Tải bản đầy đủ
CHƯƠNG 4. MÔ PHỎNG BỘ NGHỊCH LƯU 5 BẬC NỐI TẦNG BẰNG MATLAB

CHƯƠNG 4. MÔ PHỎNG BỘ NGHỊCH LƯU 5 BẬC NỐI TẦNG BẰNG MATLAB

Tải bản đầy đủ

4.2 Xây dựng khối mạch lực

Hình 5.2: Sơ đồ mạch lực nghịch lưu đa mức 3 pha nối tầng cầu H

Hình 4.2 là sơ đồ mạch lực nghịch lưu đa mức 3 pha nối tầng cầu H. Ở đây ta
mong muốn điện áp ra gồm 5 mức nên ta xây dựng mỗi pha dùng 2 cầu H, đầu vào
mỗi cầu H là một nguồn 1 chiều có độ lớn bằng nhau. Van sử dụng là IGBT hoặc
Mosfet. Thực tế ta dùng Mosfet để giảm độ sụt áp trong quá trình van đóng cắt.

Page | 34

4.3 Xây dựng hệ thống vòng hở (tải R-L)

Hình 5.3: Cấu trúc hệ thống nghịch lưu đa mức 3 pha tải RL

Cấu trúc hệ thống vòng hở cơ bản gồm 3 phần chính:





Khối tạo PWM: Gồm 1 máy phát 3 điện áp sin lệch nhau 120 tương ứng với
3 pha. Ở mỗi pha, mỗi điện áp sin này sẽ được so sánh với 2 sóng răng cưa
lệch nhau 90 ở 2 cầu H. Do sử dụng điều chế đơn cực nên ở mỗi cầu H ta lại
có thêm 1 xung răng cưa lệch nhau 180. Như vậy mỗi cầu H tạo ra 2 kênh
PWM.
Khối mạch lực: Mỗi pha gồm 2 cầu H, mỗi cầu H gồm 1 nguồn 1 chiều. Các
nguồn 1 chiều này có giá trị bằng nhau.
Khối tải R-L: tải R-L 3 pha đấu sao.

Page | 35

4.4 Kết quả mô phỏng
Thông số mô phỏng:





Điện áp 1 chiều Vdc=200V
Tần số PWM: 1 kHz
Hệ số điều chế: m= 0.785
Tải R-L: R=50ohm, L= 1mH

Hình 5.4a: Chuỗi xung răng cưa lệch nhau 90

Hình 5.4b: Dạng xung PWM của van V11 cầu H1 pha A

Page | 36

Hình 5.4c: Dạng sóng điện áp ra pha A

Hình 5.4d: Phân tích méo dạng sóng hài điện áp ra pha A

Nhận xét:




Chất lượng điện áp ra được cải thiện so với nghịch lưu cơ bản.
Tổng độ méo hài: THD = 38.74%
Sóng hài tập trung tại tần số 1000. với n= 0,1,2….

Page | 37



Dạng dòng điện pha A và phân tích méo dạng sóng hài:

Hình 4.4e : Dòng điện pha A khi chưa có lọc LCL

Nhận xét:



Dạng dòng điện có dạng sine.
Chỉ số méo dạng sóng hài THD = 5.6% chứng tỏ chất lượng dòng điện ra
khá tốt, tuy nhiên vẫn cần khâu lọc trước khi nối tải để cải thiện chất lượng,
đảm bảo chỉ số THD < 5%.

Page | 38



Dạng dòng điện 3 pha đầu ra:

Hình 4.4f: Dạng dòng điện 3 pha khi chưa có lọc LCL



Thêm mạch lọc LCL trước tải RL:

Thông số mạch lọc tính toán : Li=6mH, Lg=10mH, Cf =5uH , Rf= 4.56 ohm

Page | 39



Điện áp trước và sau mạch lọc LCL pha A:

Hình 4.4g: Dạng điện áp trước và sau lọc LCL


Phân tích chỉ số méo dạng điện áp pha A sau lọc LCL:

Hình 4.4h: Phân tích méo dạng sóng hài điện áp pha A khi có lọc

Nhận xét:



Chất lượng điện áp sau lọc được cải thiện rõ rệt tuy nhiên vẫn chưa đạt tiêu
chuẩn doTHD>5%.
Sụt áp khi qua mạch lọc khoảng 4% (Urms=211.3V), đạt yêu cầu để nối lưới.
Page | 40



Dòng điện pha A và phân tích chỉ số méo dạng khi có mạch lọc LCL:

Hình 4.4j: Dòng điện pha A khi qua lọc

Nhận xét:



Chỉ số THD =4.55% < chỉ số THD = 5.6% khi không có mạch lọc.
Như vậy, nhưng chất lượng dòng điện được cải thiện đạt tiêu chuẩn
THD<5%.

Page | 41



Dòng điện và điện áp trên 1 van MOSFET:

Hình 4.4k: Dạng dòng điện và điện áp qua van MOSFET

Nhận xét:





Dòng điện lớn nhất qua van chính là dòng điện lớn nhất đầu ra
Hình dạng dòng điện qua van bị gián đoạn do quá trình đóng cắt của van
Điện áp ngược lớn nhất trên van chính bằng Vdc=200V
Từ đó ta thấy việc tính toán lựa chọn van MOSFET hoàn toàn đúng với kết
quả mô phỏng.

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
Page | 42

1. “Giáo trình điện tử công suất”. NXB khoa học kỹ thuật 2007, Võ Minh
Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh.
2. “Thiết kế hệ thống điện tử công suất”. Vũ Hoàng Phương, Trần Trọng Minh
3. “Hướng dẫn thiết kế điện tử công suất”. Phạm Quốc Hải.
4. “High-power converter and AC drives”. Mohamed- E El-Hawary
5. “Unipolar and Bipolar PWM Inverter”. Harshal S. Wani
6. “Operation and Design of Multilevel Inverters”. Dr. Keith Corzine
7. “LCL filter design for photovoltaic grid connected systems”, A.E.W.H.
Kahlane *, L. Hassaine †and M. Kherchi.
8. Chapter 31: “Multillevel Power Converter”, Surin Khomfoi and Leon M.
Tolbert

Page | 43