNG 1: T NG QU N
C C

T

C U

1.1 T ng Q an V Năng

NĐ
ng

nh h nh t ng qu t v

1.1.1
i t

NG Đ

N

ẶT TRỜ VÀ

N NG Ư NG

ặ T ờ
ngu n n ng ượng m t tr i

m
Vi t N m đượ x m à một quố gi

năng ượng mặt tr i, đặ

i t

ti m năng rất

nv

v ng mi n trung và mi n n m

ủ đất nư , v i ư ng độ ứ xạ mặt tr i trung ình ho ng 5

kWh/m2. Trong hi đ
v ng phí

,ư

ư ng độ ứ xạ mặt tr i ại thấp hơn

tính ho ng 4 Wh m2 o đi u i n th i ti t v i

tr i nhi u m y và mư ph n vào m
N m, ứ xạ mặt tr i trung ình

đông và m

xu n. Ở Vi t

0-250 kcal/cm th o hư ng tăng
2

n v phí N m hi m ho ng .000 - 5.000 gi tr n năm, v i ư
tính ti m năng ý thuy t ho ng 4 ,9 tỷ TOE. Năng ượng mặt tr i
Vi t N m

sẵn qu nh năm, h ổn định và ph n ố rộng rãi tr n

v ng mi n h
ình tr n

nh u ủ đất nư . Đặ

i t, số ngày n ng trung

tỉnh ủ mi n trung và mi n n m à

ngày năm. Năng ượng mặt tr i đượ

h i th

ho ng

00

sử ụng hủ y u ho

mụ đí h như: s n xuất đi n và ung ấp nhi t.
Tuy vậy, trong thự t
nư
m i hỉ

ông trình ph t triển nguồn đi n này

t v n đ ng òn hi m tốn, vi
p đặt thử nghi m

h i th

một số nơi hư

s u, v ng x , h i đ o v i ông suất nh .

ặ

v n òn hạn h ,
ư i đi n như v ng
nhà đ u tư đã

t đ u đẩy mạnh nghi n ứu x y ựng ự n đi n mặt tr i tại Vi t
N m, nhưng th o tìm hiểu, h u h t

ự n v n òn nằm tr n giấy.

n ạnh đ , trình tự, thủ tụ xin ấp phép x y ựng, ổ sung ự n


5
đi n mặt tr i vào quy hoạ h đi n ự

ủ Quố gi và t ng đị

phương òn rư m rà. Và đ y hính à những rào
qu n qu n ý,

i t

ơ

ấp hính quy n ph i vào uộ th o gỡ trong th i

gi n t i, để đi n mặt tr i
1.1.2 h

n đòi h i

thể ph t triển đạt mụ ti u đ r .

n ng ph t tri n v

ngu n n ng ượng m t tr i

m
C

ứng ụng N

T phổ i n hi n n y

o gồm

ĩnh vự

hủ y u sau:
-

Nhi t mặt tr i: sử ụng
ằng

thi t ị đun nư

ạng tấm thu N

hưng ất nư
hông hí

ng N
ng N

n ng,

T, thi t ị sấy N

p đun

T, thi t ị

T, thi t ị àm ạnh và đi u hò

Th y

ng N

T hạy

động ơ

nhi t động ơ Stir ing .
-

Đi n mặt tr i: ơ s

à sử ụng

mô khác nhau, quy mô nh

pin mặt tr i

quy

hông nối lư i thư ng là các

tấm pin mặt tr i tạo ra đi n t năng lượng mặt tr i và sử
dụng trực ti p (như dùng trong chi u sáng, cấp đi n sinh
hoạt hoặc cho các thi t bị văn phòng, các máy đo tự động,
vi n thông,

; quy mô nh có nối lư i thư ng là các dàn

pin mặt tr i được l p đặt trên các mái nhà của hộ gia đình
hay công s và quy mô l n nối lư i.
1.2

n Năng

ng

ặ T ờ

Nhìn hung, h thống đi n mặt tr i

thể hi àm h i oại:

hộ tiêu thụ đơn ẻ;

-

H thống PV làm vi c

-

H thống PV làm vi c v i ư i.


6
H thống àm vi

ủ PV

o gồm: h thống pin mặt tr i, ộ

huyển đổi năng ượng một hi u DC DC, ộ
đại

PPT , ộ đi u hiển PW

t điểm ông suất ự

và t i DC đượ mô t như hình .4.
Bộ chuyển
đổi DC/DC

B t điểm

công suất
cự đại
MPPT

T i DC

PWM

Hình 1.1: Sơ đồ hối h thống đi n mặt tr i ho t i DC
1.2.1 i i thi u
Pin mặt tr i pin qu ng đi n à một thi t ị huyển đổi trự ti p
năng ượng ủ

nh s ng mặt tr i thành đi n năng nh hi u ứng

qu ng đi n hi u ứng qu ng đi n à

tấm

h

năng ph t r

tron

hi đượ

V

n hất pin qu ng đi n à một đi-ốt

n

đi n tử

nh s ng hi u vào ủ vật hất .

n oại p và n đặt s t nh u. Tr n

n

n

mặt ủ pin

o gồm h i
một

hống ph n xạ, một ph n nh s ng sẽ ị hấp thụ hi truy n qu
và một ph n nh s ng sẽ đ n đượ
đi n tử tí h đi n m và ỗ trống nằm

pn

p huyển ti p, nơi
mặt gi i hạn. Khi

p
ặp

t nối

v i h i đi n ự t sẽ đo đượ một hi u đi n th .
Tấm pin năng ượng đượ tạo thành t nhi u pin mặt tr i
gồm 6 đ n 7 pin mặt tr i m

nối ti p v i nh u.

ỗi tấm pin mặt tr i thư ng
mứ

ông suất h

125Wp, 150Wp.

thể

đi n p à

VDC đ p ứng

nh u như: 0Wp, 40Wp, 50Wp, 75Wp, 00Wp,


7
h nh h

1.2.2

ểm công suất c

1.3 Thuật toán bắ

1.3.1 i i thi u c c thu t to n
a)

i MPPT

PP

chung
PPT

ximum Pow r Point Tr

r à phương ph p ò tìm

điểm làm vi c có công suất tối ưu ủa h thống nguồn đi n pin mặt
tr i qua vi

đi u khiển chu kỳ đ ng m

ho đi n tử dùng trong bộ

DC/DC.

b) T ậ oán xác địn đ ểm làm v c có công s ấ l n n ấ
MPPT
Thuật to n

PPT được coi là một ph n không thể thi u trong

h PV, được áp dụng v i mong muốn nâng cao hi u qu sử dụng của
dãy pin mặt tr i. N đượ đặt trong bộ đi u khiển bộ bi n đổi
DC/DC. Các thuật to n

PPT đi u khiển của bộ bi n đổi DC/DC sử

dụng nhi u tham số, thư ng là các tham số như òng PV, đi n áp
PV, òng r , đi n áp ra của bộ DC/DC.
Trong khuôn khổ củ

uận văn này hỉ sử ụng thuật to n

PPT v i phương ph p P O.
1.3.2 hu t to n P
Đ y à một phương ph p đơn gi n và được sử dụng thông dụng
nhất nh sự đơn gi n trong thuật toán và vi c thực hi n d dàng.
Thuật toán này xem xét sự tăng, gi m đi n áp theo chu kỳ để tìm
đượ điểm làm vi c có công suất l n nhất.
-

N u điểm hoạt động ủ h thống đ ng i huyển th o hư ng
1 (ΔP<0 và ΔV<0) thì

n tăng đi n p hoạt động

huyển điểmhoạt động t i điểm

PP.

n để i


8
-

N u điểm hoạt động ủ h thống đ ng i huyển th o hư ng
ΔP>0 và ΔV>0 thì

n tăng đi n p hoạt động

huyển điểm hoạt động t i điểm
-

PP.

N u điểm hoạt động ủ h thống đ ng i huyển th o hư ng
ΔP>0 và ΔV<0 thì

n gi m đi n p hoạt động để i

huyển điểm hoạt động t i điểm
-

n để i

PP.

N u điểm hoạt động ủ h thống đ ng

hư ng 4 ΔP<0 và ΔV>0 thì

i huyển th o

n gi m đi n p hoạt động để

i huyển điểm hoạt động t i điểm

PP.

Hình 1.2: Đư ng đặ tính P-V và thuật to n P O
năng l

1.4 Các bộ chuyển
ng

n năng l

ng mặ

ng

ờ

1.4.1 Bộ chuy n đ i DC/DC


ộ gi m p

u



ộ tăng p

oost ;

;

ờng

s

ng

o


9

Vi

ộ đ o ấu đi n p

họn ự

v i đi n p r

u

– Boost).

oại huyển đổi t y thuộ và y u

u ủ t i đối

ủ h PV.

1.4.2 Bộ chuy n đ i DC/AC
ộ huyển đổi DC AC à

thi t ị đi n tử hoặ

mạ h

h năng i n một đi n p một hi u thành một đi n p xo y hi u
gi trị t n số th y đổi đượ t y thuộ vào uật đ ng m
n

v n

n.
ộ huyển đổi

ng trong h PV

những đặ điểm s u:

-

Đi n p đ u ra hình sin;

-

Đi n áp và t n số nằm trong gi i hạn cho phép;

-

m s t được sự th y đổi củ đi n áp tham chi u và đi n áp
đ u vào;

- Hi u qu làm vi được nâng cao.
l ận:
Trong khuôn khổ củ uận văn này hỉ ứng ụng
i n qu n đ n ộ gi m p DC DC, sử ụng thuật to n
phương ph p P O.

ý thuy t
PPT v i


10

C ƯƠNG 2: T N

T

NT

T

2.1 Giới thiệu chung v bộ chuyển

G
i DC/DC

ộ huyển đổi DC DC sử ụng rộng rãi trong
một hi u như

thi t ị đi n tử h y

nhi m vụ i n đổi

C C

h thống đi n

động ơ một hi u. Chúng

nguồn đi n một hi u

đi n p hông

thông ụng thành nguồn đi n một hi u ổn định thông ụng ho
t i một hi u.

Vin

Hình 2.1: Sơ đồ hối tổng qu t v

V0

ộ huyển đổi DC DC

2.1.1 Phân loại các bộ chuy n đ i
Dự tr n hứ năng ủ t ng mạ h
đã n i

tr n:

-

Mạch gi m p;

-

Mạch tăng p;

-

Mạch đ o ấu đi n p.

thể ph n thành

oại như


11
2.1.2 Cấu trúc chi tiết và nguyên lý hoạt động
a)

ạc g m áp
Is

S

+

VL

_

I

I0
IC

+
_

D

+

C

V0
_

R

Hình 2.2: Sơ đồ nguy n ý ủ mạ h gi m p
ạ h gi m p àm vi
và h

u n phi n

trạng th i: h

S đ ng

S m . H i trạng th i th y đổi i n tụ th o hu ỳ TS:
(2.1)

Trong đ :
-

Ton: Th i gi n h

S đ ng

-

Toff: th i gi n h

Sm
(2.2)

Trong đ :
-

Vo V : đi n p đ u r

-

Vin V : đi n p đ u vào
: h số àm vi

-

I0 A : òng đi n đ u r

-

(A): dao động ủ
m

b)

ạc

ăng áp

c) Mạch đ o ấ đ n áp

ủ

h

S

òng đi n qu

uộn


12
2.2 M

u khiển cho bộ chuyển

i DC/DC

2.2.1 Gi i thi u các phương ph p đi u khi n
ển

a)

o p ương p áp đ

c n đ

ng x ng

PWM
ển

b)

2.2.2 Phương ph p

o p ương p áp x ng m ung P

–

n

c h u c n thiết

a) Tạo đ n áp ăng cư
so sán

b)

2.2.3 Phương pháp đi u khi n PID
a)
ộ đi u hiển PID - Proportional Integral Derivative à một ơ
ch ph n hồi vòng đi u khiển tổng qu t đượ sử ụng rộng rãi trong
các h thống đi u khiển ông nghi p – ộ đi u hiển PID à ộ đi u
hiển đượ sử ụng nhi u nhất trong

ộ đi u hiển ph n hồi.

Gi i thuật tính to n ộ đi u hiển PID
i t, o đ đôi hi n

o gồm thông số ri ng

òn đượ gọi à đi u hiển

h u: các giá

trị tỉ l , tích phân và đạo hàm, vi t t t à P, I, và D.
ằng

h đi u hỉnh

hiển PID, ộ đi u hiển
u đặ

i t.

hằng số trong gi i thuật ủ
thể

ng trong những thi t

ộ đi u
y u


13
b) ác

c n c

c) ác p ương p áp n n c
Trong phạm vi nghi n ứu ủ uận văn, phương ph p Zi gi r –
Nichols và đi u hỉnh thủ ông đượ

họn ự để thi t

ộ đi u

hiển.
2.3 T

k

ộ g ảm p C C

2.3.1 Cấu trúc, nguyên lý hoạt động

Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý mạch gi m p
h nh to n h c ộ gi m áp Buck theo phương ph p trung

2.3.2

nh h ng gi n trạng th i
{

(2.3)

Do h số đi u h

điểm àm vi

x

ập 0

D < , th o

(2.24 t thấy m ng đặ điểm gi m p r r t.
2.3.3 Tính toán các ph n tử của bộ gi m áp
a) T n

oán

ông số p n ử

Th o nguy n ý hoạt động đã đ
đi u i n họn uộn

ập

m th o ông thứ s u:

mụ

. . ,t

đượ


14
(

)
(2.4)

Trong đ :
-

Vo V à đi n p đ u ra.

-

Vin V à đi n p đ u vào.

-

fs (Hz) là t n số đ ng
A à độ

-

c m. Độ

t củ

h

đi n tử.

o động òng đi n đi qu

uộn

o động òng đi n này được tính

theo công thứ

.5 , tuy nhi n độ l n của

cuộn c m hư đượ x
này đượ ư

định nên thông số

ượng bằng 20  40% độ l n

dòng đi n đ u ra Io (Io được tính v i t i à đi n
tr thu n).
(

)

(2.5)

Tụ đi n đượ thi t ập th o độ
hạy qu

uộn

m trong trạng th i h

o động đi n p và òng đi n
Sm :
(2.6)

Xét trong kho ng th i gian nh (1 chu kỳ) và xét th i gian nh
nhất

, ông thứ

2.27 đượ tính ại như s u:

hay

(2.7)

Trong đ :
-

C F à đi n dung của tụ đi n.
A à độ

o động òng đi n đi qu

c m, được tính theo công thức (2.26).

uộn


15
-

fs(Hz) là t n số đ ng
V à độ

-

Dòng đi n huyển mạ h
(

t củ

h

đi n tử S.

o động đi n p đ u ra.

n nhất đượ tính:
(2.8)

)

Trong đ :
-

ISW à òng đi n chuyển mạch l n nhất, dựa
vào đ y t

thể chọn lựa thông số của các

van bán d n. Thông thư ng, các van bán b n
ph i

òng đi n làm vi c l n nhất

o hơn

giá trị ISW.
-

Iout(max) A à độ òng đi n ra cự đại.

Trong khuôn khổ luận văn này, bộ chuyển đổi kiểu u

được

thi t k có thông số như s u: đi n áp nguồn Vin=60V, đi n áp ra
Vo=20V cho dòng t i l n nhất I0=1A, t n số chuyển mạch fs=12kHz.
Chọn độ

o động đi n p đ u ra là

=0.1%. T đ , t tính được

các thông số sau:
Độ

o động òng đi n của cuộn c m:
( )

Độ

o đi n p đ u ra:

( )
Đi n dung của tụ đi n:
(
Chọn

)

.

Đi n c m của cuộn dây:
(
)

(

)

(

)


16
Chọn L = 4 mH.
b) Phân tích sự n

ưởng c a các ph n tử đến hoạ đ ng

c a mạch

Dự vào số i u tính to n

tr n, t

để iểm tr đ p ứng đi n p đ u r

Hình 2.4: Đi n p r

ủ

gi đã ti n hành mô ph ng

ủ mạ h

ộ gi m p

hư

đi u hiển PI

l ận:
Vi ự họn
ph n tử inh i n
nh hư ng rất n đ n sự
vọt ố đi n p, độ o động ủ đi n p, độ o động òng đi n và
th i gi n x ập ủ mạ h. Vi th y đổi gi trị và C tạo n n
t n số f0 t n số ộng hư ng h nh u, gi trị f0 àng n àm ho
mạ h nh nh ti n đ n gi trị x ập nhưng đồng th i ũng àm ho độ
vọt ố tăng o. Do đ , n ph i i t đượ
y u u ủ t i để tính

to n và họn ự
thông số ph hợp ự tr n
t sh t ủ nhà
s n xuất, th m
nghi n ứu v ộ đi u hiển tí h hợp ũng như
phương ph p đi u hiển đối v i mạ h để đ p ứng đượ
y u u
v đi n p: giữ đi n p đ u r uôn ổn định hi đi n p đ u vào ị
i n động h y đi u hỉnh đi n p đ u r ph hợp v i t i. Trong thự
t , ngoài
vấn đ tr n, hi mạ h hoạt động, t động ủ tín hi u
nhi u ũng ph n nào nh hư ng đ n t qu đ u r ủ mạ h. Do đ ,
t gi đã nghi n ứu, ặp ại mô ph ng nhi u n để đư đượ những
thông uối ng phụ vụ ho vi
p mạ h thự t .


17

C ƯƠNG 3:

NG VÀ Ắ ĐẶT

3.1 L a ch n thông số m p
Dự vào
v i thông số

C C

ng

ông thứ tính to n

nhi u n mô ph ng,

G

ph n . .

tụ đi n và uộn

=5mH, C=5 0µF

m đượ

và thông qu
ự

họn và thi t

t hợp v i t n số ăm xung

fs=12kHz.

Hình 3.1:
3.2 Mô ph ng bộ

ạ h mô ph ng

u khiển PI:

ộ đi u hiển PID đượ thi t

ự tr n phương ph p Ziegier-

Ni ho s v i h i h u đi u hiển PI. C

h số đượ

họn

n ượt

Kp=10 và Ki=0, . ộ đi u hiển PI đượ mô ph ng như hình .

Hình 3.2:

ô ph ng PI


18
ột tín hi u ỗi

t đượ ấy t hi u giữ đi n p th m hi u và

đi n p ph n hồi. Thông qu
ý s o ho tín hi u ỗi
đ ur

ộ PI tín hi u ỗi đượ

hu h đại và xử

t ti n v gi trị 0. Đi u này

nghĩ đi n p

gi trị ti n v mứ đi n p th m hi u thông qu vi

th y

đổi tín hi u đi u hiển D h số ăm xung . Khi h số D th y đổi éo
th o độ rộng xung PW

í hm v n

n

n

ũng sẽ th y đổi.

Thông qu mô ph ng, h số D và xung í h m v n th y đổi như
trong hình 3.4 và 3.5
3.3 Mô ph ng k t quả và phân tích:
ạ h gi m p và ộ đi u hiển PI àm vi

v i đi n p nguồn

ấp hính à đi n p t pin mặt tr i đượ mô ph ng ằng ph n m m

t

Simu in . Ở mạ h mô ph ng tr n, đi n p đ u r th m hi u

Vref đượ

họn

mứ

0V v i đi n p đ u vào th y đổi t

Hình 3.3: C

đi n p trong mạ h mô ph ng

3.4 ắp m ch giảm p C C
ạ h thự t đượ

080V.

ct

p đặt ự tr n mô hình h

mạ h gi m p như ph n tr n.

và mô ph ng

19
3.4.1 Cấu tạo mạch động lực thực tế

Hình 3.4: Pin năng ượng mặt tr i sử ụng tạo nguồn đ u vào.

Hình 3.5:
C

ph n tử đượ

họn ự và

hợp mô ph ng th o thứ tự t
tử

o gồm 5 uộn

ạ h động ự mạ h gi m p
p đặt giống v i trong trư ng

n tr n xuống trong hình .9,

m v i gi trị tương đương 5mH, c

gi trị 5 0µH và uối

ng à v n

n

ph n

tụ đi n v i

n IG T v i t n nhi t tr nh

trư ng hợp ph t n ng. Ngoài r đi n tr shunt đượ sử ụng để ấy
đo tín hi u và s u đ ph n hồi tín hi u v mạ h đi u hiển để đ m


20
b o

đ p ứng đ u r đúng như y u

nằm ngoài

ng

ăm xung đượ
Đèn

n ph i

u. C

đi n tr g n

đ ur

ng như một t i DC. Tín hi u đi u hiển

ung ấp t mạ h đi u hiển thông qu

p

ph t s ng trong hình sử ụng để ph t tín hi u

t nối.

o đ ng ăm

xung và mạ h đ ng hoạt động ổn định.
3.4.2 Mạch đi u khi n
Đối v i PI,

h số hu h đại ph i đượ tính to n họn ự

và th y đổi trự ti p tr n

ph n tử như i n tr h y tụ đi n. Đi u

này ph n nào àm gi m sự hính x
thử ông ũng như

ộ phận

ủ mạ h thự t
ị nhi u tín hi u o t

ngoài. Ngày n y, v i sự ph t triển ủ vi xử ý, vi
phương ph p đi u hiển tr n n
tăng

n hỉnh
nh n

n

tí h hợp

àng hơn và độ hính x

đượ

o. Trong phạm vi nghi n ứu uận văn, phương ph p đi u

hiển PI và PW
Co

o

đượ tí h hợp vào vi xử ý thông qu

để thự hi n vi

mã

nh

đi u hiển mạ h động ự mạ h gi m p

như hình . 0.

Hình 3.6:

ạ h đi u hiển


21
ạ h đi u hiển đượ thi t
NANO

hính giữ phí

ự tr n vi xử í ARDUINO

ư i màn hình hiển thị . Vi xử ý đượ

h tạo ông nghi p, nh gọn ũng như tính hợp sẵn
ụng và hống nhi u, đi u này ph n nào đ m
hoạt động và sự hính x
tr shunt đã n i

ủ mạ h. C

mạ h động ự

r , mạ h đượ thi t
hiển đượ

o đượ

h năng

tín hi u ph n hồi v t đi n

đượ

hu h đại nh vào IC

58 s u đ đư vào r uino để xử ý. Ngoài r
đượ th m vào v i mụ đí h

IC huy n

đi n tr và tụ

o v . Để iểm so t đượ đ p ứng đ u

t nối v i màn hình hiển thị.

t nối v i mạ h động ự thông qu

ạ h đi u

p tín hi u để ấp

tín hi u đi u hiển, ấy tín hi u ph n hồi xử ý.
3.5 K t quả o

ct

T mạ h thự t đượ
tr và th o

i ự tr n

p đặt. Qu trình hoạt động đượ

iểm

ph n hồi đi n p đ u vào và đi n p đ u

r . Qu trình này đượ đo trự ti p và xuất r t vi xử ý v i độ hính
xác cao.

Hình 3.7: Đi n p đ u vào thự t

ủ mạ h gi m p


22
T hình .

thể thấy đi n p đ u vào đượ th y đổi

th ng ng u nhi n để đ m
ứ đ u ti n

o g n giống v i

0V giống như trư ng hợp nh s ng y u;

à 60V ph n nh trư ng hợp
m y,

.;

ứ

ị h

huy t

ứ thứ

o nh hư ng ủ

n nhất v i gi trị 80V v i mứ độ ứ xạ và nhi t độ

o ú n ng g t;
ứng đ u vào

trư ng hợp thự t :

ứ

uối

ng ị h phủ v i mứ độ

mứ 45V. D

đi n p nào, đ u vào uôn

động trong ho ng ±0,5V , đi u này àm ho
tí h hợp đi u hiển uôn

n hơn, đ p
sự nhi u

mạ h huyển đổi

n thi t.

Hình 3.8: Đ p ứng đi n p đ u r mạ h gi m p
C thể thấy rằng, v i phương ph p đi u hiển PI đượ tí h hợp.
C
ho

đ p ứng đ u r thu đượ
đ u vào

uôn đượ đ m

ho thấy đượ

h năng ổn định rất tốt

sự th y đổi đột ngột h y nhi u động. Sự ổn định
o ho

thự t thu đượ s u hi

phụ t i

t nối hoạt động. Đ y à

p r p mạ h ự vào

t qu

đi u i n th m

hi u, tính to n t qu trình mô ph ng.
l ận:
Nhìn hung đ p ứng đi n p đ u r đ u đạt đượ sự ổn định như
mong muốn, nhưng v n
th i gi n
đ p ứng ộ đi u hiển PI


23
t động hư ịp th i. Tương ứng v i đi n đ u vào 0V, đi n p
đ u r ho đ p ứng rất tốt, gi trị uôn giữ
0V v i mứ độ gi o
động rất thấp. Tuy nhi n, hi đi n p đ u vào tăng vọt t 0V n
60V, ộ đi u hiển PI hông ịp t động ịp th i n n đi n p đ u r
tăng n ho ng V. Trong trư ng hợp này, hỉ n 0. s, ộ đi u

hiển PI đã t động đi u hiển h số ăm xung gi m xuống, ập tứ
đ p ứng đ u r qu y tr ại 0V. Khi đi n p vào tăng n 80V, đi n
p đ u r hông
i n động n nào, đi n p đ u r v n o động
nh qu nh mứ th m hi u. Khi gi m đột ngột đi n p t 80V xuống
òn 40V, đi u x y r tương tự như hi tăng 0V n 60V, đi n p
đ u r sẽ nh hư ng o ộ đi u hiển hông ịp th i t động. Đ p
ứng đi n p đ u r ú này gi m xuống một hút ho ng 9V và
s u đ phụ hồi ại ằng mứ th m hi u 0V hỉ trong 0.1s.