BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
NGUYỄN HỮU KHÁNH
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN
TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN BỘ LỌC TÍCH CỰC
CHO VIỆC GIẢM SÓNG HÀI
Chuyên ngành : Tự động hóa
Mã số: 60.52.60
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Đà Nẵng - Năm 2013
Công trình được hoàn thành tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. PHAN VĂN HIỀN
Phản biện 1: GS.TS NGUYỄN DOÃN PHƢỚC
Phản biện 2: TS NGUYỄN HOÀNG MAI
Luận văn được bảo vệ tại Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp Thạc
sĩ kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 7 tháng 12 năm
2013.
* Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng
1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Ngày nay việc đánh giá chất lượng điện năng không còn đơn
thuần là đảm bảo ổn định tần số, điện áp, độ tin cậy cung cấp điện
mà còn phải quan tâm đến việc giảm được lượng sóng hài do các các
phụ tải gây ra trên lưới điện, thể hiện ở chỉ tiêu chỉ tiêu rất quan
trọng đó là độ méo dạng (THD) của dòng điện hay tỉ lệ dòng điện hài
bậc cao so với dòng điện có tần số cơ bản. Dòng điện hài là dòng
năng lượng không sử dụng được với các thiết bị trên lưới, thành phần
này chuyển hoá sang dạng nhiệt năng và gây tổn hao.
Việc sử dụng các thiết bị để lọc bỏ thành phần sóng hài, đã và
đang được quan tâm trong những năm gần đây. Một trong các
phương pháp lọc sóng hài là sử dụng bộ lọc tích cực. Điều khiển
dòng điện phát ra từ bộ lọc để triệt tiêu dòng điện hài có nhiều
phương pháp khác nhau để thực hiện. Trong đề tài này tôi nghiên
cứu điều khiển trượt để điều khiển bộ lọc tích cực cho việc giảm
sóng hài. Với hướng nghiên cứu này, tôi đã chọn đề tài “Nghiên cứu
ứng dụng điều khiển trƣợt điều khiển bộ lọc tích cực cho việc
giảm sóng hài” để làm luận văn tốt nghiệp.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Điều khiển trượt đang giữ vai trò quan trọng trong các hệ
thống điều khiển hiện đại, vì nó đảm bảo tính khả thi của hệ thống,
đồng thời lại thực hiện tốt các chỉ tiêu kỹ thuật của hệ như độ chính
xác, độ tác động nhanh, tính bền vững và ổn định tốt, dễ thiết kế và
thay đổi… Ưu điểm nổi bật của bộ điều khiển trượt là tính ổn định
bền vững ngay cả khi hệ thống có nhiễu hoặc khi thông số của đối
2
tượng thay đổi theo thời gian. Với các ưu điểm trên mục tiêu nghiên
cứu của đề tài là tạo ra được bộ điều khiển trượt điều khiển giảm
lượng hài cho tải phi tuyến.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đồi tượng nghiên cứu các bộ điều khiển PID, điều khiển
trượt điều khiển bộ lọc tích cực cho việc giảm sóng hài cho các tải
phi tuyến
- Nghiên cứu tạo bộ điều khiển trượt điều khiển bộ lọc tích cực
cho việc giảm sóng hài gây ra bởi tải là biến tần và động cơ điện ba
pha.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết
Kết hợp khảo sát các tải phi tuyến, mô phỏng đối tượng trên
matlab/simulink.
5. Cấu trúc của luận văn
Mở đầu
Chương 1. Tổng quan về sóng hài và các phương pháp lọc
sóng hài
Chương 2. Nguyên lý điều khiển trượt.
Chương 3. Nghiên cứu điều khiển bộ lọc tích cực cho việc
giảm sóng hài tải phi tuyến
Chương 4. Mô phỏng và kết quả
Kết luận và kiến nghị.
3
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ SÓNG HÀI VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP LỌC
SÓNG HÀI
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG
1.2. TỔNG QUAN VỀ SÓNG HÀI
1.2.1. Sóng hài
Sóng hài là các sóng sinh ra có tần số khác tần số cơ bản, có
thể xem đây là trường hợp riêng của sóng điều hòa, sóng điều hoà có
thể coi là tổng của các dạng sóng sin mà tần số của nó là bội số của
tần số cơ bản.
Để đánh giá sự méo dạng sóng điều hòa do dòng điện hài gây
ra ta sử dụng thông số quan trọng đó là hệ số méo dạng THD (Total
Harmonic Distortion) được xác định bằng biểu thức sau:
1
2
2
X
nn
X
THD
(1.1)
Trong đó: X1: biên độ thành phần cơ bản;Xn: biên độ thành phần điều
hòa bậc n. Từ (1.1) ta có thể đáng giá độ méo dòng điện và điện áp
qua hệ số méo dạng dòng điện và hệ số méo dạng điện áp.
1.2.2. Các nguồn tạo sóng hài
Các nguồn sinh sóng điều hòa trong công nghiệp được tạo ra
bởi tất cả các tải phi tuyến. Các phần tử phi tuyến điển hình là lõi
thép của MBA, động cơ (đặc tính bão hòa của vật liệu sắt từ), các
dụng cụ bán dẫn công suất như thyristor, diode của các bộ biến đổi
(chỉnh lưu, nghịch lưu, điều áp xoay chiều…), các đèn điện tử,
nguồn hàn, các hệ truyền động điện, lò hồ quang điện, lò nấu thép
cảm ứng, lò tôi cao tần.