Tiểu luận điện tử công suất nâng cao

Tiểu luận Điện tử công suất nâng cao

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ

BỘ NGHỊCH LƯU NPC
CHO TẢI KHÔNG CÂN BẰNG 3 PHA - 4 DÂY
Cho số liệu:
Nguồn dc có Vdc = 500V. Tải 3f RL: R=10[Ohm], L=10[mH]
Yêu cầu áp ba pha tải không đối xứng:
vt1=200cos(100
vt2=160cos(100

;

vt3=180cos(100

;

Tần số sóng mang: 10[kHz]
1)
Vẽ sơ đồ mạch hệ thống gồm nguồn cung cấp, mạch công suất, mạch tải, mạch
điều khiển và kích lái, với đầy đủ các ký hiệu áp, dòng, ký hiệu linh kiện

Hình 1: Sơ đồ khối của bộ nghịch lưu 3 bậc NPC 3pha-4dây
2)
Phân tích kỹ thuật PWM dùng sóng mang cho nghịch lưu 3 bậc NPC 3f 4 dây:
giải tích mạch điện, các trạng thái đóng ngắt, hàm offset, quan hệ áp yêu cầu và áp
điều khiển cho các linh kiện.
Theo số liệu ban đầu ta có:
HVTH: Phan Tấn Phước

Trang 1


Tiểu luận Điện tử công suất nâng cao

vt1=200cos(100

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ

Vt1 = 200∠0

vt2=160cos(100

;

vt3=180cos(100

; Vt3 = 180∠-240

Vt2 = 160∠-120

Tìm điện áp trên nhánh thứ 4, ta có:
Vt4=- Vz = - (Vt1+Vt2+Vt3)/3= 11,547∠-150
vt4 = 11,547cos(100
;
Tính tại thời điểm lấy mẫu (t=0)
Tìm điện áp offset:
vomax = Vdc – Max(vt1, vt2, vt3, vt4) = 500 – 200 = 300(V)
vomin = - Min(vt1, vt2, vt3, vt4) = 90(V)
vo = (vomax + vomin)/2 = 195(V)

Tìm áp nghịch lưu:
vA = vt1 + vo = 200 + 195 = 395V
vB = vt2 + vo = - 80 + 195 = 115V
vC = vt3 + vo = -90 + 195 = 105V
vN = vt4 + vo = -10 + 195 = 185V
Tìm áp điều khiển:
vdka = (vA*2)/Vd = 1.58V
vdkb = (vB*2)/Vd = 0,46V
vdkc = (vC*2)/Vd = 0,42
vdkn = (vN*2)/Vd = 0,74
Tìm dòng điện chạy qua tải:
It1 = (200∠0)/(10,481∠17,432) = 19.082∠17,432(A)
It2 = (160∠-120)/(10,481∠17,432) = 15.266∠102,568(A)
It3 = (180∠-240)/(10,481∠17,432) = 17,174∠222,568(A)
Với Z = R +jZL = 10 + j10.10-3.2.50.3,14 = 10 + j 3,14 = 10,481∠17,432(Ω)
3)

Giải thuật PWM dưới dạng lưu đồ.

HVTH: Phan Tấn Phước

Trang 2


Tiểu luận Điện tử công suất nâng cao

HVTH: Phan Tấn Phước

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ

Trang 3


Tiểu luận Điện tử công suất nâng cao

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ

4)
Mô hình và mô phỏng các phần tử mạch, mô phỏng mạch lái và tạo xung kích,
các hàm trung gian phục vụ cho giải thuật

Mô hình nguồn điện áp DC.

Mô hình hệ thống công suất 3pha - 4 dây

HVTH: Phan Tấn Phước

Trang 4


Tiểu luận Điện tử công suất nâng cao

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ

Mô hình tải 3 pha

Mô hình bộ điộu khiộn và kích lái

HVTH: Phan Tấn Phước

Trang 5


Tiểu luận Điện tử công suất nâng cao

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ

Chương trình trong bộ điều khiển và kích lái:
function [Vdka, Vdkb, Vdkc, Vdkn, Vomax, Vomin, Voff, sa1,
sa2, sb1, sb2, sc1, sc2, sn1, sn2] = fcn(t, m, f, Vd,
Vcarrier1, Vcarrier2)
% This block supports the Embedded MATLAB subset.
% See the help menu for details.
Va = 200*m*cos(2*pi*f*t) ;
Vb = 160*m*cos(2*pi*f*t-2*pi/3) ;
Vc = 180*m*cos(2*pi*f*t-4*pi/3) ;
Vn=-(Va+Vb+Vc)/3;
%Find Voff
Vomin=-min([Va,Vb,Vc,Vn]);
Vomax=Vd-max([Va,Vb,Vc,Vn]);
Voff= (Vomin+Vomax)/2;
%Vdk
Vdka=(Va+Voff)*2/Vd;
Vdkb=(Vb+Voff)*2/Vd;
Vdkc=(Vc+Voff)*2/Vd;
Vdkn=(Vn+Voff)*2/Vd;
%Controlling signal modulation
%level 1
if (Vdka >= Vcarrier1) sa1=1;
else sa1=0;

end
if (Vdkb >= Vcarrier1) sb1=1;
else sb1=0;
end
if (Vdkc >= Vcarrier1) sc1=1;
else sc1=0;
end
if (Vdkn >= Vcarrier1) sn1=1;
else sn1=0;
end
HVTH: Phan Tấn Phước

Trang 6


Tiểu luận Điện tử công suất nâng cao

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ

%level 2
if (Vdka >= Vcarrier2) sa2=1;
else sa2=0;
end
if (Vdkb >= Vcarrier2) sb2=1;
else sb2=0;
end
if (Vdkc >= Vcarrier2) sc2=1;
else sc2=0;
end
if (Vdkn >= Vcarrier2) sn2=1;

else sn2=0;
end
5)
Mô phỏng hệ thống và kết quả: mô tả hệ thống, các số liệu đầu vào, các kết quả
ngỏ ra. Trong đó, có vẽ đồ thị ở trạng thái xác lập (trong 2 chu kỳ áp tải) quá trình áp
điều khiển và xung kích của các cặp linh kiện, áp nghịch lưu, áp pha và áp dây tải,
dòng tải. Phân tích FFT áp tải dạng Bảng giá trị.

HVTH: Phan Tấn Phước

Trang 7


Tiểu luận Điện tử công suất nâng cao

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ

Dạng sóng dòng điện của tải 3 pha

HVTH: Phan Tấn Phước

Trang 8


Tiểu luận Điện tử công suất nâng cao

HVTH: Phan Tấn Phước

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ

Trang 9


Tiểu luận Điện tử công suất nâng cao

HVTH: Phan Tấn Phước

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ

Trang 10


Tiểu luận Điện tử công suất nâng cao

HVTH: Phan Tấn Phước

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ

Trang 11


Tiểu luận Điện tử công suất nâng cao

HVTH: Phan Tấn Phước

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ

Trang 12

Tiểu luận Điện tử công suất nâng cao

HVTH: Phan Tấn Phước

GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ

Trang 13