I. Tổng quan
Nghiên cứu về giải thuật điều chế sóng mang 3 pha 5 bậc tại HCMUTE tập trung vào việc triệt tiêu điện áp common mode trong bộ nghịch lưu cascade. Trong bối cảnh điện tử công suất đang phát triển mạnh mẽ, việc giảm thiểu điện áp common mode là rất quan trọng để nâng cao hiệu suất và độ bền của thiết bị. Đề tài này không chỉ giải quyết vấn đề lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghiệp điện tử.
1.1 Mục đích nghiên cứu
Mục đích chính của nghiên cứu là phát triển một giải thuật điều chế hiệu quả nhằm triệt tiêu điện áp common mode trong mạch nghịch lưu 3 pha 5 bậc. Việc này không chỉ giúp cải thiện chất lượng điện áp đầu ra mà còn giảm thiểu các tác động tiêu cực đến động cơ và thiết bị điện tử khác. Đề tài cũng hướng đến việc xây dựng một mô hình mô phỏng và thực nghiệm để kiểm chứng tính khả thi của giải thuật.
1.2 Ý nghĩa thực tiễn
Đề tài có ý nghĩa thực tiễn lớn trong việc ứng dụng công nghệ điều chế sóng mang vào các hệ thống điện tử công suất. Việc triệt tiêu điện áp common mode sẽ giúp nâng cao tuổi thọ của động cơ và giảm thiểu hư hỏng thiết bị. Ngoài ra, nghiên cứu này cũng có thể làm tài liệu tham khảo cho sinh viên và các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực điện tử.
II. Cơ sở lý thuyết
Chương này trình bày các khái niệm cơ bản về nghịch lưu và cấu hình của bộ nghịch lưu 3 pha 5 bậc. Nghịch lưu là thiết bị chuyển đổi năng lượng từ nguồn DC thành AC, với nhiều ứng dụng trong công nghiệp. Bộ nghịch lưu 5 bậc dạng cascade được thiết kế để tạo ra điện áp đầu ra chất lượng cao với tổng méo hài thấp. Việc sử dụng nhiều nguồn DC độc lập hoặc kết hợp các nguồn DC ảo là cần thiết để tạo ra các cấp điện áp khác nhau.
2.1 Lý thuyết về nghịch lưu
Nghịch lưu có hai dạng chính: nghịch lưu nguồn áp và nghịch lưu nguồn dòng. Bộ nghịch lưu áp cung cấp điện áp xoay chiều ở ngõ ra, trong khi nghịch lưu nguồn dòng điều khiển dòng điện qua các linh kiện công suất. Các linh kiện như IGBT và MOSFET thường được sử dụng trong các ứng dụng điện tử công suất. Việc nghiên cứu các phương pháp điều khiển nghịch lưu là rất quan trọng để nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống.
2.2 Bộ nghịch lưu 3 pha 5 bậc
Bộ nghịch lưu 3 pha 5 bậc được xây dựng từ ba bộ nghịch lưu 1 pha 5 bậc. Mỗi pha có thể tạo ra nhiều trạng thái điện áp khác nhau, từ đó cho phép điều chỉnh điện áp đầu ra một cách linh hoạt. Việc sử dụng các tổ hợp trạng thái đóng ngắt của các IGBT là rất quan trọng để đảm bảo rằng điện áp common mode được triệt tiêu hiệu quả. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa các trạng thái này có thể giảm thiểu đáng kể điện áp common mode.
III. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc sử dụng mô phỏng trên phần mềm PSIM và thực nghiệm trên mô hình điều khiển bằng kit DSP TMS320F28355. Các bước nghiên cứu được thực hiện theo quy trình chặt chẽ, từ việc tìm hiểu lý thuyết đến việc áp dụng thực tiễn. Mô phỏng giúp kiểm chứng các kết quả lý thuyết và thực nghiệm cung cấp dữ liệu thực tế để đánh giá hiệu quả của giải thuật điều chế.
3.1 Mô phỏng và thực nghiệm
Mô phỏng được thực hiện trên phần mềm PSIM, cho phép kiểm tra các trạng thái hoạt động của bộ nghịch lưu và điện áp đầu ra. Thực nghiệm được tiến hành trên mô hình vật lý với các thiết bị đo của hãng Tektronix. Kết quả từ mô phỏng và thực nghiệm sẽ được so sánh để đánh giá tính chính xác và hiệu quả của giải thuật đề xuất.
3.2 Đánh giá kết quả
Kết quả nghiên cứu sẽ được đánh giá dựa trên các tiêu chí như độ chính xác của điện áp đầu ra, mức độ triệt tiêu điện áp common mode và hiệu suất tổng thể của hệ thống. Việc đánh giá này không chỉ giúp khẳng định tính khả thi của giải thuật mà còn cung cấp thông tin quý giá cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực này.
