11
Bài tập lớn học phần: Thiết kế hệ thống điều khiển điện tử công suất – tháng 09/2014 Bài tập được trình bày trong phạm vị 20 trang và sinh viên phải đính kèm nhiệm vụ trong bài tập lớn nộp lại Bài tập 1: Thiết kế hệ truyền động động cơ một chiều có tham số chỉ ra trong Bảng 1, sử dụng chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển hoàn toàn sử dụng Tiristor (có sẵn tham số động cơ trong thư viên simpower systems/electrical machines). Tham số động cơ một chiều 200Hp kích từ độc lập Điện trở phần ứng R a = 0.0597Điện cảm phần ứng L a =0.0009H Điện trở phần kích từ R f = 150Điện cảm phần kích từ L f = 112,5H Điện cảm hỗ cảm L af = 2,621 Moment quán tính J = 5kgm 2 Điện áp kích từ U f = 150V Tốc độ định mức 1750 vòng/phút Điện cảm nối tiếp mạch phần ứng động L u =15e-3H V3 V2 i u V6 V5 a b c V1 V4 i a L d 380V/50Hz DC CKT u u U f Sơ đồ mạch lực chỉnh lưu cầu ba pha cho động cơ một chiều kích từ độc lập Tính chọn mạch lực. Điều khiển vòng hở, sử dung hai phương pháp phát xung sau đây để điều khiển mạch lực cầu ba pha Tiristor. o Điều khiển theo phương pháp xung kép (SV không phải làm phương pháp này). o Điều khiển theo phương pháp xung chum (Tần số xung chùm f x = 10kHz). Tổng hợp mạch vòng dòng điện, tốc độ đảm bảo tốc độ động cơ bám theo tốc độ đặt

Bài tập_Thietke_DTCS (1)

Embed Size (px)

DESCRIPTION

bài tập lớn thiết kế điều khiển cho các bộ điện tử công suất

Citation preview

  • Bi tp ln hc phn: Thit k h thng iu khin in t cng sut thng 09/2014

    Bi tp c trnh by trong phm v 20 trang v sinh vin phi nh km nhim v trong bi tp ln np li

    Bi tp 1: Thit k h truyn ng ng c mt chiu c tham s ch ra trong Bng 1, s dng chnh lu cu ba pha iu khin hon ton s dng Tiristor (c sn tham s ng c trong th vin simpower systems/electrical machines).

    Tham s ng c mt chiu 200Hp kch t c lp

    in tr phn ng Ra = 0.0597

    in cm phn ng La =0.0009H

    in tr phn kch t Rf = 150

    in cm phn kch t Lf = 112,5H

    in cm h cm Laf = 2,621

    Moment qun tnh J = 5kgm2

    in p kch t Uf = 150V

    Tc nh mc 1750 vng/pht

    in cm ni tip mch phn ng ng c

    Lu =15e-3H

    V3

    V2

    iu

    V6

    V5

    a

    b

    c

    V1

    V4

    ia

    Ld

    380V

    /50H

    z

    DC CKTuu Uf

    S mch lc chnh lu cu ba pha cho ng c mt chiu kch t c lp

    Tnh chn mch lc.

    iu khin vng h, s dung hai phng php pht xung sau y iu khin mch lc cu ba pha Tiristor.

    o iu khin theo phng php xung kp (SV khng phi lm phng php ny).

    o iu khin theo phng php xung chum (Tn s xung chm fx = 10kHz).

    Tng hp mch vng dng in, tc m bo tc ng c bm theo tc t

  • Bi tp ln hc phn: Thit k h thng iu khin in t cng sut thng 09/2014

    Bi tp c trnh by trong phm v 20 trang v sinh vin phi nh km nhim v trong bi tp ln np li

    Bi tp 2: Thit k b ngun dng dng chnh lu Tiristor, l u vo ca thit b bin i cho l nu thp trung tn M t: L nu thp trung tn c s dng rng ri ti Vit Nam, vi di cng sut nh t 100 n 750kW, cng sut ln c 1 n 10MW. B bin i thng dng cu trc chnh lu Tiristor cu 3 pha, cng vi cun khng mt chiu, to nn ngun dng, nghch lu cng hng ngun dng song song, tn s t 500Hz n 2400Hz (tn s thp ng di cng sut cao)

    V3

    V2

    id

    V6

    V5

    a

    b

    c

    V1

    V4

    ia

    Ld

    C

    Lt

    Rt

    ut

    380V

    /50H

    z

    S mch lc nghch lu cng hng ngun dng

    S thay th tng ng b chnh lu cu ba pha to ngun ch ra nh , trong ngun sc

    in ng e t th hin nh hng ca in p trn ti tc ng ngc li b chnh lu ngun

    dng. Tn s ngun sc in ng e t bng 2 ln tn s in p ra (chnh lu cu Tiristor mt pha).

    *

    di PIG sdku Modulator

    di

    *

    di PIG sdku

    di

    +-

    dL

    Ed r dku Ku

    (a)

    (b)

    dL

    e t

    380 / 50V Hz

    S thay th chnh lu cu ba pha to ngun dng

  • Bi tp ln hc phn: Thit k h thng iu khin in t cng sut thng 09/2014

    Bi tp c trnh by trong phm v 20 trang v sinh vin phi nh km nhim v trong bi tp ln np li

    Yu cu: o Tnh chn tham s mch lc ca chnh lu cu ba pha to ngun dng cho

    nghch lu cng hng, vi ti l cun dy l in cm ng vi cc tham s sau: Cng sut ti Pt = 300kW, in p nh mc trn cun dy: Ut = 800VAC v tn s lm vic l 1kHz, h s cng sut ti cos = 0,4.

    o Tng hp tham s b iu khin dng in da vo s thay th 0. o M phng kim chng bng Phn mm Matlab.

  • Bi tp ln hc phn: Thit k h thng iu khin in t cng sut thng 09/2014

    Bi tp c trnh by trong phm v 20 trang v sinh vin phi nh km nhim v trong bi tp ln np li

    Bi tp 3: Thit k b iu p xoay chiu ba pha khi ng ng c khng ng b c cng sut 215Hp, in p nh mc (pha-pha) t vo ng c 400V/50Hz, tc nh mc 1487 vng/pht (c sn tham s ng c trong th vin simpower systems/electrical machines).

    IM

    380V/50Hz

    V1 V4 V3 V6 V5 V2

    isa isb isc

    S mch lc iu p xoay chiu ba pha khi ng ng c khng ng b rotor lng sc (soft

    starter)

    Yu cu: o Tnh chn tham s mch lc ca b iu p xoay chiu 3 pha. o Xy dng c tnh khi ng ca ng c m bo cho dng in khi ng

    nm trong gii hn cho php (gii hn dng khi ng bng 3 ln dng nh mc).

    o Thit k cu trc iu khin vng kn (gii hn dng khi ng bng 3 ln dng nh mc) .

    o M phng kim chng bng phn mm Maltab.

  • Bi tp ln hc phn: Thit k h thng iu khin in t cng sut thng 09/2014

    Bi tp c trnh by trong phm v 20 trang v sinh vin phi nh km nhim v trong bi tp ln np li

    Bi tp 4: Thit k cu trc iu khin b bin i Buck-Boost c thng s mch lc nh di dy:

    Tham s b bin i Boost

    in p uin = 24V, in p ra uo = 48V in cm L = 62H T in C = 300F v rC = 0,187 Tn s pht xung fx = 100kHz. Cng sut 100W

    C

    rC

    iL

    D

    V

    uouin

    uc

    L

    B bin i Buck

    C

    rC

    DVuo

    iL

    uin

    uc

    D

    B bin i Boost

    R R

    C

    rC

    L

    V

    uouin

    uc

    D

    R

    B bin i Buck-boost

    iL

    S mch lc b bin i Boost

    Yu cu: 1. Xy dng m hnh tn hiu trung bnh ca cc b bin i Boost 2. Thit k cu trc iu khin cho b bin i trn theo 2 ch :

    a. iu khin in p. b. iu khin dng in (iu khin dng in nh v iu khin dng in

    trung bnh). 3. Kim chng kt qu m hnh ha v thit k bng phn mm Matlab

  • Bi tp ln hc phn: Thit k h thng iu khin in t cng sut thng 09/2014

    Bi tp c trnh by trong phm v 20 trang v sinh vin phi nh km nhim v trong bi tp ln np li

    Bi tp 5: Thit k cu trc iu khin b bin i Buck-Boost c thng s mch lc nh di dy:

    Tham s b bin i Buck-Boost

    in p uin = 24V, in p ra uo = 15V in cm L = 100H T in C = 697F v rC = 0,01 Tn s pht xung fx = 100kHz. Cng sut 100W

    C

    rC

    iL

    D

    V

    uouin

    uc

    L

    B bin i Buck

    C

    rC

    DVuo

    iL

    uin

    uc

    D

    B bin i Boost

    R R

    C

    rC

    L

    V

    uouin

    uc

    D

    R

    B bin i Buck-boost

    iL

    S mch lc b bin i Buck-Boost

    Yu cu: 1. Xy dng m hnh tn hiu trung bnh ca cc b bin i Boost 2. Thit k cu trc iu khin cho b bin i trn theo 2 ch :

    a. iu khin in p. b. iu khin dng in (iu khin dng in nh v iu khin dng in

    trung bnh). 3. Kim chng kt qu m hnh ha v thit k bng phn mm Matlab

  • Bi tp ln hc phn: Thit k h thng iu khin in t cng sut thng 09/2014

    Bi tp c trnh by trong phm v 20 trang v sinh vin phi nh km nhim v trong bi tp ln np li

    Bi tp 6: Thit k cu trc iu khin cho b bin i PFC c tham s nh sau:

    in p u vo xoay chiu (RMS) Us,rms = 220V

    Tn s li in f= 50Hz

    in p u ra b PFC 400V

    Cng sut thit k 250W

    Tn s switching fs = 100 kHz

    T in u ra C = 220 F rC = 100m

    Gi tr in cm L = 1mH

    ud

    L

    L

    ins

    uu

    su

    di

    C R

    su

    si

    Li

    Lisi

    C ou

    1 :1d t

    Li di

    R

    su

    Li

    ud

    d t

    t

    t

    a)

    b)

    c)

    d)

    ins

    uu

    S mch lc b bin i PFC

    Yu cu: o Tnh chn mch lc.

    o Thit k mch vng dng in va mch vng in p theo mc (Theo ni dung trong bi ging)

    o Tnh ton khu b in p u vo (Feedforward voltage). o M phng bng phn mm Matlab kim chng kt qu thit k.

  • Bi tp ln hc phn: Thit k h thng iu khin in t cng sut thng 09/2014

    Bi tp c trnh by trong phm v 20 trang v sinh vin phi nh km nhim v trong bi tp ln np li

    Bi tp 7: Thit k cu trc iu khin cho nghch lu c lp ngun p mt pha c cng sut 2kVA lm vic ch chnh lu tch cc.

    Tham s s mch lc nghch lu ngun p mt pha

    Lng t in p mt chiu trn t Cdc Udc = 400V

    Tham s in cm pha li Ls = 2mH

    Tn s pht xung mch nghch lu 5kHz

    S1 S3

    S2S4

    Cdc

    a)

    Ls

    220V/

    50Hzis

    UdcTi

    Li in

    S mch lc nghch lu c lp ngun p mt pha lm vic ch chnh lu tch cc

    Yu cu: 1. Tnh chn mch lc 2. Thit k khu iu ch rng xung theo phng php n cc. 3. Tng hp mch vng iu khin dng in theo kiu PI v PR (bi ging) 4. Tng hp mch vng in p Udc 5. M phng bng phn mm Matlab kim chng kt qu thit k.

  • Bi tp ln hc phn: Thit k h thng iu khin in t cng sut thng 09/2014

    Bi tp c trnh by trong phm v 20 trang v sinh vin phi nh km nhim v trong bi tp ln np li

    Bi tp 8: Thit k cu trc iu khin cho nghch lu c lp ngun p mt pha c cng sut 2kVA lm vic ch cp ngun.

    Tham s s mch lc nghch lu ngun p mt pha

    in p mt chiu t vo mch nghch lu Udc = 400V

    Tham s b lc LC Lf = 0,7mH Cf = 40 F

    Tn s pht xung mch nghch lu 5kHz

    Lng t in p trn ti Ut(RMS) = 220V f = 50Hz

    S1 S3

    S2S4

    Cdc

    Lf

    isUdc

    Cf Ti

    S mch lc nghch lu c lp ngun p mt pha lm vic ch c lp

    Yu cu: 1. Tnh chn mch lc 2. Thit k khu iu ch rng xung theo phng php n cc. 3. Tng hp mch vng iu khin dng in theo kiu PI v PR (bi ging) 4. Tng hp mch vng in p trn ti. 5. M phng bng phn mm Matlab kim chng kt qu thit k.

  • Bi tp ln hc phn: Thit k h thng iu khin in t cng sut thng 09/2014

    Bi tp c trnh by trong phm v 20 trang v sinh vin phi nh km nhim v trong bi tp ln np li

    Bi tp 9: Thit k cu trc iu khin cho nghch lu c lp ngun p ba pha c cng sut 5kVA lm vic ch chnh lu tch cc

    Tham s s mch lc nghch lu ngun p ba pha

    Lng t in p mt chiu trn t Cdc Udc = 700V

    Tham s in cm pha li Ls = 2mH

    Tn s pht xung mch nghch lu 5kHz

    S1 S3 S5

    S2S6S4

    Cdc

    b)

    Ls

    isUdc

    Ti

    Li in

    380 / 50V Hz

    S mch lc nghch lu c lp ngun p mt pha lm vic ch chnh lu tch cc

    Yu cu: 1. Tnh chn mch lc 2. Thit k khu iu ch rng xung theo nguyn l iu ch vector khng gian. 3. Thit k mch vng iu khin dng in theo nguyn l iu khin vector dng in is (la chn iu khin theo cu trc PR trn h ta tnh hoc PI trn h ta quay dq) . 4. Tng hp mch vng in p Udc 5. M phng bng phn mm Matlab kim chng kt qu thit k.

  • Bi tp ln hc phn: Thit k h thng iu khin in t cng sut thng 09/2014

    Bi tp c trnh by trong phm v 20 trang v sinh vin phi nh km nhim v trong bi tp ln np li

    Bi tp 10: Thit k cu trc iu khin cho nghch lu c lp ngun p ba pha c cng sut 5kVA lm vic ch cp ngun.

    Tham s s mch lc nghch lu ngun p ba pha

    in p mt chiu t vo mch nghch lu Udc = 700V

    Tham s b lc LC Lf = 0,7mH Cf = 40F

    Tn s pht xung mch nghch lu 5kHz

    Lng t in p trn ti (pha-pha) Ut(RMS) = 380V f = 50Hz

    S1 S3 S5

    S2S6S4

    Cdc

    b)

    Lf

    isUdc

    Cf

    Ti

    S mch lc nghch lu c lp ngun p ba pha lm vic ch c lp

    Yu cu: 1. Tnh chn mch lc 2. Thit k khu iu ch rng xung theo phng php n cc. 3. Thit k mch vng iu khin dng in theo nguyn l iu khin vector dng in is (la chn iu khin theo cu trc PR trn h ta tnh hoc PI trn h ta quay dq). 4. Thit k mch vng iu khin in p trn ti theo nguyn l iu khin vector in p us (la chn iu khin theo cu trc PR trn h ta tnh hoc PI trn h ta quay dq). 5. M phng bng phn mm Matlab kim chng kt qu thit k.