I. Giới thiệu và mục tiêu luận văn
Luận văn thạc sĩ này tập trung vào việc ứng dụng PWM để cải thiện chất lượng điện cho bộ nghịch lưu NPC ba bậc. Mục tiêu chính là khảo sát và lựa chọn các kỹ thuật điều chế độ rộng xung phù hợp, xây dựng mô hình mô phỏng trên MATLAB, và thực nghiệm trên mô hình thực để đánh giá hiệu quả. Kỹ thuật điện và điện tử công suất là hai lĩnh vực chính được áp dụng trong nghiên cứu này.
1.1. Bối cảnh nghiên cứu
Bộ nghịch lưu NPC ba bậc được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng điều khiển động cơ. Tuy nhiên, điện áp common mode và lệch điện áp trung tính là hai vấn đề kỹ thuật cần được giải quyết để tối ưu hóa hiệu suất hệ thống. Công nghệ PWM được xem là giải pháp phần mềm hiệu quả để giảm thiểu các vấn đề này.
1.2. Mục tiêu cụ thể
Luận văn nhằm so sánh các phương pháp điều chế độ rộng xung khác nhau về khả năng giảm điện áp common mode, cân bằng điện áp trung tính, và giảm độ méo dạng sóng hài. Kết quả mô phỏng và thực nghiệm sẽ được đối chiếu để xác nhận tính khả thi của các phương pháp.
II. Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Phần này trình bày cơ sở lý thuyết về bộ nghịch lưu NPC ba bậc, kỹ thuật điều chế xung, và các vấn đề liên quan đến chất lượng điện năng. Các phương pháp nghiên cứu bao gồm mô phỏng trên MATLAB và thực nghiệm trên mô hình thực.
2.1. Cấu trúc bộ nghịch lưu NPC ba bậc
Bộ nghịch lưu NPC ba bậc có cấu trúc phức tạp hơn so với bộ nghịch lưu hai bậc thông thường. Nó sử dụng các diode kẹp để tạo ra ba mức điện áp đầu ra, giúp giảm độ méo dạng sóng hài và cải thiện chất lượng điện năng.
2.2. Kỹ thuật điều chế độ rộng xung
Các kỹ thuật điều chế độ rộng xung như SPWM, CSVPWM, và ZCMV PWM được nghiên cứu để giảm điện áp common mode và cân bằng điện áp trung tính. Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng, cần được đánh giá kỹ lưỡng.
III. Kết quả mô phỏng và thực nghiệm
Kết quả mô phỏng trên MATLAB và thực nghiệm trên mô hình thực được trình bày chi tiết. Các phương pháp PWM được so sánh về hiệu quả giảm điện áp common mode, cân bằng điện áp trung tính, và giảm độ méo dạng sóng hài.
3.1. Kết quả mô phỏng
Các phương pháp SPWM+P, CSVPWM+P, và ZCMV PWM được mô phỏng trên MATLAB. Kết quả cho thấy ZCMV PWM có hiệu quả cao nhất trong việc giảm điện áp common mode và cân bằng điện áp trung tính.
3.2. Kết quả thực nghiệm
Thực nghiệm được tiến hành trên mô hình bộ nghịch lưu NPC ba bậc với vi điều khiển TMS320F377D. Kết quả thực nghiệm xác nhận tính chính xác của kết quả mô phỏng, đồng thời khẳng định tính khả thi của các phương pháp PWM trong thực tế.
IV. Đánh giá và ứng dụng thực tế
Luận văn đánh giá hiệu quả của các phương pháp PWM trong việc cải thiện chất lượng điện năng cho bộ nghịch lưu NPC ba bậc. Các kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng trong các hệ thống điều khiển động cơ công nghiệp, giúp tăng tuổi thọ thiết bị và giảm nhiễu điện từ.
4.1. Đánh giá hiệu quả
Các phương pháp PWM được đánh giá dựa trên khả năng giảm điện áp common mode, cân bằng điện áp trung tính, và giảm độ méo dạng sóng hài. ZCMV PWM được xem là phương pháp tối ưu nhất.
4.2. Ứng dụng thực tế
Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng trong các hệ thống điện tử công suất và điều khiển động cơ, giúp cải thiện chất lượng nguồn điện và giảm thiểu các vấn đề kỹ thuật liên quan đến điện áp common mode và lệch điện áp trung tính.
