I. Mô hình nghịch lưu 3 pha tại HCMUTE Tổng quan và mục tiêu nghiên cứu
Đồ án tốt nghiệp "Xây dựng Mô hình nghịch lưu 3 pha 3 bậc hình T tăng áp" tại Học viện Kỹ thuật Quân sự HCMUTE tập trung vào thiết kế và triển khai một mô hình nghịch lưu 3 pha cải tiến. Nghiên cứu mô hình nghịch lưu này nhằm khắc phục hạn chế của bộ nghịch lưu 3 pha truyền thống, cụ thể là khả năng giảm áp và vấn đề ngắn mạch. Đồ án tốt nghiệp này hướng đến việc xây dựng một mô hình nghịch lưu 3 pha 3 bậc có khả năng tăng áp, cải thiện hiệu suất và giảm thiểu sóng hài. Nghiên cứu sinh HCMUTE đã sử dụng card DSP TMS320F28335 và FPGA để điều khiển quá trình chuyển mạch IGBT, tạo ra điện áp xoay chiều 3 pha. Mục tiêu chính là xây dựng và thử nghiệm mô hình nghịch lưu 3 pha 3 bậc hình T tăng áp bằng chuyển mạch LC, phân tích mô hình nghịch lưu 3 pha và so sánh kết quả thực nghiệm với lý thuyết. Ứng dụng nghịch lưu 3 pha trong công nghiệp ngày càng quan trọng, đặc biệt trong lĩnh vực năng lượng tái tạo.
1.1 Lựa chọn Mô hình nghịch lưu 3 pha 3 bậc
Việc lựa chọn mô hình nghịch lưu 3 pha 3 bậc dựa trên những ưu điểm vượt trội so với mô hình nghịch lưu truyền thống. Mô hình nghịch lưu 3 pha này cho phép tăng áp đầu vào, giảm số lượng pin hoặc acquy, từ đó giảm chi phí. Mô hình nghịch lưu 3 pha 3 bậc này có hiệu suất chuyển đổi cao nhờ chỉ qua một giai đoạn DC-AC. Thiết kế mô hình nghịch lưu 3 pha này cho phép hai khóa bán dẫn cùng nhánh đóng cùng lúc, loại bỏ thời gian chết và giảm độ méo dạng điện áp ngõ ra (THD). Việc giảm điện áp ngõ vào cũng giúp giảm điện áp đặt lên IGBT, tăng độ bền của linh kiện. Đồ án đã tham khảo bài báo "A three level LC-Switching based Voltage boost NPC inverter" trên tạp chí IEEE năm 2016, nhưng đã có những cải tiến đáng kể, cụ thể là giảm dung lượng cuộn cảm (L) và sử dụng một nguồn VDC thay vì nhiều nguồn. Bố nghịch lưu 3 pha được thiết kế hướng tới công suất khoảng 1000W, cao hơn nhiều so với 250W trong bài báo tham khảo. Sơ đồ khối hệ thống được thiết kế chi tiết, bao gồm các khối chức năng chính như mạch điều khiển, mạch công suất và mạch lọc.
1.2 Thực nghiệm và đánh giá mô hình nghịch lưu 3 pha
Thực hành nghịch lưu 3 pha bao gồm các giai đoạn: thi công bo mạch, lắp ráp, kiểm tra và lập trình hệ thống. Mô phỏng mô hình nghịch lưu 3 pha được thực hiện trên phần mềm PSIM, giúp kiểm tra tính khả thi trước khi xây dựng mô hình vật lý. Phân tích mô hình nghịch lưu 3 pha tập trung vào việc so sánh kết quả thực nghiệm với lý thuyết, đánh giá sự sai lệch và nguyên nhân. Kiểm soát nghịch lưu 3 pha được thực hiện thông qua việc điều chỉnh các thông số và giám sát các dạng sóng điện áp và dòng điện. Kết quả thực nghiệm cho thấy mô hình nghịch lưu 3 pha hoạt động khá ổn định. Mặc dù có tổn hao dẫn đến sai lệch giữa lý thuyết và thực nghiệm, nhưng kết quả vẫn nằm trong giới hạn chấp nhận được. Tài liệu nghịch lưu 3 pha được sử dụng làm cơ sở cho việc thiết kế và phân tích, bao gồm các bài báo, sách chuyên ngành và tài liệu tham khảo từ IEEE. Điện tử công suất HCMUTE đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp trang thiết bị và hỗ trợ kỹ thuật cho đồ án.
1.3 Ứng dụng thực tiễn và hướng phát triển
Ứng dụng nghịch lưu 3 pha trong công nghiệp rất đa dạng, bao gồm các hệ thống năng lượng tái tạo như pin mặt trời và tuabin gió. Chuyển đổi năng lượng 3 pha hiệu quả là mục tiêu chính của đồ án. Mô hình nghịch lưu này có thể được ứng dụng trong các hệ thống điện năng lượng mặt trời quy mô nhỏ, cung cấp điện cho hộ gia đình hoặc các thiết bị công nghiệp nhỏ. Điện tữ công suất HCMUTE tiếp tục nghiên cứu và phát triển các mô hình nghịch lưu tiên tiến hơn, nâng cao hiệu suất và giảm chi phí. Những hạn chế của đồ án, ví dụ như công suất nhỏ và điện áp ngõ ra giới hạn, sẽ được khắc phục trong các nghiên cứu tiếp theo. Bài báo khoa học nghịch lưu 3 pha sẽ được tiếp tục hoàn thiện và công bố để đóng góp vào sự phát triển của lĩnh vực này. Số liệu nghịch lưu 3 pha thu thập được từ đồ án đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá hiệu quả của mô hình.
