I. Nghiên cứu kỹ thuật điều chế độ rộng xung
Luận án tập trung vào nghiên cứu kỹ thuật điều chế độ rộng xung (PWM) tối ưu cho nghịch lưu đa bậc. Mục tiêu chính là giảm tổn hao do chuyển mạch và cải thiện hiệu suất năng lượng. Sáu giải thuật PWM được đề xuất, mỗi giải thuật có hàm mục tiêu tối ưu khác nhau, bao gồm giảm tổn hao, tiêu điện áp common mode và cực tiểu sai biệt điện áp điều khiển. Các giải thuật này được xây dựng trên các hàm toán học đơn giản, không sử dụng bảng tra, giúp tiết kiệm bộ nhớ và dễ dàng áp dụng cho nhiều cấu trúc nghịch lưu khác nhau.
1.1. Giải thuật giảm tổn hao chuyển mạch
Ba giải thuật đầu tiên tập trung vào việc giảm tổn hao do chuyển mạch và cực tiểu sai biệt điện áp điều khiển. Các giải thuật này được thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất của nghịch lưu đa bậc bằng cách giảm thiểu số lần chuyển mạch và điều chỉnh điện áp điều khiển một cách chính xác. Kết quả mô phỏng và thực nghiệm cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc giảm tổn hao và cải thiện chất lượng điện áp đầu ra.
1.2. Giải thuật tiêu điện áp common mode
Hai giải thuật tiếp theo nhằm mục đích tiêu điện áp common mode và cực tiểu sai biệt điện áp điều khiển. Điện áp common mode là một vấn đề phổ biến trong nghịch lưu đa bậc, gây ra nhiễu và ảnh hưởng đến hiệu suất hệ thống. Các giải thuật này sử dụng phương pháp điều chế vector không gian để loại bỏ điện áp common mode, đồng thời duy trì sai biệt điện áp điều khiển ở mức tối thiểu.
II. Ứng dụng thực tế và đánh giá
Luận án không chỉ dừng lại ở việc đề xuất các giải thuật mà còn tiến hành mô phỏng và thực nghiệm để đánh giá hiệu quả. Các giải thuật được áp dụng trên nhiều cấu trúc nghịch lưu đa bậc khác nhau, từ nghịch lưu 3 pha 5 bậc đến 31 bậc. Kết quả cho thấy các giải thuật này không chỉ giảm tổn hao mà còn cải thiện chất lượng điện áp đầu ra, đáp ứng các tiêu chuẩn về méo hài tổng (THD) và điện áp common mode.
2.1. Mô phỏng và thực nghiệm
Các giải thuật được mô phỏng trên phần mềm chuyên dụng và kiểm chứng qua thực nghiệm trên mô hình nghịch lưu đa bậc. Kết quả mô phỏng và thực nghiệm cho thấy sự tương đồng cao, chứng minh tính khả thi và hiệu quả của các giải thuật trong thực tế. Đặc biệt, các giải thuật này có thể áp dụng cho nhiều cấu trúc nghịch lưu khác nhau, từ đơn giản đến phức tạp.
2.2. Đánh giá hiệu quả
Hiệu quả của các giải thuật được đánh giá dựa trên các tiêu chí như tổn hao chuyển mạch, méo hài tổng (THD), và điện áp common mode. Kết quả cho thấy các giải thuật đề xuất không chỉ giảm tổn hao mà còn cải thiện chất lượng điện áp đầu ra, đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế như EN61000-2-2. Điều này khẳng định giá trị thực tiễn của luận án trong việc ứng dụng vào các hệ thống điện công nghiệp.
III. Đóng góp khoa học và ý nghĩa thực tiễn
Luận án đã đóng góp đáng kể vào lĩnh vực thiết bị điện và kỹ thuật điều chế bằng cách đề xuất các giải thuật PWM tối ưu cho nghịch lưu đa bậc. Các giải thuật này không chỉ giúp giảm tổn hao và cải thiện hiệu suất mà còn đáp ứng nhu cầu tiết kiệm năng lượng trong bối cảnh hiện nay. Ngoài ra, luận án còn mở ra hướng nghiên cứu mới trong việc tối ưu hóa các hệ thống điện công nghiệp.
3.1. Đóng góp khoa học
Luận án đã đề xuất sáu giải thuật PWM tối ưu, mỗi giải thuật có hàm mục tiêu riêng, từ giảm tổn hao đến tiêu điện áp common mode. Các giải thuật này được xây dựng trên cơ sở toán học đơn giản, không sử dụng bảng tra, giúp tiết kiệm bộ nhớ và dễ dàng áp dụng. Đây là một đóng góp quan trọng trong lĩnh vực kỹ thuật điều chế và thiết bị điện.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Các giải thuật đề xuất trong luận án có khả năng ứng dụng cao trong thực tế, đặc biệt là trong các hệ thống nghịch lưu đa bậc công nghiệp. Chúng không chỉ giúp giảm tổn hao và cải thiện hiệu suất mà còn đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế về chất lượng điện. Điều này mang lại lợi ích kinh tế và kỹ thuật đáng kể cho các doanh nghiệp và nhà sản xuất thiết bị điện.
