Nghiên cứu cấu hình mạch Boost DC-DC Coverter trong bộ nghịch lưu nối lưới (Trần Văn Phụng)



1.  Tên đề tài: 

Nghiên cứu cấu hình mạch boost dc-dc converter trong bộ nghịch lưu nối lưới

2.  Các số liệu, tài liệu ban đầu:  

−  Tài liệu về cấu trúc mạch tăng áp DC-DC.

−  Tài liệu bộ mạch tăng áp DC-DC nối với lưới trong hệ thống pin năng lượng mặt trời.

−  Giáo trình điện tử công suất.

3.  Nội dung thực hiện đề tài:  

−  Nghiên cứu các cấu trúc của bộ mạch tăng áp DC-DC.

−  Mô phỏng các cấu trúc mạch tăng áp khác nhau và so sánh các giá trị để đưa ra kết luận để nâng cao hiệu suất của mạch tăng áp.

−  Thi công và thực nghiệm các trường hợp trên mô hình, so sánh với lý thuyết và đưa ra kết luận khi thiết kế mạch tăng áp.



NỘI DUNG:


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN  .................................................................................................... 1

1.1.  Tổng quan về vấn đề năng lượng mặt trời ở nước ta  ...........................................................1

1.2.  Tổng quan về các kỹ thuật tăng áp khác nhau và ứng dụng của bộ tăng áp DC-DC  .......3

1.2.1.  Các loại mạch chuyển đổi tăng áp  .................................................................................3

1.2.2.  Các ứng dụng của mạch tăng áp DC-DC hiện nay ......................................................4

1.3.  Các cách để nâng cao hiệu suất của hệ thống pin năng lượng mặt trời  .............................5

1.3.1.  Dò điểm công suất cực đại cho pin mặt trời..................................................................5

1.3.2.  Nâng cao hiệu quả nối lưới của pin năng lượng mặt trời  ............................................5

1.3.3.  Tăng hiệu suất sử dụng bằng nguồn hybrid  .................................................................7

1.4.  Lý do chọn đề tài  .....................................................................................................................7

1.5.  Mục đích của đề tài  .................................................................................................................8

1.6.  Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu  ..........................................................................................8

1.7.  Phương pháp nghiên cứu đề tài  .............................................................................................9

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT...................................................................................... 10

2.1.  Mặt trời và năng lượng mặttrời .....................................................................................10

2.1.1.  Pin mặt trời  .................................................................................................................10

2.1.2.  Xây dựng mô hình điều khiển nối lưới sử dụng pin mặt trời  ..........................20

2.2.  Bộ biến đổi DC/DC  ..............................................................................................................27

2.2.1.  Mạch buck .....................................................................................................................28

2.2.2.  Mạch boost  .....................................................................................................................30

2.2.3.  Mạch Buck – Boost:  ......................................................................................................33

2.2.4.  Mạch Cúk  .....................................................................................................................33 

ix

2.2.5.  Điều khiển bộ biến đổiDC/DC  ...................................................................................35

2.3.  Hạn chế của bộ chuyển đổi tăng áp truyền thống  ..............................................................37

CHƯƠNG 3: CHỌN LINH KIỆN VÀ THIẾT KẾ MẠCH  ............................................... 41

3.1.   Sơ đồ nguyên lý mạch tăng áp DC-DC  ..................................................................................41

3.2.   Điều khiển ổn áp  ......................................................................................................................41

3.3.   Xác định yêu cầu thiết kế........................................................................................................41

3.3.1.   Thông số kỹ thuật  ..............................................................................................................41

3.3.2.   Dòng điện lớn nhất trên khóa điện  .................................................................................42

3.3.3.   Cuộn cảm  ...........................................................................................................................42

3.3.4.   Chọn diode chỉnh lưu  .......................................................................................................43

3.3.5.   Chọn tụ điện......................................................................................................................44

3.3.6.   Mạch kích cho bộ Boost DC  ............................................................................................44

3.3.7.   Thiết kế mạch đo lường  ...................................................................................................45

3.3.8.   Thiết kế mạch dùng phần mềm Proteus  .........................................................................46

3.2.9.   Thiết kế mạch lọc thông thấp LC  ...................................................................................46

CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH HỆ THỐNG VÀ MẠCH TĂNG ÁP DC-DC TRÊN PSIM  .... 48

4.1.   Mô hình hệ thống  ..................................................................................................................48

4.1.1.  Bộ mô phỏng pin năng lượng mặt trời Chroma  .........................................................48

4.1.2.  Mạch Boost DC-DC  .......................................................................................................49

4.1.2.3.  Bộ điều khiển trung tâm  ...........................................................................................50

4.1.2.4. Mạch lọc LC......................................................................................................................51

4.1.3.  Phụ tải  ............................................................................................................................51

4.1.4.    Thi công mạch in  ...........................................................................................................53

4.2. Mạch tăng áp DC-DC trên PSIM  .............................................................................................54

CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM  ......................................... 56

5.1.   Trường hợp cấu trúc mạch boost DC-DC dùng một MOSFET  .........................................56

5.1.1.  Lý thuyết  ........................................................................................................................56

5.1.2.  Thực nghiệm  ..................................................................................................................59

5.2.   Trường hợp cấu trúc mạch boost DC-DC dùng hai MOSFET mắc song song  .................60

5.2.1.  Lý thuyết  ........................................................................................................................60

5.2.2.  Thực nghiệm  ..................................................................................................................64

5.3.   Trường hợp hai bo mạch boost DC-DC ghép song song  .....................................................64 

x

5.3.1.  Lý thuyết  ........................................................................................................................64

5.3.2.  Thực nghiệm  ..................................................................................................................67

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN  .................................................... 68

6.1.  Kết luận  ..................................................................................................................................68

6.2.  Hướng phát triển  ...................................................................................................................69

TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................................... 70

PHỤ LỤC  .








LINK DOWNLOAD


LINK DOWNLOAD - BẢN FULL (TÀI LIỆU VIP MEMBER)



1.  Tên đề tài: 

Nghiên cứu cấu hình mạch boost dc-dc converter trong bộ nghịch lưu nối lưới

2.  Các số liệu, tài liệu ban đầu:  

−  Tài liệu về cấu trúc mạch tăng áp DC-DC.

−  Tài liệu bộ mạch tăng áp DC-DC nối với lưới trong hệ thống pin năng lượng mặt trời.

−  Giáo trình điện tử công suất.

3.  Nội dung thực hiện đề tài:  

−  Nghiên cứu các cấu trúc của bộ mạch tăng áp DC-DC.

−  Mô phỏng các cấu trúc mạch tăng áp khác nhau và so sánh các giá trị để đưa ra kết luận để nâng cao hiệu suất của mạch tăng áp.

−  Thi công và thực nghiệm các trường hợp trên mô hình, so sánh với lý thuyết và đưa ra kết luận khi thiết kế mạch tăng áp.



NỘI DUNG:


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN  .................................................................................................... 1

1.1.  Tổng quan về vấn đề năng lượng mặt trời ở nước ta  ...........................................................1

1.2.  Tổng quan về các kỹ thuật tăng áp khác nhau và ứng dụng của bộ tăng áp DC-DC  .......3

1.2.1.  Các loại mạch chuyển đổi tăng áp  .................................................................................3

1.2.2.  Các ứng dụng của mạch tăng áp DC-DC hiện nay ......................................................4

1.3.  Các cách để nâng cao hiệu suất của hệ thống pin năng lượng mặt trời  .............................5

1.3.1.  Dò điểm công suất cực đại cho pin mặt trời..................................................................5

1.3.2.  Nâng cao hiệu quả nối lưới của pin năng lượng mặt trời  ............................................5

1.3.3.  Tăng hiệu suất sử dụng bằng nguồn hybrid  .................................................................7

1.4.  Lý do chọn đề tài  .....................................................................................................................7

1.5.  Mục đích của đề tài  .................................................................................................................8

1.6.  Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu  ..........................................................................................8

1.7.  Phương pháp nghiên cứu đề tài  .............................................................................................9

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT...................................................................................... 10

2.1.  Mặt trời và năng lượng mặttrời .....................................................................................10

2.1.1.  Pin mặt trời  .................................................................................................................10

2.1.2.  Xây dựng mô hình điều khiển nối lưới sử dụng pin mặt trời  ..........................20

2.2.  Bộ biến đổi DC/DC  ..............................................................................................................27

2.2.1.  Mạch buck .....................................................................................................................28

2.2.2.  Mạch boost  .....................................................................................................................30

2.2.3.  Mạch Buck – Boost:  ......................................................................................................33

2.2.4.  Mạch Cúk  .....................................................................................................................33 

ix

2.2.5.  Điều khiển bộ biến đổiDC/DC  ...................................................................................35

2.3.  Hạn chế của bộ chuyển đổi tăng áp truyền thống  ..............................................................37

CHƯƠNG 3: CHỌN LINH KIỆN VÀ THIẾT KẾ MẠCH  ............................................... 41

3.1.   Sơ đồ nguyên lý mạch tăng áp DC-DC  ..................................................................................41

3.2.   Điều khiển ổn áp  ......................................................................................................................41

3.3.   Xác định yêu cầu thiết kế........................................................................................................41

3.3.1.   Thông số kỹ thuật  ..............................................................................................................41

3.3.2.   Dòng điện lớn nhất trên khóa điện  .................................................................................42

3.3.3.   Cuộn cảm  ...........................................................................................................................42

3.3.4.   Chọn diode chỉnh lưu  .......................................................................................................43

3.3.5.   Chọn tụ điện......................................................................................................................44

3.3.6.   Mạch kích cho bộ Boost DC  ............................................................................................44

3.3.7.   Thiết kế mạch đo lường  ...................................................................................................45

3.3.8.   Thiết kế mạch dùng phần mềm Proteus  .........................................................................46

3.2.9.   Thiết kế mạch lọc thông thấp LC  ...................................................................................46

CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH HỆ THỐNG VÀ MẠCH TĂNG ÁP DC-DC TRÊN PSIM  .... 48

4.1.   Mô hình hệ thống  ..................................................................................................................48

4.1.1.  Bộ mô phỏng pin năng lượng mặt trời Chroma  .........................................................48

4.1.2.  Mạch Boost DC-DC  .......................................................................................................49

4.1.2.3.  Bộ điều khiển trung tâm  ...........................................................................................50

4.1.2.4. Mạch lọc LC......................................................................................................................51

4.1.3.  Phụ tải  ............................................................................................................................51

4.1.4.    Thi công mạch in  ...........................................................................................................53

4.2. Mạch tăng áp DC-DC trên PSIM  .............................................................................................54

CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM  ......................................... 56

5.1.   Trường hợp cấu trúc mạch boost DC-DC dùng một MOSFET  .........................................56

5.1.1.  Lý thuyết  ........................................................................................................................56

5.1.2.  Thực nghiệm  ..................................................................................................................59

5.2.   Trường hợp cấu trúc mạch boost DC-DC dùng hai MOSFET mắc song song  .................60

5.2.1.  Lý thuyết  ........................................................................................................................60

5.2.2.  Thực nghiệm  ..................................................................................................................64

5.3.   Trường hợp hai bo mạch boost DC-DC ghép song song  .....................................................64 

x

5.3.1.  Lý thuyết  ........................................................................................................................64

5.3.2.  Thực nghiệm  ..................................................................................................................67

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN  .................................................... 68

6.1.  Kết luận  ..................................................................................................................................68

6.2.  Hướng phát triển  ...................................................................................................................69

TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................................... 70

PHỤ LỤC  .








LINK DOWNLOAD


LINK DOWNLOAD - BẢN FULL (TÀI LIỆU VIP MEMBER)

M_tả
M_tả

Không có nhận xét nào: