Điều khiển dự báo dòng điện cho nghịch lưu ba mức cầu H nối tầng

Bài viết Điều khiển dự báo dòng điện cho nghịch lưu ba mức cầu H nối tầng xem xét áp dụng điều khiển dự báo dòng điện cho nghịch lưu ba mức cầu H. Các kết quả mô phỏng được lấy từ mô hình mô phỏng xây dựng trên Matlab/Simulink cho thấy phương pháp điều khiển dòng điện có đáp ứng động học nhanh và chất lượng dòng điện tải tốt.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều khiển dự báo dòng điện cho nghịch lưu ba mức cầu H nối tầng Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 ĐIỀU KHIỂN DỰ BÁO DÒNG ĐIỆN CHO NGHỊCH LƯU BA MỨC CẦU H NỐI TẦNG Nguyễn Hoàng Việt, Phạm Đức Đại Trường Đại học Thủy lợi, email: viethn@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG lưu ba mức cầu H [2], [3]. Các kết quả mô phỏng được lấy từ mô hình mô phỏng xây Nghịch lưu đa mức cầu H nối tầng dựng trên Matlab/Simulink cho thấy phương (Cascaded H-bridge multi-level inverter - pháp điều khiển dòng điện có đáp ứng động CHB) là một trong những bộ nghịch lưu đa học nhanh và chất lượng dòng điện tải tốt. mức phổ biến nhất, do nó có khả năng modul hóa cao và dễ dàng thay đổi các cấp điện áp 2. CÁC VECTOR ĐIỆN ÁP ĐẦU RA đầu ra, sóng hài điện áp ra thấp, mức tăng CỦA NGHỊCH LƯU BA MỨC CẦU H trưởng điện áp dv/dt trên mỗi cuộn dây giảm NỐI TẦNG đáng kể [1]. Với các ưu điểm này, nghịch lưu cầu H đã được sử dụng trong biến tần đa mức Mạch lực của nghịch lưu ba mức cầu H nối trong truyền động trung áp của những hãng tầng (3L - CHB) được đưa ra ở hình 2.1. lớn như ACS 5000 của ABB, Perfect Harmony của Robicon… Điều khiển dòng điện phía tải là bài toán điều khiển kinh điển của các bộ biến đổi DC/AC. Bài toán này có thể được giải quyết đơn giản bằng cách sử dụng bộ điều khiển có ngưỡng hoặc sử dụng một bộ điều khiển dòng điện tính toán giá trị điện áp đặt cho một khâu điều chế phía bên trong. Trong hai thập kỷ trở lại đây, điều khiển dự báo dòng Hình 2.1. Mạch lực của nghịch lưu 3L-CHB điện đã được áp dụng thành công để điều Mỗi pha của nghịch lưu 3L-CHB bao gồm khiển dòng điện cho các bộ nghịch lưu. một nghịch lưu nguồn áp một pha cầu H. Mỗi Phương pháp này dựa trên một thực tế rằng pha sẽ tạo ra ba trạng thái đóng cắt: P, O và mỗi bộ biến đổi chỉ có thể tạo ra một số hữu N tương ứng với ba mức điện áp E, 0 và -E. hạn vector điện áp đầu ra. Vì vậy, việc giải Cả ba pha sẽ tạo ra 27 tổ hợp trạng thái đóng bài toán tìm vector điện áp tối ưu tại mỗi chu cắt tương ứng với 19 vector điện áp đầu ra. kỳ trích mẫu để đảm bảo tổng sai lệch dòng Các vector điện áp đầu ra có thể chia làm bốn điện là nhỏ nhất có thể dễ dàng thực hiện nhóm chính: được. Ban đầu phương pháp điều khiển dự - Vector không (Zero Vector): tương ứng báo dòng điện đã được áp dụng rất thành với các tổ hợp trạng thái đóng cắt [OOO], công cho nghịch lưu nguồn áp ba pha. Sau [NNN], [PPP]. Vector này có biên độ bằng đó, phương pháp này đã được mở rộng cho không. những loại nghịch lưu khác điển hình là họ - Vector nhỏ (Small vector): Tổ hợp trạng nghịch lưu đa mức. Bài báo đi xem xét áp thái đóng cắt của vector này chứa trạng thái dụng điều khiển dự báo dòng điện cho nghịch đóng cắt O và hai trong ba trạng thái của tổ 325 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 hợp trạng thái đóng cắt giống nhau. Những Phương trình vi phân của các dòng tải pha vector này có biên độ là 2E/3 và được ký B và pha C được viết tương tự như (1). hiệu từ (U1,…, U6). Chuyển ba phương trình dòng điện tải trên - Vector trung bình (Medium vector): Tổ các pha A, B và C sang hệ trục tọa độ () hợp trạng thái đóng cắt của các vector này có giống như phương trình (4): ba trạng thái đóng cắt khác nhau. Những d i ,  vector này có biên độ là 2 E / 3 và được ký L  R i  ,   u ,  (4) dt hiệu từ (U7,…, U12). trong đó i, là vector dòng điện tải, u, là - Vector lớn (Large Vector): Tổ hợp trạng vector điện áp đầu ra nghịch lưu. thái đóng cắt của các vector này không chứa Xấp xỉ vi phân dòng điện ở (4) được đưa trạng thái đóng cắt O và có hai trạng thái đóng ra bởi (5): cắt giống nhau. Những vector này có biên độ d i ,  i , ( k  1)  i , ( k ) là 4E/3 và được ký hiệu từ (U13,…, U18).  (5) Các vector này được biểu diễn trong mặt dt Ts phẳng hệ trục tọa độ () giống như hình 2.2. trong đó Ts là chu kỳ trích mẫu. Thay (5) vào (4), mô hình rời rạc của dòng điện tải thu được giống như (6): Ts   L  i , ( k  1)   u ,  ( k )  i , ( k )  R     (6)  L   TS  Vector điện áp được lựa chọn để điều khiển nghịch lưu 3L-CHB là vector làm cho hàm mục tiêu có giá trị nhỏ nhất. Hàm mục tiêu được mô tả ở (7): ...