Nghiên cứu thiết kế hệ thống kích từ cho máy phát điện turbin gió (1)

19 34 0
  • Loading ...
1/19 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 06/09/2017, 22:44

37 CHƯƠNG ỨNG DỤNG MATLAB/SIMULINK MƠ PHỎNG CHO MÁY PHÁT ĐIỆN CẢM ỨNG ROTOR DÂY QUẤN 3.1 Khái niệm chung Matlab Simulink 3.2 Mơ hình điều khiển turbine gió sử dụng máy điện cảm ứng rotor dây quấn hoạt động chế độ xác lập 3.2.1.Thơng số 3.2.2 Sơ đồ mơ 3.2.3 Các khối cơng suất máy phát điện gió 3.2.4 Kết mơ 3.2.4.1.Trường hợp tốc gió 6m/s 3.2.4.2.Trường hợp tốc gió 7m/s 3.2.4.3.Trường hợp tốc gió 6m/s 3.2.4.4.Trường hợp tốc gió 7m/s 3.3 Thống kê kết 38 3.1 Khái niệm chung Matlab Simulink Có nhiều phần mềm chun dụng phát triển cho mơ hình hóa mơ simnon, Alaska, Pspice, Sigma vv… Một phần mềm ứng dụng rộng rãi MatLab MatLab hệ thống tương tác liệu mảng (array) khơng u cầu định trước kích thước Các chun ngành kỹ thuật điện, điện tử, điều khiển tự động, kỹ thuật khí, lượng, hóa học …, chun ngành tốn kế tốn, thống kê chun ngành nghiên cứu sinh học địa ứng dụng quen thuộc Matlab Trong cơng nghiệp Matlab cơng cụ để chọn nghiên cứu hiệu quả, phát triển phân tích Matlab phát triển cơng ty Math Works Inc, ngơn ngữ máy tính bậc cao phát triển cho tính tốn kỹ thuật Nó thích hợp chức tính tốn, hiển thị lập trình mơi trường dễ sử dụng Các ứng dụng Matlab bao gồm: - Làm phép tốn - Phát triển thuật tốn - Thu thập liệu - Mơ hình hóa, mơ tạo mẫu - Phân tích liệu, khai thác hiển thị - Đồ họa - Các phát triển ứng dụng Tốn học Matlab bao gồm tập lớn giải thuật tính tốn bao hàm từ hàm sở, tính tốn cho số phức tới hàm phức tạp đảo ma trận, biến đổi Fourier Ngồi ra, Matlab cung cấp số khối chun dụng đặc 39 biệt khác để giải tốn chun sâu phát triển ToolBox Blocket sau: Fuzzy logic ToolBox Logic mờ Neural Network Blockset Mạng Nơron Power System Blockset Các hệ thống cơng suất Reatiem Workshop Ghép nối tiếp thiết bị ngoại vi Simmechanics Mơ hệ động lực học Simulink phần mềm mở rộng MATLAB dùng để mô hình hoá, mô phân tích hệ thống động Thông thường dùng để thiết kế hệ thống điều khiển, thiết kế DSP, hệ thống thông tin ứng dụng mô khác Simulink thuật ngữ mô dễ nhớ ghép hai từ Simulation Link Simulink cho phép mô tả hệ thống tuyến tính, hệ phi tuyến, mô hình miền thời gian liên tục, hay gián đoạn hệ gồm liên tục gián đoạn Để mô hình hoá, Simulink cung cấp cho bạn giao diện đồ họa để sử dụng xây dựng mô hình sử dụng thao tác "nhấn kéo" chuột Với giao diện đồ họa ta xây mô hình khảo sát mô hình cách trực quan Đây khác xa phần mềm trước mà người sử dụng phải đưa vào phương vi phân phương trình sai phân ngôn ngữ lập trình Điểm nhấn mạnh quan trọng việc mô trình việc thành lập mô hình Để sử 40 dụng tốt chương trình này, người sử dụng phải có kiến thức điều khiển, xây dựïng mô hình toán học theo quan điểm lý thuyết điều khiển từ thành lập nên mô hình toán (Nguồn http://www.luanvanmatlab) 3.2 Mơ hình điều khiển turbine gió sử dụng máy điện cảm ứng rotor dây quấn hoạt động chế độ xác lập 3.2.1.Thơng số Giả sử máy phát có thơng số kỹ tuật sau: cánh quạt có bán kính R=41m, hệ số λ = , tốc độ gió từ 5m/s đến 8m/s, Rs = 0,00189Ω, Ld = 0,0038 (H), Lq = 0,0038 (H), J = 205,465kg.m2, số đơi cực p = 3.2.2 Sơ đồ mơ 41 Hình 3.1: Mơ hình mơ turbine gió sử dụng máy điện cảm ứng rotor dây quấn hoạt động chế độ xác lập 3.2.3 Các khối cơng suất máy phát điện gió - Khối tuabin gió: 42 Hình 3.2: Sơ đồ khối tuabin gió - Khối máy phát: Hình 3.3: Sơ đồ khối máy phát - Khối chỉnh lưu: 43 Hình 3.4: Sơ đồ khối chỉnh lưu - Khối nghịch lưu: Hình 3.5: Sơ đồ khối nghịch lưu - Khối hồi tiếp điều khiển từ thơng 44 Hình 3.6: Sơ đồ khối hồi tiếp điều khiển từ thơng 3.2.4 Kết mơ 3.2.4.1 Trường hợp tốc gió 5m/s - Đồ thị điện áp ngõ máy phát Hình 3.7: Đồ thị điện áp ngõ máy phát tốc gió 5m/s Ở hình 3.7 điện áp ngõ pha hinh sin, pha lệch góc 1200 có điện áp pha 690V 45 - Đồ thị điện áp chiều: Hình 3.8: Đồ thị điện áp chiều tốc gió 5m/s Ở hình 3.8 khởi động nên điện áp 0, sau tăng vọt lên (gọi tượng bọc lố) ổn định thời điểm từ 0,01s đến 0,1s - Đồ thị dạng sóng điện áp ngõ khơng tải Hình 3.9: Đồ thị dạng sóng điện áp ngõ khơng tải tốc gió 5m/s Ở hình 3.9 dạng điện áp ngõ pha lý tưởng, thể biên độ tăng giảm thời gian đóng mở IGBT 46 - Đồ thị điện áp điều khiển sóng mang: Hình 3.10: Đồ thị điện áp điều khiển sóng mang tốc gió 5m/s Ở hình 3.10 sóng màu vàng sóng mang điện áp điều khiển sóng hình sin - Đồ thị dạng sóng dòng: Hình 3.11: Đồ thị dạng sóng dòng tốc gió 5m/s Ở hình 3.11 dòng pha khơng cân Bởi bị ảnh hưởng tải pha 47 3.2.4.2 Trường hợp tốc gió 6m/s - Đồ thị điện áp ngõ máy phát Hình 3.12: Đồ thị điện áp ngõ máy phát tốc gió 6m/s Ở hình 3.12 điện áp ngõ pha hinh sin, pha lệch góc 1200 có điện áp pha 690V - Đồ thị điện áp chiều: 48 Hình 3.13: Đồ thị điện áp chiều tốc gió 6m/s Ở hình 3.13 khởi động nên điện áp 0, sau tăng vọt lên (gọi tượng bọc lố) ổn định thời điểm từ 0,01s đến 0,1s - Đồ thị dạng sóng điện áp ngõ khơng tải Hình 3.14: Đồ thị dạng sóng điện áp ngõ khơng tải tốc gió 6m/s Ở hình 3.14 dạng điện áp ngõ pha lý tưởng, thể biên độ tăng giảm thời gian đóng mở IGBT - Đồ thị điện áp điều khiển sóng mang: 49 Hình 3.15: Đồ thị điện áp điều khiển sóng mang tốc gió 6m/s Ở hình 3.15 sóng màu vàng sóng mang điện áp điều khiển sóng hình sin - Đồ thị dạng sóng dòng: Hình 3.16: Đồ thị dạng sóng dòng tốc gió 6m/s 50 Ở hình 3.16 dòng pha khơng cân Bởi bị ảnh hưởng tải pha 3.2.4.3 Trường hợp tốc gió 7m/s - Đồ thị điện áp ngõ máy phát Hình 3.17: Đồ thị điện áp ngõ máy phát tốc gió 7m/s Ở hình 3.17 điện áp ngõ pha hinh sin, pha lệch góc 1200 có điện áp pha 690V 51 - Đồ thị điện áp chiều: Hình 3.18: Đồ thị điện áp chiều tốc gió 7m/s Ở hình 3.18 khởi động nên điện áp 0, sau tăng vọt lên (gọi tượng bọc lố) ổn định thời điểm từ 0,01s đến 0,1s - Đồ thị dạng sóng điện áp ngõ khơng tải Hình 3.19: Đồ thị dạng sóng điện áp ngõ khơng tải tốc gió 7m/s Ở hình 3.19 dạng điện áp ngõ pha lý tưởng, thể biên độ tăng giảm thời gian đóng mở IGBT 52 - Đồ thị điện áp điều khiển sóng mang: Hình 3.20: Đồ thị điện áp điều khiển sóng mang tốc gió 7m/s Ở hình 3.20 sóng màu vàng sóng mang điện áp điều khiển sóng hình sin - Đồ thị dạng sóng dòng: Hình 3.21: Đồ thị dạng sóng dòng tốc gió 7m/s Ở hình 3.21 dòng pha khơng cân Bởi bị ảnh hưởng tải pha 53 3.2.4.4 Trường hợp tốc gió 8m/s - Đồ thị điện áp ngõ máy phát Hình 3.22: Đồ thị điện áp ngõ máy phát tốc gió 8m/s Ở hình 3.22 điện áp ngõ pha hinh sin, pha lệch góc 1200 có điện áp pha 690V - Đồ thị điện áp chiều: Hình 3.23: Đồ thị điện áp chiều tốc gió 8m/s 54 Ở hình 3.23 khởi động nên điện áp 0, sau tăng vọt lên (gọi tượng bọc lố) ổn định thời điểm từ 0,01s đến 0,1s - Đồ thị dạng sóng điện áp ngõ khơng tải Hình 3.24: Đồ thị dạng sóng điện áp ngõ khơng tải tốc gió 8m/s Ở hình 3.24 dạng điện áp ngõ pha lý tưởng, thể biên độ tăng giảm thời gian đóng mở IGBT - Đồ thị điện áp điều khiển sóng mang: Hình 3.25: Đồ thị điện áp điều khiển sóng mang tốc gió 8m/s 55 Ở hình 3.25 sóng màu vàng sóng mang điện áp điều khiển sóng sin - Đồ thị dạng sóng dòng: Hình 3.26: Đồ thị dạng sóng dòng tốc gió 8m/s Ở hình 3.26 dòng pha khơng cân Bởi bị ảnh hưởng tải pha 3.3 Thống kê kết quả: Bảng 3.1: Thống kê kết mơ turbine gió sử dụng máy điện cảm ứng rotor dây quấn hoạt động chế độ xác lập Tốc độ gió (m/s) Từ thơng ϕ Điện áp ngõ (V) Điện áp chiều (V) Tần số (Hz) 1,45 690 498 50 1,45 690 498 50 1,4 690 498 50 1,4 690 498 50 Nhận xét: Từ bảng 3.1 ta thấy tốc độ gió thay đổi từ 5m/s đến 8m/s thơng số điện áp ngõ ra, điện áp chiều, tần số Nhưng từ thơng thay đổi, tốc độ gió lớn từ thơng giảm để điều chỉnh tần số điện áp ngõ máy phát ổn định ... dùng để thiết kế hệ thống điều khiển, thiết kế DSP, hệ thống thông tin ứng dụng mô khác Simulink thuật ngữ mô dễ nhớ ghép hai từ Simulation Link Simulink cho phép mô tả hệ thống tuyến tính, hệ phi... khiển từ thơng 44 Hình 3.6: Sơ đồ khối hồi tiếp điều khiển từ thơng 3.2.4 Kết mơ 3.2.4.1 Trường hợp tốc gió 5m/s - Đồ thị điện áp ngõ máy phát Hình 3.7: Đồ thị điện áp ngõ máy phát tốc gió 5m/s... chế độ xác lập 3.2.3 Các khối cơng suất máy phát điện gió - Khối tuabin gió: 42 Hình 3.2: Sơ đồ khối tuabin gió - Khối máy phát: Hình 3.3: Sơ đồ khối máy phát - Khối chỉnh lưu: 43 Hình 3.4: Sơ
- Xem thêm -

Xem thêm: Nghiên cứu thiết kế hệ thống kích từ cho máy phát điện turbin gió (1) , Nghiên cứu thiết kế hệ thống kích từ cho máy phát điện turbin gió (1) , Nghiên cứu thiết kế hệ thống kích từ cho máy phát điện turbin gió (1) , ỨNG DỤNG MATLAB/SIMULINK MÔ PHỎNG CHO MÁY PHÁT ĐIỆN CẢM ỨNG ROTOR DÂY QUẤN

Từ khóa liên quan

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay