I. Tổng quan về Nghịch lưu 3 pha tại HCMUTE
Công trình nghiên cứu “Nghịch lưu 3 pha 3 bậc T type-NPC” tại HCMUTE (Đại học Công nghiệp TP. HCM) tập trung vào việc thiết kế và triển khai một hệ thống nghịch lưu 3 pha tiên tiến. Đề tài nhấn mạnh vào việc sử dụng cấu hình T type-NPC, một cấu trúc nghịch lưu 3 pha 3 bậc nhằm cải thiện chất lượng điện năng đầu ra, giảm thiểu sóng hài và nâng cao hiệu quả hoạt động. Việc sử dụng NPC (Neutral Point Clamped) giúp giảm điện áp trên các linh kiện bán dẫn, tăng độ tin cậy và tuổi thọ của hệ thống. Nghiên cứu bao gồm cả khía cạnh lý thuyết và thực tiễn, từ việc xây dựng mô hình toán học, phân tích nghịch lưu 3 pha, đến thiết kế mạch, mô phỏng và thử nghiệm trên mô hình nghịch lưu 3 pha thực tế. Đề tài có ý nghĩa quan trọng trong việc ứng dụng công nghệ nghịch lưu 3 pha trong công nghiệp, đặc biệt trong lĩnh vực điện tử công suất và chuyển đổi năng lượng. Các ứng dụng tiềm năng bao gồm hệ thống năng lượng tái tạo, điện tù công suất, và các hệ thống điều khiển động cơ.
1.1. Lý thuyết Nghịch lưu 3 pha 3 bậc T type
Phần này tập trung vào cơ sở lý thuyết về nghịch lưu 3 pha 3 bậc cấu hình T type. Nghiên cứu đi sâu vào mô hình toán học và phương trình toán của hệ thống. Các phương pháp điều khiển nghịch lưu 3 pha, như điều khiển độ rộng xung SPWM và các biến thể của nó, được phân tích chi tiết. Các dạng sóng mang khác nhau, bao gồm APOD, PD, và POD, được đánh giá về hiệu quả và đặc điểm. Giải thuật điều chế độ rộng xung (SPWM) được thiết kế và tối ưu hóa cho nghịch lưu 3 pha 3 bậc hình T, cả với cấu hình nguồn Z và quasi-Z source. Thuật toán điều khiển được phát triển để đảm bảo hiệu suất cao và ổn định của hệ thống. Phần này cung cấp nền tảng lý thuyết vững chắc cho việc thiết kế và triển khai hệ thống nghịch lưu 3 pha 3 bậc T type NPC thực tế.
1.2. Thiết kế và Mô phỏng Mạch nghịch lưu 3 pha
Công trình trình bày thiết kế mạch của mạch nghịch lưu 3 pha 3 bậc T type NPC. Thiết kế mạch công suất bao gồm việc lựa chọn các linh kiện bán dẫn phù hợp, như IGBT. Thiết kế mạch điều khiển PWM được thực hiện dựa trên thuật toán SPWM đã được phát triển ở phần lý thuyết. Việc sử dụng Card DSP cho phép thực hiện điều khiển vector nghịch lưu 3 pha và điều khiển thang xung nghịch lưu 3 pha một cách chính xác. Mô phỏng nghịch lưu 3 pha được thực hiện sử dụng phần mềm PSIM để kiểm tra và tối ưu hóa thiết kế trước khi chế tạo mạch thực tế. Các kết quả mô phỏng, bao gồm các dạng sóng điện áp và dòng điện, được phân tích kỹ lưỡng để đánh giá hiệu suất của hệ thống. Kết quả mô phỏng giúp xác định các thông số thiết kế tối ưu và dự đoán hiệu suất của hệ thống trong điều kiện vận hành thực tế.
1.3. Thực nghiệm và Kết quả Nghịch lưu 3 pha NPC
Phần này trình bày quá trình xây dựng mô hình thực nghiệm và kết quả thử nghiệm của bộ nghịch lưu 3 pha 3 bậc T type NPC. Mô hình bao gồm các thành phần chính: mạch công suất, mạch drive PWM, và mạch khuếch đại và cách ly. Hình ảnh các mô-đun đã thi công được trình bày chi tiết. Quá trình lập trình, biên dịch và nạp chương trình cho kit DSP TMS320F28335 được mô tả rõ ràng. Kết quả thử nghiệm được so sánh với kết quả mô phỏng để đánh giá độ chính xác của mô hình và hiệu quả của thuật toán điều khiển. Các thông số quan trọng như THD (Total Harmonic Distortion), điện áp đầu ra, và dòng điện đầu ra được đo lường và phân tích. Phần này cung cấp bằng chứng thực nghiệm cho hiệu quả của thiết kế và ứng dụng của nghịch lưu 3 pha 3 bậc T type NPC trong thực tế. Ứng dụng nghịch lưu 3 pha trong năng lượng mặt trời và các ứng dụng nghịch lưu 3 pha trong ô tô điện cũng được thảo luận.
