Nghịch lưu 3 pha SinPWM
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (847.53 KB, 11 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM
---------❖---------
BÀI TẬP LỚN MÔN CƠ SỞ ĐIỆN TỬ
CÔNG SUẤT
ĐỀ TÀI: MÔ PHỎNG BỘ NGHỊCH LƯU BA PHA
THEO PHƯƠNG PHÁP SINE PWM
Nhóm 14_L05
HK211
Giáo viên hướng dẫn: Cơ Hồ Thanh Phương
Sinh viên thực hiện: Trần Tuấn Kiệt
1910292
Nguyễn Minh An
1912529
Hồ Ngọc Nghĩa
1911680
Trần Đức Tân
1915074
1. Giới thiệu bộ nghịch lưu ba pha
Bộ nghịch lưu 3 pha là bộ biến đổi điện áp 1 chiều (DC) thành điện áp ra xoay chiều
(AC) 3 pha
Với phương pháp điều khiển điều rộng xung PWM ( Pulse-width modulation) thì
biên độ và tần số của sóng ngõ ra có thể thay đổi được
Mơ tả mạch:
• Phần cứng: mạch gồm nguồn tín hiệu đầu vào DC cung cấp cho bộ nghịch
lưu; 6 cặp khóa bán dẫn mắc đối song với nhau S1_D1, S2_D2,.., S6_D6; tải 3 pha
cân bằng đấu sao hoặc tam giác. Điểm o là điểm giữa của nguồn một chiều U có thể
khơng tồn tại thực tế và chỉ sử dụng cho việc phân tích mạch.
• Phần điều khiển: gồm sóng mang ( thường là xung tam giác có tần số rất lớn)
và 3 sóng điều khiển vcontrol,A , vcontrol,B và
vcontrol,C
đặt lệch pha nhau 1 góc 120o từng
đơi 1, tương ứng cho từng nhánh nghịch lưu A, B và C
→ Nếu các sóng điều khiển dạng hình sine thì kiểu điều chế này được gọi là SinePWM
2. Nguyên lý hoạt động
Mạch hoạt động dựa trên nguyên lý so sánh sóng điều khiển và sóng mang
Xét nhánh A:
vcontrol,A > vtri : S1 ON , S4 OFF
vcontrol,A < vtri : S1 OFF, S4 ON
Xét nhánh B:
vcontrol,B > vtri : S3 ON , S6OFF
vcontrol,B < vtri : S3 OFF, S6 ON
Xét nhánh C:
vcontrol,C > vtri : S5 ON , S2 OFF
vcontrol,C < vtri : S5 OFF, S2 ON
Giả sử có sóng điều khiển và sóng mang như sau:
Vtri
Xét vAN:
vAN = U
khi S1 ON, S4 OFF hay vcontrol,A > vtri
vAN = 0
khi S4 ON, S1 OFF hay vcontrol,A < vtri
Xét vBN:
VBN = U
khi vcontrol,B > vtri
VBN = 0
khi vcontrol,B < vtri
VCN = U
khi vcontrol,C > vtri
VCN = 0
khi vcontrol,C < vtri
Xét vCN:
→ Khi đó ta có VAB = VAN – VBN và có đồ thị dạng sóng như hình trên, tương tự
cho VBC và VCA .
→ Xung vuông VAB là tổng hợp của các hài thành phẩn và khi ta lọc bỏ đi các thành
phần hài bậc cao giữ lại thành phần hài cơ bản (VAB)1 ta sẽ được sóng sine như hình
trên.
3. Ứng dụng:
Bộ nghịch lưu 3 pha được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:
+ Truyền động điện động cơ xoay chiều: điều chỉnh cả biên độ và tần số dòng
điện, ổn định động cơ.
+ Trong lĩnh vực gia nhiệt cảm ứng (máy hàn điện, lò nung cao tần, ...)
+ Trong lĩnh vực truyền tải điện,…
+ Biến tần
4. Phân tích ưu điểm và nhược điểm
a. Ưu điểm:
• Đây là phương pháp điều khiển đơn giản, dễ dàng thực hiện.
• Việc điều chỉnh điện áp và tần số ra dễ dàng chỉ thông qua điều chỉnh biên
độ và tần số điện áp điều khiển đưa vào mạch điều chế
• Đạt được hiệu quả cao: công suất xử lý năng lượng cao, sử dụng được ở tần
số cao, giảm sự nhiễu và tổn thất đóng cắt,tổn hao chuyển mạch thấp
• Biên độ và tần số có thể được kiểm sốt độc lập
• Yêu cầu về bộ lọc được giảm xuống
• Chất lượng điện áp đầu ra đạt dạng sine
• Giảm đáng kể THD của dịng tải
b. Nhược điểm:
• Phương pháp sine PWM có vùng chỉ số điều chế cịn tuyến tính bị giới hạn
• Mạch phức tạp
• Suy hao chuyển mạch cao do tần số PWM cao
• Các khóa cơng suất đóng cắt theo điện áp điều khiển và sóng mang khơng
lựa chọn được do đó khơng tối ưu hóa để giảm số lần chuyển mạch.
5. Mô phỏng hệ thống
Thông số mô phỏng: Udc=100V, tải của mỗi pha mạch nghịch lưu R=1Ω L=1mH
(tải đối xứng, đấu hình sao), biên độ sóng sin là 0.8V và tần số là 50Hz, biên độ
xung răng cưa là 1V và tần số là 5kHz.
a. Mạch điều khiển
Bộ nguồn tạo sóng răng cưa biên đơ 1V và tần số 5 kHz
Ba sóng Sin A, Sin B, Sin C có biên độ là 0.8V và tần số là 50Hz lệch pha nhau
Khối so sánh
2𝜋
3
sẽ so sánh sóng sin với xung răng cưa, Nếu tại thời điểm đó
sóng sin lớn hơn hoặc bằng xung răng cưa sẽ cho ra tín hiệu tích cực cao, ngược lại
sóng sin bé hơn xung răng cưa thì tín hiệu sẽ tích cực thấp.
Từ đó ta có xung điều khiển cho khối IGBT/Diode.
Sóng Sin A sẽ điều khiển cho cặp IGBT/Diode 1 và 4
Sóng Sin B sẽ điều khiển cho cặp IGBT/Diode 3 và 6
Sóng Sin A sẽ điều khiển cho cặp IGBT/Diode 5 và 2
Vì trạng thái tắt bật của các cặp 1 4, 3 6, 5 2 là đối xứng nhau nên tín hiệu gốc ta
điều khiển các khối 1 3 5 và tín hiệu sẽ được NOT lại để điều khiển các khối 4 6 2
b. Mạch lực
Bao gồm nguồn Udc = 100V, 6 khối IGBT/Diode và tải RL nối 𝑌 với các thông số
đã nêu ở trên
6. Kết quả mô phỏng
Dạng áp pha của tải
Dạng áp dây của tải
LINK video chạy mô phỏng:
/>
