การควบคุมอินเวอร์เตอร์สามเฟสโดยใช้โมเดลการควบคุมแบบทำนายค่ากระแสไฟฟ้า

Abstract

งานวิจัยนี้นำเสนอ การควบคุมอินเวอร์เตอร์ชนิดแหล่งจ่ายแรงดัน 3 เฟส โดยใช้โมเดลการควบคุมแบบทำนายค่ากระแสไฟฟ้า เพื่อควบคุมการทำงานของอินเวอร์เตอร์ 3 เฟส 2 ระดับ โดยมีหลักการสร้างอัลกอริทึมเพื่อควบคุมการทำงานโดยการวัดสัญญาณกระแส พร้อมประมวลผลและทำนายค่ากระแสไฟฟ้าในช่วงเวลาถัดไป (t+1) ทั้งนี้โดยการทดสอบการทำงานด้วยระบบจำลองร่วมกับโปรแกรมMATLAB/Simulink จะนำไปประยุกต์ใช้งานเพื่อสร้างตัวควบคุมต้นแบบโดยการประยุกต์ใช้บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ STM32F4Discovery การจำลองระบบด้วยโปรแกรม MATLAB/Simulink เป็นการควบคุมการทำงานของอินเวอร์เตอร์ 3 เฟส 2 ระดับ ที่ความถี่ขาออก 50 H [subscript Z]โดยความถี่สวิตช์ที่ 1,600 H [subscriptZ] สามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าขาออก 3 เฟส ผ่านชุดกรองความถี่แบบ Low-Pass filter ซึ่งมี L ขนาด 10 mH และ R ขนาด 0.5 Ω ทั้งนี้ระบบได้รับการทดสอบกับโหลดที่พิกัดไม่เกิน 1 kW ผลการจำลองระบบ กระแสไฟฟ้าขาออกมีค่าความเพี้ยน (THD [subscript i] ) น้อยกว่า 5% ที่ขนาด กระแสขาออกโดยประมาณ 5 แอมแปร์ ขณะขับโหลดสูงสุดไม่เกิน 1 kW ซึ่งมีค่าประสิทธิภาพเท่ากับ 98 % อย่างไรก็ตามในเชิงปฏิบัติวงจรอินเวอร์เตอร์ในโครงการมีประสิทธิภาพที่พอใช้ขณะจ่ายโหลดเต็มพิกัดมีค่า 81.6 % ค่าความเพี้ยน (THD [subscript i] ) ขณะปฏิบัติ 4.364%

This research aimed to present the control of the three phase voltage source inverter using Predictive Current Control Model to control a three phase two level inverter. The algorithm of MPC control scheme was done to measure the simultaneous current signal including predicting the next sampling current flow (t + 1). This concept was experimented by using MATLAB/Simulink software package. This would result in the implement of STM32F4Discovery microcontroller board construction. The simulation model operated by MATLAB/Simulink showed the operational system of 3-phase 2-level inverter with the output frequency of 50 H[subscriptZ] controlled by the switching frequency at 1,600 H[subscriptZ]. The simulation model also produced the output voltage through the Low-Pass filter in which L was 10 mH and R was 0.5Ω . The model was experimented by RL load with ≤ 1 kW. The simulation result showed that the output current of 5 A with the 1 kW rate load had the THD[subscript i] less than 5%. That meant it had 98% efficiency. However, the practical use of invertershowed the maximum efficiency at 81.6 % with 4.364% THD[subscript i].