Luận án tiến sĩ về phương pháp điều chế và điều khiển bộ biến đổi bán dẫn công suất đa mức

Luận án tiến sĩ nghiên cứu các phương pháp điều chế và điều khiển bộ biến đổi bán dẫn công suất đa mức kiểu module hóa, mang lại giải pháp hiệu quả cho ngành điện.

• Tác giả: Trần Hùng Cường
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Trọng Minh
• Trường học: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Tự động hóa Công nghiệp
• Đề tài: Nghiên Cứu Phương Pháp Điều Chế Và Điều Khiển Bộ Biến Đổi Bán Dẫn Công Suất Đa Mức
• Loại tài liệu: luận án
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỘ BIẾN ĐỔI ĐA MỨC MMC
• 1.1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
• 1.1.1. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.1.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
• 1.2. Cấu trúc cơ bản và hoạt động của bộ biến đổi MMC
• 1.2.1. Cấu trúc của bộ biến đổi MMC
• 1.2.2. Nguyên lý tạo một mức điện áp của SM dạng nửa cầu
• 1.2.3. Nguyên lý hoạt động của bộ biến đổi MMC
• 1.2.4. Vấn đề điều chế cho bộ biến đổi MMC
• 1.2.5. Vấn đề điều khiển cho bộ biến đổi MMC
• 1.2.6. Định hướng nghiên cứu và đóng góp của luận án
• 1.3. Tóm tắt và kết luận
• 2. CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH HÓA BỘ BIẾN ĐỔI MMC
• 2.1. Mô hình trạng thái liên tục của BBĐ MMC khi nối tải R-L
• 2.2. Mô hình BBĐ MMC trong chế độ nối lưới
• 2.3. Mô hình MMC trong các phương pháp điều chế cơ bản
• 2.3.1. Mô hình MMC trong phương điều chế mức gần nhất NLM
• 2.3.1.1. Điều chế NLM cổ điển cho MMC
• 2.3.1.2. Điều chế NLM cải tiến cho MMC
• 2.4. Mô phỏng các phương pháp điều chế cơ bản cho MMC
• 2.4.1. Mô phỏng phương pháp điều chế NLM cải tiến cho BBĐ MMC
• 2.4.2. Mô phỏng phương pháp điều chế PS-PWM cho BBĐ MMC
• 2.5. Tóm tắt và kết luận
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ SVM CHO BBĐ MMC
• 3.1. Phương pháp điều chế SVM cho nghịch lưu đa mức
• 3.1.1. Trạng thái khóa bán dẫn, trạng thái mức và vector trạng thái
• 3.1.2. Tính hệ số điều chế theo phương pháp điều chế từ ba vector gần nhất
• 3.1.4. Xác định các vector trạng thái trong các sector
• 3.2. Trật tự tối ưu về số lần chuyển mạch và chất lượng sóng hài điện áp ra
• 3.3. Thứ tự chuyển mạch tối ưu và điều chế bằng ba vector gần nhất
• 3.4. Thực hiện quy luật điều chế SVM cho MMC
• 3.5. Thuật toán cân bằng điện áp trên các tụ của MMC
• 3.6. Mô phỏng phương pháp điều chế SVM cho BBĐ MMC
• 3.7. Điều khiển dự báo cân bằng điện áp trung bình tụ điện
• 3.7.1. Mô hình dự báo dòng điện vòng, điện áp tụ điện của MMC
• 3.7.2. Hàm mục tiêu của thuật toán điều khiển dự báo cân bằng giá trị trung bình điện áp tụ điện
• 3.7.3. Thuật toán tối ưu hóa giá trị dự báo điện áp trung bình trên tụ điện mỗi nhánh pha
• 3.8. Điều khiển suy giảm thành phần sóng hài bậc cao của dòng điện vòng trong MMC
• 3.9. Mô hình và kết quả mô phỏng MMC dựa trên thuật toán điều khiển dự báo dòng điện vòng và cân bằng điện áp tụ điện
• 3.10. Tóm tắt và kết luận
• 4. CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO CÁC ỨNG DỤNG CỦA MMC
• 4.1. Điều khiển BBĐ MMC nối lưới điện xoay chiều ba pha
• 4.1.1. Thiết kế bộ điều khiển dòng điện
• 4.1.2. Thiết kế bộ điều khiển công suất tác dụng, công suất phản kháng
• 4.1.3. Kết quả mô phỏng hệ thống bộ biến đổi MMC nối lưới
• 4.2. Ứng dụng D-STATCOM bù CSPK dựa trên MMC
• 4.2.1. Giới thiệu về STATCOM và bù công suất phản kháng
• 4.2.2. Cấu trúc DSTATCOM dựa trên MMC
• 4.2.3. Nguyên lý làm việc D-STATCOM
• 4.2.4. Thiết kế điều khiển D-STATCOM dựa trên MMC
• 4.2.5. Mô phỏng hệ thống D-STATCOM dựa trên MMC
• 4.3. Tóm tắt và kết luận
• 5. CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ XÂY DỰNG HỆ THỐNG THỰC NGHIỆM BỘ BIẾN ĐỔI MMC
• 5.1. Cấu trúc hệ thống thực nghiệm BBĐ MMC
• 5.2. Tính toán thiết kế hệ thống thực nghiệm
• 5.2.1. Tính toán thiết kế mạch lực
• 5.2.2. Tính toán thiết kế mạch đo
• 5.2.3. Tính toán và thiết kế mạch driver
• 5.2.4. Mạch đệm ADC
• 5.2.6. Sản phẩm mạch được thiết kế
• 5.3. Kết quả thực nghiệm
• 5.3.1. Kết quả thực nghiệm phương pháp điều chế PWM cho MMC
• 5.3.2. Kết quả thực nghiệm phương pháp điều chế NLM cho MMC
• 5.3.3. Kết quả thực nghiệm phương pháp điều chế SVM cho MMC
• 5.4. Tóm tắt và kết luận
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN
• Phục lục 1 Các chương trình lập trình
• Phục lục 2 Hình ảnh một số khối thực hiện mô phỏng trên Matlab-Simmulink
• Phục lục 3 Tính toán thông số hệ thống mạch đo trong thực nghiệm MMC

Tóm tắt

I. Tổng quan về bộ biến đổi đa mức

Bộ biến đổi đa mức (BBĐ) đã trở thành một giải pháp quan trọng trong lĩnh vực điện tử công suất, đặc biệt là trong các ứng dụng yêu cầu công suất lớn và điện áp cao. Công suất đa mức cho phép tạo ra điện áp dạng sin từ các bước điện áp nhỏ hơn, giúp giảm thiểu tổn hao năng lượng và cải thiện hiệu suất. Cấu trúc của BBĐ đa mức, đặc biệt là bộ biến đổi mô đun hóa MMC, cho phép sử dụng các linh kiện bán dẫn với kích thước nhỏ hơn, từ đó dễ dàng hơn trong thiết kế nhiệt và bảo trì. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào các phương pháp điều chế và điều khiển cho BBĐ MMC, nhằm tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu sóng hài. Theo đó, việc điều chế cho BBĐ MMC không chỉ cần đảm bảo giảm tần số đóng cắt của van bán dẫn mà còn phải giảm thiểu tổng độ méo sóng hài (THD) trên dạng sóng điện áp ra.

1.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

Tình hình nghiên cứu về bộ biến đổi bán dẫn đa mức đã có nhiều tiến bộ đáng kể cả trong và ngoài nước. Các nghiên cứu trong nước chủ yếu tập trung vào việc cải tiến các phương pháp điều chế và tối ưu hóa hiệu suất của BBĐ MMC. Trong khi đó, các nghiên cứu quốc tế đã phát triển nhiều phương pháp điều khiển tiên tiến, như điều khiển dự báo và điều khiển dựa trên mô hình, nhằm nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống. Việc áp dụng các công nghệ mới trong công nghệ bán dẫn và hệ thống điều khiển đã mở ra nhiều hướng nghiên cứu mới cho BBĐ đa mức.

II. Mô hình hóa bộ biến đổi MMC

Mô hình hóa là một phần quan trọng trong việc nghiên cứu và phát triển BBĐ MMC. Mô hình trạng thái liên tục của BBĐ MMC khi nối tải R-L cho phép phân tích và dự đoán hành vi của hệ thống trong các điều kiện hoạt động khác nhau. Việc xây dựng mô hình cho BBĐ MMC trong chế độ nối lưới cũng rất cần thiết để đảm bảo tính ổn định và hiệu suất của hệ thống. Các phương pháp điều chế cơ bản như Điều chế mức gần nhất (NLM) và Điều chế véc tơ không gian (SVM) đã được áp dụng để tối ưu hóa hiệu suất của BBĐ MMC. Mô phỏng các phương pháp điều chế này giúp đánh giá hiệu quả và khả năng ứng dụng trong thực tế.

2.1 Mô hình trạng thái liên tục của BBĐ MMC

Mô hình trạng thái liên tục của BBĐ MMC khi nối tải R-L cho phép phân tích các thông số quan trọng như điện áp, dòng điện và công suất. Mô hình này giúp xác định các điều kiện hoạt động tối ưu cho BBĐ MMC, từ đó cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống. Việc áp dụng các phương pháp điều chế như NLM và SVM trong mô hình hóa giúp giảm thiểu sóng hài và tối ưu hóa quá trình điều khiển. Các kết quả mô phỏng cho thấy rằng việc sử dụng mô hình hóa chính xác có thể dẫn đến những cải tiến đáng kể trong hiệu suất của BBĐ MMC.

III. Phương pháp điều chế SVM cho BBĐ MMC

Phương pháp điều chế véc tơ không gian (SVM) là một trong những phương pháp tiên tiến nhất được áp dụng cho BBĐ MMC. Phương pháp này cho phép tối ưu hóa quá trình điều chế bằng cách sử dụng các vector trạng thái để điều khiển các van bán dẫn. Việc xác định các vector trạng thái trong các sector là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất cao và giảm thiểu sóng hài. Thực hiện quy luật điều chế SVM cho MMC không chỉ giúp cải thiện chất lượng điện áp ra mà còn giảm thiểu tổn hao năng lượng trong quá trình chuyển mạch. Kết quả mô phỏng cho thấy rằng phương pháp SVM có thể đạt được hiệu suất cao trong việc điều khiển BBĐ MMC.

3.1 Trạng thái khóa bán dẫn và vector trạng thái

Trạng thái khóa bán dẫn và vector trạng thái là hai yếu tố quan trọng trong việc áp dụng phương pháp điều chế SVM cho BBĐ MMC. Việc xác định trạng thái khóa bán dẫn giúp tối ưu hóa quá trình chuyển mạch, từ đó giảm thiểu tổn hao năng lượng. Các vector trạng thái được sử dụng để điều khiển các van bán dẫn, đảm bảo rằng điện áp ra đạt được chất lượng cao nhất. Nghiên cứu này sẽ phân tích chi tiết về cách thức hoạt động của các vector trạng thái và ảnh hưởng của chúng đến hiệu suất của BBĐ MMC.

IV. Hệ thống điều khiển cho các ứng dụng của MMC

Hệ thống điều khiển cho BBĐ MMC đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống. Việc thiết kế bộ điều khiển dòng điện và công suất tác dụng, công suất phản kháng là cần thiết để tối ưu hóa hoạt động của BBĐ MMC trong các ứng dụng thực tế. Các ứng dụng như D-STATCOM bù công suất phản kháng dựa trên MMC đã cho thấy hiệu quả cao trong việc cải thiện chất lượng điện năng. Kết quả mô phỏng cho thấy rằng việc áp dụng các phương pháp điều khiển tiên tiến có thể nâng cao đáng kể hiệu suất của hệ thống.

4.1 Thiết kế bộ điều khiển dòng điện

Thiết kế bộ điều khiển dòng điện cho BBĐ MMC là một phần quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả của hệ thống. Bộ điều khiển này cần phải đáp ứng nhanh chóng với các thay đổi trong tải và điều kiện hoạt động. Việc áp dụng các thuật toán điều khiển tiên tiến giúp cải thiện khả năng phản ứng của hệ thống, từ đó nâng cao hiệu suất và độ tin cậy. Kết quả mô phỏng cho thấy rằng bộ điều khiển dòng điện được thiết kế hợp lý có thể giảm thiểu sóng hài và tối ưu hóa quá trình chuyển đổi năng lượng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan về bộ biến đổi đa mức MMC như Itaipu, Brazil, Hoa kỳ [74], [75]. để truyền tải năng lượng điện cấp cho lưới điện xoay chiều tần số 50Hz hoặc 60Hz với công suất lên đến 12.600MW có khoảng cách hàng trăm km [79].1 Một số ứng dụng của BBĐ đa mức trong thực tế (nguồn: [60] ) 1.2 Cấu trúc cơ bản và hoạt động của bộ biến đổi MMC 1.1 Cấu trúc của bộ biến đổi MMC Cấu trúc BBĐ MMC được thể hiện như Hình 1.2 gồm có ba pha, mỗi pha của BBĐ được tạo thành từ hai nhánh van gồm nhánh trên và nhánh dưới chứa số lượng N các SM mắc nối tiếp nhau nằm dưới điện áp một chiều chung VDC. Tính năng mở rộng dần cấu trúc bằng việc thêm các SM của MMC cho phép tăng khả năng chịu điện áp trên các SM và sử dụng tối đa các mức điện áp để đảm bảo chất lượng điện áp đầu ra về trị số THD mà không cần dùng đến các bộ lọc [20]. Điện cảm nhánh Lo liên kết giữa nhánh trên và nhánh dưới mỗi pha với đầu ra xoay chiều AC lấy ra từ điểm giữa của hai cuộn cảm nhánh.

Các cuộn cảm này có tác dụng hạn chế dòng điện vòng và các quá độ làm việc của BBĐ [42], [78]. Khi thành phần di/dt cao sẽ nguy hiểm cho các thiết bị của MMC và có thể được kiểm soát và giảm thiểu bằng các cuộn cảm này [31],[38]. Các cuộn cảm còn có tác dụng khắc phục quá điện áp và không gây ảnh hưởng đáng kể vào các hoạt động bình thường của MMC vì các dòng nhánh nội bộ được chảy liên tục [52]. Các tổn hao trong mỗi nhánh của MMC được mô tả bởi điện trở Ro, điện trở này còn có tác dụng giúp tụ điện nạp điện tốt hơn và giảm thiểu tăng dòng quá độ trong mạch [55].

8 luan an Chương 1: Tổng quan về bộ biến đổi đa mức MMC iDC SM + + SM1 SM1 SM1 S1 SM2 SM2 SM2 VHa S2 VC _ SMN SMN SMN Ro Ro Ro Lo Lo Lo iHA iHB iHC iA VDC vA iB iLA vB iLB vC iC iLC Ro Ro Ro Lo Lo Lo + SMN+1 SMN+1 SMN+1 SMN+2 SMN+2 SMN+2 vLa _ SM2N SM2N SM2N _ Hình 1.2 Cấu trúc bộ biến đổi MMC Điện áp một chiều đầu vào được cấp bởi một nguồn chung duy nhất VDC (có thể là hệ thống acquy công suất lớn, nguồn điện PV). Tổng điện áp DC của mỗi nhánh MMC bằng tổng điện áp DC trên mỗi SM, nghĩa là mỗi SM sẽ chịu mức điện áp là VDC/N nếu có N là số SM trên mỗi nhánh pha. Điện áp xoay chiều trên các pha là vx (x = a,b,c) thay đổi từng bước trong phạm vi của VDC/2 đến -VDC/2 với mỗi bước điện áp là VDC/N. Vì cấu trúc của MMC thực hiện theo cách mắc nối tiếp một loạt các SM với nhau, do đó có thể tránh được sự phức tạp trong quá trình điều khiển đồng bộ các van [27], [71].

Đồng thời có thể giảm tổn thất của BBĐ xuống mức rất thấp. Điều này có được là do tần số đóng cắt thấp trong các van của mỗi SM và điện áp lên chúng cũng ở mức thấp [29], [30]. Khi hoạt động, mỗi SM sẽ thực hiện việc đóng cắt ở các thời điểm khác nhau do đó BBĐ có thể đạt được hiệu suất cao cũng như làm giảm độ méo sóng hài [31], [33]. Tùy thuộc vào cấu trúc của MMC, các SM có cấu tạo khác nhau [38], [39].

Cấu trúc phổ biến nhất của SM là sơ đồ nửa cầu H với phía DC chỉ gồm một tụ điện. SM dạng nửa cầu H có ưu điểm là chỉ dùng một số ít nhất gồm hai khóa bán dẫn với chức năng đưa điện áp phía tụ DC ra phía AC. Trong luận án này chỉ sử dụng cấu trúc SM dạng nửa cầu cho cấu hình MMC. Cấu trúc SM dạng nửa cầu cho điện áp đầu ra có hai mức là 0 hoặc VC (điện áp trên tụ điện của SM) tùy thuộc vào trạng thái tín hiệu đóng/cắt của cặp van bán dẫn IGBT S1 và S2.

Số lượng các SM trong BBĐ MMC phụ thuộc vào yêu cầu về cấp điện áp ở phía xoay chiều cũng như công suất trao đổi từ phía một chiều sang phía xoay chiều. Về lý thuyết, số lượng SM có thể tăng lên không hạn chế nhằm đáp ứng với mọi yêu cầu về mức điện áp ở phía xoay chiều [27], [37]. So với các BBĐ đa mức CHB, NPC thì BBĐ MMC có các ưu điểm và nhược điểm như sau: * Ưu điểm: 9 luan an Chương 1: Tổng quan về bộ biến đổi đa mức MMC + Có thể áp dụng cho hệ thống công suất lớn, điện áp cao. + Tính khả dụng cao, điện áp đặt lên các van bán dẫn được chia nhỏ, vì vậy có thể mở rộng tới hàng trăm mức điện áp, bằng cách thêm các SM vào mỗi pha BBĐ và dễ dàng trong việc sửa chữa và vận hành, vì vậy độ tin cậy của BBĐ thường cao hơn so với các BBĐ đa mức khác [37].

+ Các van trên một pha đóng cắt ở các thời điểm khác nhau trong chu kỳ trích mẫu bởi chương trình điều khiển nên tần số chuyển mạch thấp và tạo ra tổng độ méo sóng hài thấp [30]. + BBĐ có thể chịu được quá độ trong giới hạn cho phép khi có sóng quá độ lan truyền vào BBĐ, chi phí giá thành thấp hơn so với các BBĐ cùng cấp điện áp [26]. + Đối với các ứng dụng nối lưới thì BBĐ MMC có khả năng bù công suất phản kháng, loại bỏ sóng hài, đồng thời cân bằng tải [33]. + Hoạt động của hai phía một chiều và xoay chiều không cần bộ lọc đầu ra hay máy biến áp cách ly và thiết bị làm mát, do đó kích thước nhỏ gọn và giá thành hợp lý hơn so với các BBĐ cùng cấp điện áp [55].

* Nhược điểm: + Tồn tại dòng điện vòng móc vòng từ nhánh trên qua nhánh dưới trong mỗi pha, đây là nguyên nhân gây tổn thất điện năng và làm giảm giới hạn chịu đựng của các linh kiện bán dẫn [29], [32], [33]. + Điều khiển phức tạp khi số mức điện áp tăng và số lượng SM lớn. + Khi cấu trúc càng mở rộng thì số lượng SM tăng, khi đó số van bán dẫn cũng sẽ tăng lên dẫn đến chi phí của BBĐ sẽ cao.1 Nguyên lý tạo một mức điện áp của SM dạng nửa cầu D1 D1 D1 V /N D1 S1 S1 VDC/N S1 DC S1 VDC/N i VDC/N i i i S2 VSM S2 VSM S2 D2 S2 D2 VSM D2 D2 VSM a) b) c) d) Hình 1.3 Trạng thái đóng cắt của S1 và S2: (a) và (b) Khi dòng điện có chiều dương; (c) và (d) khi dòng điện có chiều âm Để tạo điện áp đầu ra AC, bộ điều khiển sẽ phát tín hiệu bật hoặc tắt cho các IGBT của SM. SM được chèn vào (insert) hoặc bỏ qua (bypass) dựa trên trạng thái của các van trong SM.

Cấu trúc của SM dạng nửa cầu có hai trạng thái chuyển đổi: - S1 ở trạng thái ON và S2 ở trạng thái OFF. - S1 ở trạng thái OFF và S2 ở trạng thái ON. Hai khóa này không được phép bật cùng một lúc, bởi vì điện áp tụ điện sẽ được phóng hoàn toàn và sau đó nó sẽ trở thành không có tác dụng. Bằng cách xem xét 10 luan an Chương 1: Tổng quan về bộ biến đổi đa mức MMC các trạng thái chuyển mạch, bốn trạng thái làm việc khác nhau có thể được thực hiện dựa trên các hướng dòng điện như Hình 1.

Các trạng thái đóng cắt được mô tả cụ thể trong bốn trường hợp như sau: TH1: S1 được OFF S2 được ON (Hình 1.3a) và dòng điện được quy ước theo chiều dương. Dòng điện i sẽ đi qua S2, VSM sẽ bằng không (điện áp tụ được giả định là không) và tụ điện được “bỏ qua”. Trạng thái này gọi là trạng thái SM bị “bypass". TH2: S1 được ON và S2 được OFF (Hình 1.3b) và dòng điện được quy ước theo chiều dương.

Trong trường hợp này dòng điện i sẽ đi qua D1 và tụ điện sẽ tích điện và VSM = VC. Điện áp của nhánh được thiết lập trên SM và sẽ tăng lên một bước. Trạng thái này gọi là trạng thái SM được “insert”. TH3: S1 được ON và S2 được OFF (Hình 1.3c) và dòng điện được quy ước theo chiều âm.

Trường hợp này dòng điện có chiều ngược lại. Bộ điều khiển sẽ bật S1 để kết nối các tụ điện với mạch và tăng điện áp nhánh lên một bước. Trong trạng thái này, các tụ điện được phóng và VSM = VC. Trạng thái này SM được “insert”.

TH4: S1 được OFF và S2 được ON (Hình 1.3d) và dòng điện được quy ước theo chiều âm. Trong trạng thái này, D2 được bật và dòng điện sẽ đi qua nó. Các tụ điện sẽ được “ngắn mạch” và VSM = 0. Đây cũng là trạng thái SM được “bypass”.1 Điện áp ngõ ra của SM Trạng thái van Điện áp ra Chiều dòng điện Trạng thái tụ S1 S2 0 1 0 + Nối tắt 1 0 VC + Nạp 1 0 VC - Xả 0 1 0 - Nối tắt 1.2 Nguyên lý hoạt động của bộ biến đổi MMC Trong hoạt động bình thường của MMC trong Hình 1.2, tất cả các tụ điện được tích điện đến giá trị định mức là VDC/N.

Để đạt được giá trị này, tài liệu [60] đã đề xuất quy luật “insert” hoặc “bypass” các SM, trong đó mỗi SM của một nhánh được bật sẽ tắt số SM tương ương của nhánh còn lại sao cho trong một chu kỳ làm việc luôn có N các SM được bật ở mỗi pha. Các tụ điện được bật và tắt bởi các xung điều khiển độc lập [61]. Trong MMC, các tụ điện không đóng vai trò tích điện cho các nguồn điện chính mà được tích điện để phục vụ cho một mức điện áp có giá trị bằng DC/N. Khi tất cả các tụ điện đã được tích điện, bộ điều khiển sẽ gửi tín hiệu để bật và tắt các SM để tạo ra điện áp AC từ một nguồn DC hoặc ngược lại [33].

Tại mỗi thời điểm lấy mẫu, chỉ một nửa trong tổng số SM trong một pha là được bật (tức là N các SM được bật). Do đó, tổng số các tụ điện làm việc nối từ nhánh trên và nhánh dưới cùng là bằng N tại mọi thời điểm. 11 luan an Chương 1: Tổng quan về bộ biến đổi đa mức MMC BBĐ MMC hoạt động dựa trên nguyên tắc cộng dồn điện áp được tạo ra bởi mỗi SM để tạo ra điện áp xoay chiều AC ở từng pha của các BBĐ.