Thiết kế khối điều chế vector không gian (SVM) và so sánh với phương pháp sinPWM
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.77 MB, 44 trang )
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
Thiết kế khối điều chế vector không gian (SVM)
và so sánh với phương pháp sinPWM
Giảng viên hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:
ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT - 118928
1
NỘI DUNG TRÌNH BÀY
1
Thiết kế khối điều chế vector khơng gian
2
Mô phỏng kiểm nghiệm
3
Mô phỏng PIL
4
Kết luận
2
Bước 1. Xác định trạng thái (vector chuẩn) của các van
Chuyển hệ tọa độ Clark:
Van dẫn
ua
ub
uc
uab
ubc
𝑢
𝑢0
V2 , V4 , V6
0
0
0
0
0
0
𝑢1
V6 , V1 , V2
2/3 Vdc
-1/3Vdc -1/3Vdc
Vdc
0
2/3Vdc ∠ 0
𝑢2
V1 , V2 , V3
1/3Vdc
1/3Vdc
-2/3Vdc
0
Vdc
2/3Vdc ∠ (π/3)
𝑢3
V2 , V3 , V4 -1/3 Vdc
2/3Vdc
-1/3Vdc -Vdc
Vdc
2/3Vdc ∠ (2π/3)
𝑢4
V3 , V4 , V5 -2/3 Vdc
1/3Vdc
1/3Vdc
-Vdc
0
2/3Vdc ∠ (−π/3)
𝑢5
V4 , V5 , V6 -1/3 Vdc -1/3Vdc
2/3Vdc
0
- Vdc 2/3Vdc ∠ (−2π/3)
𝑢6
V5 , V6 , V1
1/3 Vdc
-2/3Vdc
1/3Vdc
Vdc
- Vdc 2/3Vdc ∠ (−π/3)
𝑢7
V1 , V3 , V5
0
0
0
0
0
1
1 −
u 2
2
=
u
3
3 0
2
1
− ua
2
ub
3
uc
−
2
0
Bảng 1. Trạng thái của các van
I. THIẾT KẾ KHỐI ĐIỀU CHẾ VECTOR KHƠNG GIAN
Hình 1. Vị trí các vector chuẩn
trên hệ tọa độ tĩnh αβ
3
Bước 2. Xác định vị trí vecto đặt điện áp us
- Sử dụng phương pháp đại số để xác định vị trí vecto điện áp us
Hình 2. Mối quan hệ giữa các Sector và điện áp tức thời usa, usb, usc
I. THIẾT KẾ KHỐI ĐIỀU CHẾ VECTOR KHÔNG GIAN
4
Thuật toán xác định vecto điện áp đặt trong mỗi sector:
I. THIẾT KẾ KHỐI ĐIỀU CHẾ VECTOR KHÔNG GIAN
5
Bước 3. Xác định thời gian (hệ số điều chế) thực hiện hai vecto chuẩn trong mỗi chu kỳ điều chế Ts
T0
T1
T2
us = u x + u y + u0 (hay u7 ) = d1u x + d 2u y + d 0u0 (hay u7 )
Ts
Ts
Ts
Do | u0 | = | u7 | = 0 nên ta có: us = d1u x + d 2u y
Viết lại phương trình trên trên hệ tọa độ tĩnh:
u y u x
us
u x
u = d1 u + d 2 u = u
s
x
y x
d1 u x
d = u
2 x
u y d1
u y d 2
−1
u y us
us
= Anm
u y us
u s
d 0 = 1 − d1 − d 2
Ts
Hình 3. Nguyên tắc điều chế vector điện áp
I. THIẾT KẾ KHỐI ĐIỀU CHẾ VECTOR KHÔNG GIAN
6
Ma trận Anm trong mỗi sector:
2
1 3
A =
Sector 1: nm Udc
0
1
−
1 3
Sector 2: Anm =
Udc 1
3
1
−
Sector 3:
1
3
Anm =
Udc 1
3
−1
1
3
1
3
=
2
1
Udc
0
3
3
−
2
3
−1
3
1
−
1 2
3
=
1
Udc 3
3
2
3
2
3
2
Sector 4:
2
0
−
1
3
=
Udc − 3
0
2
Sector 5:
1
−
1 3
Anm =
Udc 1
−
3
3
1
−
−
1 2
3
=
1
Udc 3
−
3
2
Sector 6:
2
1 3
Anm =
Udc
0
−1
2
0
−
1
3
=
Udc − 3
0
2
3
3
−
2
−1
1
−
1 3
Anm =
Udc 1
−
3
I. THIẾT KẾ KHỐI ĐIỀU CHẾ VECTOR KHÔNG GIAN
− 3
3
2
−1
3
−
2
3
−
2
−1
1
3
1
3
=
2
1
Udc
−
0
3
3
2
− 3
7
Bước 4. Xác định thời gian (hệ số điều chế) thực hiện nhánh van nghịch lưu trong mỗi chu kỳ Ts
Đảm bảo số lần chuyển mạch ít nhất (mỗi lần chuyển chỉ có 1 nhánh cầu chuyển mạch)
Trình tự chuyển 0) {
db[0] = d0[0] / 2.0 + d2[0];
da[0] = (d0[0] / 2.0 + d1[0]) + d2[0];
dc[0] = d0[0] / 2.0;
}
if (n[0] == 2.0) {
da[0] = d0[0] / 2.0 + d2[0];
dc[0] = d0[0] / 2.0;
db[0] = (d0[0] / 2.0 + d1[0]) + d2[0];
}
if (n[0] == 3.0) {
db[0] = (d0[0] / 2.0 + d1[0]) + d2[0];
da[0] = d0[0] / 2.0;
dc[0] = d0[0] / 2.0 + d2[0];
}
if (n[0] == 4.0) {
dc[0] = (d0[0] / 2.0 + d1[0]) + d2[0];
db[0] = d0[0] / 2.0 + d2[0];
da[0] = d0[0] / 2.0;
}
Khối tính tốn thời gian
if (n[0] == 5.0) {
da[0] = d0[0] / 2.0 + d2[0];
dc[0] = (d0[0] / 2.0 + d1[0]) + d2[0];
db[0] = d0[0] / 2.0;
}
if (n[0] == 6.0) {
db[0] = d0[0] / 2.0;
da[0] = (d0[0] / 2.0 + d1[0]) + d2[0];
dc[0] = d0[0] / 2.0 + d2[0];
}
II. MÔ PHỎNG PHƯƠNG PHÁP SVM
KHỐI ĐIỀU KHIỂN
16
Hình 5. Hệ số điều chế tính tốn từ khâu SVM
II. MÔ PHỎNG PHƯƠNG PHÁP SVM
KẾT QUẢ
17
Hình 6. Phân tích phổ THD điện áp ra
II. MƠ PHỎNG PHƯƠNG PHÁP SVM
KẾT QUẢ
18
II. MÔ PHỎNG PHƯƠNG PHÁP SINPWM
SƠ ĐỒ MẠCH NLNA 3 PHA
19
Hình 7. Phân tích phổ THD điện áp ra
II. MƠ PHỎNG PHƯƠNG PHÁP SINPWM
KẾT QUẢ
20
SinPWM
Mơ phỏng Tính tốn
Điện áp hiệu dụng
222.7
220
Dịng điện hiệu dụng
4.74
4.785
SVM
Sai lệch THD
Mơ phỏng Tính tốn
Sai lệch
-1.23% 0.52%
217.3
220
1.23%
0.94%
4.786
4.785
-0.02%
THD
0.46%
✓Tận dụng được điện áp một chiều tốt hơn
✓Giảm sóng hài điện áp tại lân cận tần số phát xung
✓Giảm được số lần chuyển mạch cho các van
✓Phù hợp cho các vi điều khiển hiện tại
SO SÁNH SVM VÀ SINPWM
21
1. Phần cứng
❖ Kit STM32F103C8
❖ ST-LINK V2
5
2
4
7
TxD
RxD
Cổng COM của PC
GND
❖ Module USB to UART CH340
III. MÔ PHỎNG PIL
22
2. Phần mềm
❖ MATLAB 2018a
❖ STM32CubeMX (Generate code)
❖ MDK-ARM (Keil uvision v5) (build và download code cho vi điều khiển STM32)
❖ STM32-MAT/TARGET toolkit (Thư viện hỗ trợ)
❖ STM32 ST-Link Utility
❖ CH340 driver
❖ ST-Link V2 driver
III. MÔ PHỎNG PIL
23
III. MÔ PHỎNG PIL (PHƯƠNG PHÁP SVM)
SƠ ĐỒ MẠCH NLNA 3 PHA
24
III. MÔ PHỎNG PIL (PHƯƠNG PHÁP SVM)
KHỐI ĐIỀU KHIỂN
25
III. MƠ PHỎNG PIL
CẤU HÌNH THƠNG SỐ
26
III. MƠ PHỎNG PIL
CẤU HÌNH THƠNG SỐ
27
III. MƠ PHỎNG PIL
CẤU HÌNH THƠNG SỐ
28
III. MƠ PHỎNG PIL
CẤU HÌNH THƠNG SỐ
29
III. MƠ PHỎNG PIL
CẤU HÌNH THƠNG SỐ
30
III. MƠ PHỎNG PIL
CẤU HÌNH THƠNG SỐ
31
III. MƠ PHỎNG PIL
CẤU HÌNH THƠNG SỐ
32
III. MƠ PHỎNG PIL
CẤU HÌNH THƠNG SỐ
33
