Xem mẫu
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MẠCH DSP
CHO BỘ LỌC TÍCH CỰC APF
Vũ Minh Quang
Trường Đại học Thủy lợi, email: quang_vm@tlu.edu.vn
1. GIỚI THIỆU CHUNG
Hiện nay vấn đề bù công suất phản
kháng nâng cao hiệu suất và chất lượng
điện năng có ý nghĩa rất quan trọng trong
truyền tải và tiêu thụ điện. Bộ lọc tích cực
có nguồn APF( Active power filter) đang
được sử dụng rộng rãi trong các mạch điện
hiện đại với điều chế độ rộng xung PWM Hình 1. Mô hình mạng điện
với các luật điều khiển lọc phong phú như
Mạch điều khiển DSP cho bộ APF điều
ITAE (tối thiểu tích phân sai lệch), PI kết
khiển lọc bù công suất nâng cao hệ số cosφ
hợp điều khiển mờ (fuzzy logic)… Đề thực
mạng được mô tả ở hình 2.
thi các bộ điều chế PWM cần xây dựng
mạch DSP (Digital Signal processing) điều
khiển theo các luật đã xác định trên cơ sở
các phần mềm đã mô phỏng.
Đề tài tập trung thiết kế mạch DSP cho tủ
điện bù trong mạch điện 3 pha có tính chất
thuần trở R và tính chất cảm kháng RL
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Căn cứ vào kết quả mô phỏng Matlab các
phương pháp điều chế PWM trong bộ lọc APF
tiến hành xác định phần cứng phần mềm : Hình 2. Mô hình mạch DSP trong APF[3]
mạch lực, mạch điều khiển, chương trình điều - Chọn van
khiển theo phương pháp điều chế PWM. Từ đó Công suất bộ lọc có nguồn:
tiến hành xây dựng mạch thực và thực nghiệm SA = 3 E Ifa (1.1)
kiểm định kết quả nghiên cứu. Với E, Ifa tương ứng là điện áp và dòng
điện pha A. từ đó nếu công suất yêu cầu thiết
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU kế cho bộ APF đã biết, ta xác định được
3.1 Thiết kế mạch lực DSP[2] dòng điện pha:
Ifa = SA / (3. E) (1.2)
Mô hình APF mạng điện làm việc mạng Đây là đại lượng cơ sở để chọn các van
điện bù công suất phản kháng thể hiên hình IGBT, GTO… cho mạch lực.
1. Dòng điện tải IL và dòng điện thành phần Việc chọn van đóng cắt được dựa trên 2
bộ biến đổi IR. khía cạnh: theo công suất APF và theo yêu
236
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8
cầu bù đảm bảo đóng cắt đủ công suất và tần Mạch tạo xung cho IGBT J12, K12 cầu
số đóng cắt nhanh. Hiện nay các van thường trên, J19, K19 cho cầu dưới
chọn là 2 dòng thiết bị IGBT và GTO điện áp
có thể đến 6000V, dòng điện có thể đến
3000A, tần số đóng cắt 200 - 500 kHz, công error error
RCE CCE
suất đến trên 200kVA [1]. error Ron
Roff sc
- Chọn điện cảm lọc dòng diện Roff
Điện cảm mạch lực được chọn đảm bảo
điều kiện dòng bù đặt trước như hình 3. RCE CCE
Roff sc
Roff
Ron
Dòng bù
Hình 4. Mạch SKHI 23
3.2. Thiết kế mạch điều khiển DSP [1]
Lưu đồ điều khiển DSP mô tả hình 5
Dòng đặt
Hình 3. Dòng điện đặt và dòng điện bù
Hệ số ηa được xác định tốc độ biến thiên
dòng bù:
dic dic
| dt |t kts , ( K a dt |t kts 0)
a ( 1.3)
| dic | , ( K dic | 0)
dt t kts a
dt t kts
Với Ka hàm số đóng cắt các van
Khi bộ lọc làm việc xác lập Ea--> 0 và ηa tiến
đến .
= λ. Ic max/ts (1.4)
Theo [1] λ= 0.3-0.4; với
dic 1
| (ea K aU dc ) (1.5)
dt t kts L
4U
ta có L dc (1.6)
9
- Mạch điều khiển các van
Mạch drive cho các van IGBT ( GTO)
được sử dụng theo các module chuẩn, trong
đề tài chọn module SKHI 23 mô tả hình 4. Hình 5. Lưu đồ điều khiển
Các đầu vào chọn điện áp chuẩn 5 VDC 2
nửa cầu cho 2 van trên và dưới được khóa 3.3. Kết quả thực nghiệm
liên hợp. Với số liệu đầu vào L = 3mH, tần số trích
Bảo vệ các sự cố ngắn mạch và quá áp mẫu 12,8 kHz. Các giá trị thay đổi dòng 0,2
J2, K2 A; 0,5 A; 1A.
237
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8
Các kết quả đo được (hình 6) 4. KẾT LUẬN
Thực thi APF với mạch DSP đảm bảo tăng
tính ổn định điện áp, dòng điện mạng điện
khi xuất hiện các phụ tải phi tuyến. Điệnáp
sau bù của mạch thực nghiệm được cải thiện
rõ rệt. Hệ số THD méo sóng sin bị suy giảm
đảm bảo nâng cao chất lượng điện áp cho
mạng điện.
5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
Hình 6a. Dòng phụ tải [1] Trần Trọng, Nghiên cứu các biện pháp kĩ
thuật chính trong thiết bị lọc sóng hài trong
hệ thống điện., Đại học Triết Giang , Trung
Quốc 2005.
[2] H Akagi,Y Kanazawa，A Nabae．
Generalized theory of the instantaneous
reactive power in tree-phase
circuits【C】．IEEE ＆JIEE Procecdings
IPEC．Tokyo，1983：483.
[3] Xu bin.Predictive direct power control
strategy based on fuzzy logic for voltag
source PWM rectifier[J]. ELECTRIC
Hình 6b. Thành phần sóng hài MACHINES AND CONTROL,2010.8
[4] J Dixon．S Tepper，L Moran．Practical
Evaluation of Different Modulation
Techniques for Current-controlled Voltage
Source Inverters【J】．IEE Proceedings
Electric Power Applications，1996，143 (4)
:30l-306．
[5 ] XIE Men-xi. Research on PWM rectifier
with voltage oriented control strategy
EAS-2009.
Hình 6c. Dòng điện mạng chưa bù
Hình 6d. Dòng điện mạng sau bù
238
nguon tai.lieu . vn
