Cân Bằng Điện Áp DC Link cho Bộ Nghịch Lưu NPC Đa Bậc

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM TẠ

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan chung về nghịch lưu NPC, các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đã công bố

1.2. Các kết quả nghiên cứu đã công bố

1.3. Mục đích của đề tài

1.4. Nhiệm vụ của đề tài và giới hạn đề tài

1.5. Phương pháp nghiên cứu

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Một số bộ nghịch lưu truyền thống

2.2. Bộ nghịch lưu 1 nhánh (single leg Inverter)

2.3. Bộ nghịch lưu cầu 1 pha (H – Bridge)

2.4. Bộ nghịch lưu áp 3 pha 2 bậc đơn giản

2.4.1. Phân tích mạch

2.4.2. Điện áp ngõ ra thay đổi tuyến tính theo tín hiệu điều khiển

2.5. Bộ nghịch lưu áp NPC ba bậc

2.6. Các phương pháp điều chế độ rộng xung

2.6.1. Phương pháp điều chế độ rộng xung sin SPWM

2.6.2. Phương pháp điều chế độ rộng xung cải biến SFO-PWM

3. CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT VẤN ĐỀ MẤT CÂN BẰNG ĐIỆN ÁP TỤ

3.1. Hiện tượng mất cân bằng áp tụ

3.2. Nguyên nhân mất cân bằng điện áp tụ

3.3. Các trạng thái kết nối ngõ ra có ảnh hưởng đến dòng NP

4. CHƯƠNG 4: PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG ĐIỆN ÁP TỤ

4.1. Phương pháp cân bằng điện áp tụ

4.2. Mô hình của bộ nghịch lưu có áp dụng giải thuật cân bằng

4.2.1. Khối tạo các điện áp va, vb, vc

4.2.2. Khối tạo các tín hiệu vxp và vxn

4.2.3. Khối tạo các điện áp offset

4.2.4. Khối tạo chuỗi xung kích

4.3. Kết quả khi áp dụng giải phương pháp cân bằng điện áp tụ

5. CHƯƠNG 5: CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÂN BẰNG ÁP TỤ

5.1. Khảo sát sự ảnh hưởng của các thông số đến điện áp tụ

5.1.1. Sự ảnh hưởng của tham số Kp đến sự cân bằng áp tụ

5.1.2. Sự ảnh hưởng của chỉ số điều chế

5.1.3. Sự ảnh hưởng của hệ số công suất tải

5.1.4. Sự ảnh hưởng của điện dung các tụ

5.1.4.1. Trường hợp hai tụ có điện dung bằng nhau

5.1.4.2. Trường hợp hai tụ có điện dung khác nhau

5.1.5. Sự ảnh hưởng của bộ giới hạn

5.2. Giá trị tối ưu của tham số Kp

5.2.1. Phương pháp tìm giá trị tối ưu của Kp

5.2.2. Kết quả đạt được

6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN

6.1. Hướng phát triển

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan

Bộ nghịch lưu NPC (Neutral Point Clamped) là một trong những thiết bị quan trọng trong hệ thống điện tử công suất. Việc cân bằng điện áp trên các tụ nguồn là một vấn đề lớn, ảnh hưởng đến hiệu suất và chất lượng điện năng. Nghiên cứu này tập trung vào việc giải quyết hiện tượng mất cân bằng điện áp trên các tụ của bộ nghịch lưu NPC ba bậc. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng việc cân bằng điện áp có thể cải thiện đáng kể chất lượng điện năng đầu ra. Tuy nhiên, các phương pháp hiện tại vẫn gặp khó khăn trong việc duy trì độ ổn định và giảm thiểu dao động điện áp. Do đó, việc phát triển một phương pháp mới để cân bằng điện áp DC Link là cần thiết nhằm tối ưu hóa hiệu suất của bộ nghịch lưu. Kỹ thuật điều khiển được đề xuất trong nghiên cứu này dựa trên phương pháp điều chế CPWM (Carrier-based Pulse Width Modulation), cho phép loại bỏ các dao động tần số thấp và cải thiện độ ổn định của điện áp.

1.1 Tổng quan về bộ nghịch lưu NPC

Bộ nghịch lưu NPC là một loại bộ chuyển đổi điện năng, có khả năng chuyển đổi năng lượng từ nguồn điện một chiều sang điện xoay chiều. Bộ nghịch lưu này có nhiều ưu điểm như giảm thiểu hài và cải thiện chất lượng điện năng. Tuy nhiên, việc cân bằng điện áp trên các tụ nguồn là một thách thức lớn. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng việc mất cân bằng điện áp có thể dẫn đến sự suy giảm hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống. Do đó, việc phát triển các phương pháp mới để cân bằng điện áp là rất quan trọng. Nghiên cứu này sẽ khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến việc cân bằng điện áp và đề xuất các giải pháp tối ưu nhằm cải thiện hiệu suất của bộ nghịch lưu NPC.

II. Cơ sở lý thuyết

Nghiên cứu này dựa trên các nguyên lý cơ bản của bộ nghịch lưu NPC và các phương pháp điều chế hiện có. Công nghệ nghịch lưu đã phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây, với nhiều phương pháp điều chế khác nhau như SPWM, SVPWM và CPWM. Mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Việc lựa chọn phương pháp điều chế phù hợp là rất quan trọng để đạt được hiệu suất tối ưu trong việc cân bằng điện áp. Nghiên cứu này sẽ phân tích các phương pháp điều chế hiện có và đề xuất một phương pháp mới nhằm cải thiện khả năng cân bằng điện áp cho bộ nghịch lưu NPC. Kỹ thuật điều khiển được đề xuất sẽ giúp giảm thiểu độ dao động điện áp và cải thiện độ ổn định của hệ thống.

2.1 Các phương pháp điều chế

Các phương pháp điều chế như SPWM và SVPWM đã được nghiên cứu và áp dụng rộng rãi trong các bộ nghịch lưu. Tuy nhiên, các phương pháp này vẫn gặp phải một số hạn chế trong việc cân bằng điện áp. Nghiên cứu này sẽ khảo sát các phương pháp điều chế hiện có và phân tích ưu nhược điểm của từng phương pháp. Đặc biệt, phương pháp CPWM được đề xuất trong nghiên cứu này sẽ được phân tích chi tiết, với mục tiêu cải thiện khả năng cân bằng điện áp và giảm thiểu dao động điện áp. Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách thức hoạt động của các phương pháp điều chế và ảnh hưởng của chúng đến việc cân bằng điện áp trong bộ nghịch lưu NPC.

III. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp mô phỏng để khảo sát và phân tích hiệu quả của các phương pháp cân bằng điện áp. Các thông số như chỉ số điều chế, hệ số công suất và điện dung của tụ sẽ được khảo sát để xác định ảnh hưởng của chúng đến việc cân bằng điện áp. Mô hình mô phỏng sẽ được xây dựng dựa trên các nguyên lý cơ bản của bộ nghịch lưu NPC và các phương pháp điều chế đã được đề xuất. Kết quả mô phỏng sẽ được phân tích để đánh giá hiệu quả của phương pháp cân bằng điện áp và đưa ra các khuyến nghị cho việc áp dụng trong thực tế.

3.1 Mô hình mô phỏng

Mô hình mô phỏng sẽ được xây dựng dựa trên các nguyên lý cơ bản của bộ nghịch lưu NPC và các phương pháp điều chế. Các thông số đầu vào sẽ được xác định dựa trên các điều kiện thực tế. Kết quả mô phỏng sẽ cho thấy sự ảnh hưởng của các yếu tố như chỉ số điều chế và hệ số công suất đến việc cân bằng điện áp. Phân tích kết quả mô phỏng sẽ giúp xác định các yếu tố quan trọng cần được chú ý trong việc thiết kế và vận hành bộ nghịch lưu NPC, từ đó đưa ra các giải pháp tối ưu cho việc cân bằng điện áp.

Cân Bằng Điện Áp DC Link cho Bộ Nghịch Lưu NPC Đa Bậc: Nghiên Cứu và Ứng Dụng