zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Cơ khí - Chế tạo máy

Một số giải thuật điều chế đơn giản, hiệu quả cho nghịch lưu áp đa bậc

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Báo xấu

12
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Một số giải thuật điều chế đơn giản, hiệu quả cho nghịch lưu áp đa bậc trình bày một đề nghị về chiến lược điều chế đơn giản dễ thực hiện cũng dựa theo phương pháp điều chế gián đoạn 1 vector nhưng mang lại hiệu quả cao trong điều khiển động cơ, giảm tổn hao đóng ngắt, giảm tỷ lệ hài và ảnh hưởng của điện áp commom mode.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Một số giải thuật điều chế đơn giản, hiệu quả cho nghịch lưu áp đa bậc

Tạ Chí Khoa họ Giáo dụ Kỹ p c c thuậ số1(1), 6/2006 t MỘ SỐ GIẢ T HUẬ Đ Ề CHẾĐ N GIẢ , T I T I U Ơ N HIỆ QUẢCHO NGHỊ H LƯ ÁP Đ B Ậ U C U A C Nguyễ Vă Nhờ n n Phạ Xuân Hổ m ABSTRACT This paper proposes a modulation strategy for multilevel inverters, which selects voltage vectors that generate minimum commom mode voltage in the load, working at low switching frequency. The total harmonic distortion, the number of commutations and the linearity are also studied. Experimental results confirm that the proposed method is the simplest, highly effective and highly suited inverters with a every number of levels. Mặ dù có nhiề ư đ m củ PWM nhưcho c u u iể a I. GIỚ THIỆ I U: đc tính đ u chếtuyế tính, như các ặ iề n ng phư ng pháp này tồ tạkhuyếđ m chung ơ n i t iể Trong nhữ nă gầ đ nhữ nghiên ng m n ây ng là tổ hao đ ngắlớ và tỷ hài cao.Vớ n óng t n lệ i cứ vềnghị lư đ bậ phát triể nhanh u ch u a c n mụ đ giả tổ hao đ ngắ và tỷlệ c ích m n óng t chóng và đ mang lạ nhiề cả tiế trong ã i u i n hài THD phư ng pháp đ u chế ơ iề SVC (Space phư ng pháp đ u chếNhiề kỹthuậ đ u ơ iề . u t iề Vector Control) đ u chế iề gián đ n 1 vector oạ chế ơ giả và linh hoạ[1][3][4][6] hơ so đn n t n ra đ i [1][2]. Tuy nhiên thự hiệ phư ng ờ c n ơ vớ phư ng pháp đ u chế i ơ iề vector không gian pháp SVC trên hệthố vector quay trong ng cổđ n.[5] Do sựhạ chế a phư ng pháp iể n củ ơ hệtọ đ phứ vẫ còn rấ nhiề phúc tạ a ộ c n t u p SVPWM cổđ n phảlậ trình phứ tạ các iể i p c p trong lậ trình đ u khiể p iề n. vector quay trong hệ c tọ đ, xác đ vị trụ a ộ inh trí và thờ gian vector tác đng cũ như i ộ ng Bài báo này trình bày mộ đ nghị chiế t ề về n việ xác đnh chọ lọ vector redundant c ị n c lư c đ u chếđn giả dễthự hiệ cũ ợ iề ơ n c n ng thích hợ và do vậ trong quá trình đ u chế p y iề dự theo phưng pháp đ u chếgián đ n 1 a ơ iề oạ cầ nhiề bả tra. Nhữ phư ng pháp cả n u ng ng ơ i vector như mang lạ hiệ quảcao trong ng i u tiế sau này đ giảquyếcác khó khă trên n ã i t n đ u khiể đng cơ giả tổ hao đ ngắ iề n ộ , m n óng t, bằ việ sử dụ mố tư ng quan củ ng c ng i ơ a giả tỷlệhài và ả hư ng củ đ n áp m nh ở a iệ phư ng pháp SVPWM vớ kỹthuậ cơbả ơ i t n commom mode. Các vấ đ vềcấ trúc n ề u đ u chế sóng mang, đ giả quyế các iề ể i t mạ nghị lư sẽtrình bày cụthểtrong ch ch u khoả cách tồ tạgiữ 2 phư ng pháp trên ng n i a ơ phầ II. Phầ III sẽ ề p các nguyên lý cơ n n đ cậ các nhà nghiên cứ đ đ a vào các hàm u ã ư bả củ giả thuậ đ nghịSựtư ng quan n a i t ề . ơ offset cộ thêm vớ tín hiệ đ u chếHiể ng i u iề . u trong giảpháp đ u chế vớ phưng pháp i iề so i ơ vềmố quan hệtư ng đng giữ SVPWM i ơ ồ a SVC. Các kếquả iề chế phân tích thự t đu và c và CPWM môt cách sâu sắ thì mớ có thể c i hiệ bằ mô phỏ trong phầ mề PSIM n ng ng n m thiế kếcác hàm offset thích hợ và hiệ t p u sẽ trình bày trong phầ IV. Phầ V trình bày n n quảNhữ phân tích lý thuyếvà mốtư ng . ng t i ơ kếquảmô phỏ đ u khiể đng cơbằ t ng iề n ộ ng quan giữ SVPWM và CPWM hầ nhưđ a u ã giả pháp nghị lư đ nghịCuố cùng là i ch u ề . i đ ợ giả quyế trọ vẹ bở việ dùng các ưc i t n n i c nhữ kế luậ nhậ xét củ ngư i thự hiệ ng t n n a ờ c n hàm offset làm cho việ đ u chế theo c iề nghiên cứ u. phư ng pháp SVPWM đợ thự hiệ dễ ơ ưc c n dàng và đn giả hơ trên sóng mang và tín ơ n n II. CẤ TRÚC MẠ U CH NGHỊ CH hiệ đ u chế giả nhẹviệ tính toán và u iề , m c LƯU ÁP Đ BẬ A C: không cầ tra bả trong quá trình đ u n ng iề chế .[4] Cấ trúc mạ nghị lư áp đ bậ thư ng u ch ch u a c ờ sửdụ trong nghiên cứ và thửnghiệ là 2 ng u m dạ cơbả Cascade và Diode Clamped. ng n 21
Tạ Chí Khoa họ Giáo dụ Kỹ p c c thuậsố1(1), 6/2 006 t Trong giớ hạ bài báo này chư xem xét tớ i n a i Trong quá trình đ u chếgián đ n mộ iề oạ t sựcân bằ nguồ Như đ thuậ tiệ ng n. ng ể n n vector, vector tham khả V(t) quay trong o theo dõi và tư ng đng kế quảđ n áp ra ơ ồ t iệ mặphẳ phứ chứ tậ hợ các vector cơ t ng c a p p sau nghị lư so sánh các kế qủ mô ch u, t a bả và các trạ thái redundant củ nghị n ng a ch phỏ ởđ có sựthố nhấ cho cách đt ng ây ng t ặ lư đ bậ Khi vector V(t) đn gầ vector u a c. ế n tên các khóa ngắ dẫ trong 1pha và nguồ t n n cơbả nào nhấ nó sẽchọ vector đ làm n t n ó DC (nhưHình 1). đi đ n và thự hiệ theo trạ thái ạ iệ c n ng redundant phù hợ nhấcủ vector này. p t a III. CHIẾ LƯ N ỢC Đ U CHẾĐ IỀ Ề NGHỊ 0 A Hình 1: Sựthố nhấ tên các khoá và nguồ DC trong pha a nghị lư 5 bậ ng t n ch u c Vector V(t) thểhiệ trong hệtọ đ phứ n a ộ c thự hiệ trạ thái đng thờ củ 3 vector c n ng ồ i a đ ợ xem là tổ hợ 3 vector đ n áp pha: ưc ng p iệ pha lệ nhau 1200có biên đ liên quan ch ộ trong công thứ (3-1). c t 2  V   v AN   .v BN   2 .v CN  t a t a t  Mỗ trạ thái cơbả củ vector đ u khiể i ng n a iề n 3 V(t) là tậ hợ trạ thái 3 vector 3 pha p p ng (AN, BN, CN là đ n áp các pha so vớ iệ i thành phầ Các trạ thái vector cơbả và n. ng n trung tính ) (3-1). redundant trong nghị lư đ bậ kếcậ ch u a c n nhau có thể xem là sựthay đi củ 1 trong 3 ổ a ơ Hình 2: Phư ng pháp trạ thái pha (thí dụ 211 sang 210 là thay ng : đ u chế vector iề 1 đi trạ thái pha C, 211 sang 221 là thay ổ ng 220 đi trạ thái pha B). Sựthay đi trạ thái ổ ng ổ ng kế n cũ chính là sốbậ dẫ củ 1 trong cậ ng c n a số3 pha củ mạ nghị lư a ch ch u. 221 V(t) 210 Chọ mứ so sánh chuyể trạ thái dẫ là n c n ng n 110 giá trịtrung bình DC giữ 2 bậ đ u chế a c iề kế cậ trên 1 pha ta có thểthu đợ kế quả n ưc t 222 211 200 đ u chế n sát vớ quá trình đ u chế iề gầ i iề SVC 111 100 (Single Vector Control) 000 Chiế lư c đ u chế thể tả n ợ iề có mô nhưsau: Đ u này cho thấ thự hiệ 1 trạ thái V(t) iề y c n ng quay trong mặ phẳ phứ tư ng đơ t ng c ơ ư ng 22
Tạ Chí Khoa họ Giáo dụ Kỹ p c c thuậ số1(1), 6/2006 t Tín hiệ Sin các pha có biên đ tính từquan u ộ hệcông thứ (3-1) vớ vector tham khả c i o đ ợ đa vào bộ sánh vớ các giá trị ưc ư so i trung bình DC củ các bậ đ u chếđ cho ra tín a c iề ể hiệ đ u chếTín hiệ đ u chế đợ sử u iề . u iề thu ư c dụ đ u chếcác khóa ngắ dẫ theo quy ng iề t n luậđ u chế a mạ nghị lư t iề củ ch ch u. Biên đ tín hiệ Sin các pha đợ tính cho ộ u ưc các pha nghị lư n bậ như ch u c sau: n1 VA = m. 3 cos (2t) (3-2a) n1 Hình 3b: Hoạđ ng đ u chế sánh 1 t ộ iề so VB = m. 3 cos (2t-1200 ) (3-2b) pha củ chiế lư c đ u chế ề a n ợ iề đ nghị n1 T IV. MÔ HÌNH VÀ KẾ QUẢMÔ VC = m. 3 cos (2t-2400 ) (3-2c) PHỎ NG Trong đó: Chiế lư c đ u chế ề n ợ iề đ nghị ưc thự hiệ đợ c n n: là số c củ nghị lư đ bậ bậ a ch u a c; mô hình mô phỏ trên phầ mề PSIM vớ ng n m i mạ nghị lư dạ Diode Clamped. Kế ch ch u ng t m: là chỉsốđ u chếbiên đ củ vector iề ộ a quảcho thấ đc tính đ u chếkhông thể y ặ iề tham khả V(t) o tuyế tính vì bả chấ củ đ u chếmộ n n t a iề t Mô tả t đng đ u chế nghị lư 5 bậ hoạ ộ iề ở ch u c vector như đc tính củ phư ng pháp đ ng ặ a ơ ề nhưHình 3 sau: nghị bão hòa hơ so vớ PP SVC Khi số ít n i bậ càng cao thì đc tính càng gầ tuyế tính c ặ n n hơ và có khả ng đ u chếchỉ đ u chế n nă iề số iề ở biên đ nhỏ cũ nhưtỷ lệ hài cao ộ ng  V 2  12 V   THD  rms   V1    hơ Đ thuậ ít n. ể n tị so sánh sau đ cùng thố nhấ dùng ên ây ng t V DC 1Vpu = 3 khi tính biên đ đ n áp ộ iệ V . 3 t m V DC pha tảvà chỉ đ u chế i số iề Hình 3a: Hoạ đng củ chiế lư c t ộ a n ợ đ u chế ề iề đ nghị 23
Tạ Chí Khoa họ Giáo dụ Kỹ p c c thuậsố1(1), 6/2 006 t DO THI DAC TINH DIEU CHE 1 Dac tinh U1max pp de nghi 0.9 Dac tinh ly tuong 0.8 0.7 Bien do di eu che 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 chi so dieu che m Hình 4 : Đ c tính đ u chế a pp SVC và pp nghị lư đ nghị bậ ặ iề củ ch u ề 11 c Kế quảmô phỏ trên PSIM vớ UDC = t ng i VA0 ; Đ n áp dây VAC ; Đ áp Commom iệ iên 500V tả R =10 L = 0.2 H; m = 0.9 củ i ; a Mode V CM, cùng phân tích phổhài củ VA0 a nghị lư đ nghị5 bậ Các dạ sóng ch u ề c. ng và VAC trong vùng 20% hài cơbả (Hình 5). n dòng IA; Đ n áp pha tả VAN; Đ n áp pha iệ i iệ Hình 5a: Các dạ sóng dòng đ n IA; ng iệ Hình5b: phân tích phổ iệ áp pha đn đ n áp VAN; VA0; VAC; VCM; iệ VA0 và đ n áp dây VAC nghị lư 5 iệ ch u bậ đ nghị c ề So sánh kế quả phỏ vớ phư ng pháp t mô ng i ơ tiể (Hình 6) vớcùng đ u kiệ nhưphư ng u i iề n ơ Carrier based SVPWM Commom Mode cực pháp đ nghị ề . Hình 6a: Các dạ sóng dòng đ n IA; ng iệ Hình6b: Phân tích phổ iệ áp pha đn đ n áp VAN; VA0; VAC; VCM; iệ VA0 ; và đ n áp dây VAC Nghị lư iệ ch u SVPWM CM cự tiể 5 bậ c u c 24
Tạ Chí Khoa họ Giáo dụ Kỹ p c c thuậ số1(1), 6/2006 t Rõ ràng vớ phư ng pháp đ u chế ề i ơ iề đ nghịtỉ cao (nhưHình 7). Xem xét ở11 bậ vớ c i lệ ng nhưbiên đ các hài bậ cao giả rõ cũ ộ c m cùng đ u kiệ đ n áp Commom Mode iề n, iệ rệ Hài bậ cao càng giả khi sốbậ càng t. c m c cũ rấnhỏ ng t . Hình 7a: Các dạ sóng dòng đ n I A; đ n ng iệ iệ Hình 7b: Phân tích phổ iệ áp pha VA0 và đn áp V AN; VA0 ; VAC; V CM đ n áp dây VAC nghị lư áp đ nghị iệ ch u ề 11 bậc xoay chiề 3 pha sẽ ư c tính toán tưng tự u đợ ơ V. MÔ HÌNH Đ U KHIỂ Đ IỀ N ỘNG nhưđ u khiể đng cơmộ chiề iề n ộ t u. U CƠKĐ XOAY CHIỀ 3 PHA: B Phư ng trình chuyể đi dòng 3 pha (I A, IB , ơ n ổ Đ kiể chứ chi tiế mạ nghị lư áp ể m ng t ch ch u IC) sang dòng tạ từthông Id và dòng tạ o o đ bậ đ nghịtác giả n dụ mạ đ u a c ề , vậ ng ch iề moment Iq trong hệtrụ không gian dq như c khiể trên hệtruyề đng đng cơkhông n n ộ ộ sau: đng bộ3 pha dự trên phư ng thứ đ u ồ a ơ c iề khiể từ n thông (Flux Vector Control).  3  2 3  Cos I d  Cos A    . I B    . IC 2 . I Cos 2 3  (Phư ng thứ đ u khiể từthông xác đnh ơ c iề n ị  .I  3   I q  Sin A Sin 2 .I B Sin   . I C 2 2 3  theo mô hình ởhình 8) 3 1 Vớ phư ng thứ đ u khiể theo từthông, i ơ c iề n I 0  A  B  C  I I I 3 hệ ng đ u khiể đng cơ B thố iề n ộ KĐ Phư ng trình chuyể đi dòng tạ từthông ơ n ổ o Id và dòng tạ moment Iq sang tín hiệ áp o u đ u khiể nghị lư nhưsau: iề n ch u V A  d  q I 0 Cos .I Sin .I VB      Cos   .I d   3 .I q  0 2 3 Sin 2 I VC  23      I Cos  .I Sin  2 3 .I d q 0 Kếquả đợ từmô hình mô phỏ trên t thu ư c ng phầ mề PSIM vớ sốliệ mô phỏ như n m i u ng sau: UDC = 600V; Id đt = 16A; n đt = ặ ặ Hình 8: Sơđ khố truyề đng ồ i n ộ 1000V/ph. xoay chiề 3 pha cũ có thể iề khiể đc u ng đu n ộ Thông số Đ CKĐ : Uđ = 220V; B m lậ từ2 thành phầ là dòng tạ từthông và p n o fđ = 50Hz; Rs = 0.294; Ls = 0.00139H; Rr m dòng tạ moment thông qua việ chuyể đi o c n ổ = 0.159 ; Lr = 0.00074H; từvector dòng 3 pha quay về2 thành phầ n Lm = 0.041H; P = 6; J = 0.01 kg.m2 . vector trên hệtrụ tọ đ không gian. Do c a ộ vậ việ đ u khiể đng cơkhông đng bộ y c iề n ộ ồ Thông sốtả 20Nm sau 2s chuyể sang i: n 2 100Nm. Jload = 0.8 kg .m 25
Tạ Chí Khoa họ Giáo dụ Kỹ p c c thuậsố1(1), 6/2 006 t Các kế quả dạ sóng dòng đ n 3 pha, t về ng iệ đ ợ ư đ m là đn giả dễ c hiệ đ u ư c u iể ơ n thự n iề đ n áp pha VA0 đ n áp dây VAC và đc tính iệ iệ ặ chếcho mọ bậ củ nghị lư áp đ bậ i c a ch u a c. tố đ và đc tính moment và kế quảphân c ộ ặ t Nó còn chứ tỏrằ tổ hao đ ngắ ng ng n óng t, tích hài vùng 20% hài cơ n (Hình 9). bả đ n áp Commmon Mode và tỉ hài THD iệ lệ giả xuố rấ thấ nhấlà khi sốbậ tă m ng t p, t c ng. Phạ vi ứ dụ trong truyề đng đ u m ng ng n ộ iề khiể đng cơlà thự tếphát triể ứ dụ n ộ c , n ng ng phư ng pháp này vào thự hiệ các nghị ơ c n ch lư áp đ bậ dùng cho các bô truyề đ u a c n ông sẽ mang lai hiệ quả u cao. VII. TÀI LIỆ THAM KHẢ U O 1. José Rodríguez “A New Modulation Method to Reduce Common Mode Voltages in Multilevel Inverter” IEEE Vol 51 No 4 August 2004 2. José Rodríguez “A Vector Control Technique for Medium Voltage Multilevel Inverter” IEEE Vol 49 No 4 August 2002. 3. José Rodríguez, S.Kouro, J.Rebolledo and J.Pontt “A Reduced Switching Frequence Modulation Algorithm for High Power Multilevel Inverter” IEEE 4/05/2005. 4. NVNho. M J Youn “An comprehensive study on SVPWM - Carrier based PWM correlation for multilevel inverters”. IEEE Proceedings Electric Power Applications. 2005 (in press). 5. Nikola Celanovic “Space Vector Modulation and Control of Multilevel Converters” Ph.D dissertation University Virgina. Hình 9: Kếquảthu đ ợ từhệ t ưc n truyề 6. Vladimir Blasko “A hybrid PWM đng đng cơ 11 bậ ộ ộ NL c strategy combining modified space vector and triangle comparison method” VI. KẾ LUẬ T N: Proc Conf PESC. Pp 1872-1878. 1996. Qua kế quảmô phỏ và thự nghiệ cho t ng c m thấ phưng pháp đ u chế ề y ơ iề đ nghịphát huy 26

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

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

65 tài liệu

2428 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.