Bài viết này trình bày phương pháp với nhiều hơn ba sóng mang để giảm dòng điện đầu vào và điện áp stress trên các thành phần trong QSBI. Kỹ thuật được đề xuất dựa trên một số thời điểm ngắn mạch của bộ tăng áp DC/DC và một trong bộ nghịch lưu ở vị trí của các vectơ không.
TNU Journal of Science and Technology 227(02): 165 - 172 ALGORITHM WITH MULTI CARRIERS TO REDUCE THE INPUT CURRENT AND STREES VOLTAGE IN QUASI SWITCH BOOST INVERTER Quach Thanh Hai1, Nguyen Tung Linh2*, Le Xuan Vinh3, Huynh Tan Man4, Truong Viet Anh1, Le Viet Cuong5 1Ho Chi Minh City University of Technology and Education, 2Electric Power University Nai Technology University, 4Nguyen Huu Canh Technical Economic College, 5Institute of Energy 3Dong ARTICLE INFO ABSTRACT Received: 29/10/2021 This paper presents a method with more than three carriers to decrease input current and stress voltage across components in QSBI The proposed technique has some short circuit time of the DC/DC booster and one in the inverter in the position of the zero vectors The base of this technique is increasing the number of carriers The algorithm that increases the number of carrier waves also helps to not only reduce the voltage on the DC link capacitor but also reduce the input current and voltage for the QSBI inverter That gets economic benefits such as: reduce the current and voltage applied to the switches; reducing inductance and capacitance; so leading to a reduction in the size of the circuit The simulation results show that the DC-Link voltage can be reduced by 33% when the number of carriers increases from to and the input current decreases by 33.4% The technique is highly effective if a large boost ratio is required In the article, we have analyzed and recommended the number of carriers needed to achieve the highest performance Technical clarification analysis and evaluation simulation of the proposed method is also present in the paper Revised: 28/02/2022 Published: 28/02/2022 KEYWORDS Duty cycle QSBI VSI PWM DC/DC THUẬT TỐN DÙNG NHIỀU SĨNG MANG GIẢM DỊNG ĐIỆN ĐẦU VÀO VÀ ĐIỆN ÁP STRESS TRONG BỘ NGHỊCH LƯU TĂNG ÁP TỰA KHÓA CHUYỂN MẠCH Quách Thanh Hải1, Nguyễn Tùng Linh2*, Lê Xuân Vinh3, Huỳnh Tấn Mẫn4, Trương Việt Anh1, Lê Việt Cường5 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, 2Trường Đại học Điện lực Đại học kỹ thuật Đồng Nai, 4Trường Cao Đẳng kinh tế kĩ thuật Nguyễn Hữu Cảnh, 5Viện Năng lượng 3Trường THÔNG TIN BÀI BÁO Ngày nhận bài: 29/10/2021 Ngày hồn thiện: 28/02/2022 Ngày đăng: 28/02/2022 TỪ KHĨA Tỉ số chu kỳ Bộ chuyển mạch QSBI Bộ nghịch lưu VSI Kĩ thuật điều khiển PWM Bộ tăng áp DC/DC TĨM TẮT Bài báo trình bày phương pháp với nhiều ba sóng mang để giảm dịng điện đầu vào điện áp stress thành phần QSBI Kỹ thuật đề xuất dựa số thời điểm ngắn mạch tăng áp DC/DC nghịch lưu vị trí vectơ không Cơ sở kỹ thuật đề xuất sử dụng nhiều sóng mang Giải thuật nhiều sóng mang giúp không giảm điện áp DCLink mà giảm dòng điện ngõ vào điện áp cung cấp cho QSBI Điều đưa đến lợi ích kinh tế như: giảm dòng điện điện áp khóa; giảm điện cảm, điện dung giảm kích thước mạch Kết mơ cho thấy điện áp DC-Link giảm 33,13% số sóng mang tăng từ lên dòng điện ngõ vào giảm 33,4% Phương pháp đề xuất có hiệu cao cần hệ số tăng áp lớn Trong viết lựa chọn số sóng mang cần thiết để đạt hiệu suất cao chúng tơi phân tích khuyến nghị Các phân tích làm rõ kỹ thuật mô đánh giá phương pháp đề xuất trình bày báo DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.5213 * Corresponding author Email: linhnt@epu.edu.vn http://jst.tnu.edu.vn 165 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(02): 165 - 172 Giới thiệu Gần đây, cấu trúc biến tần tăng áp liên kết chặng nghịch lưu tăng áp tựa khóa chuyển mạch (qSBI) ý nhiều ứng dụng dùng lượng tái tạo (RES) [1] qSBIs có nhiều lợi ZSIs với việc giảm kích thước, trọng lượng tổn thất điện [2] Cấu hình qSBIs Hình 1, quan tâm nhiều khả tăng áp lớn chúng Hình Sơ đồ nguyên lý nghịch lưu QSBI Các báo từ [3]-[8] trình bày chiến lược điều khiển PWM để nâng cao hiệu suất tính liên tục dòng điện ngõ vào qSBI Trong tài liệu [3], kỹ thuật PWM dùng cho nghịch lưu qBSI pha cải tiến để có số điều chế cao Phương pháp PWM [4] điều khiển độ gợn dòng điện cuộn cảm đầu vào cách đóng cơng tắc bổ sung thời điểm khác trạng thái Shoot-Through (ST) Do đó, độ gợn dòng điện dẫn thấp số điều chế cao đạt qSBI Kỹ thuật điều khiển PWM có khả tăng áp cực đại giới thiệu [5] với việc cải thiện hệ số tăng áp qSBI cách điều chỉnh tín hiệu điều khiển ST Một kỹ thuật PWM với số điều chế thấp chu kỳ nhiệm vụ ST lớn chế độ giảm áp trình bày [6] Kết việc sử dụng số điều chế thấp hệ số tăng áp cao cho hoạt động chế độ buck, qSBI hoạt động với hiệu suất thấp độ méo dòng cao Nhược điểm qSBI số điều chế thấp, điện áp tụ liên kết DC độ gợn dòng đầu vào cao Do đó, tài liệu [7] giới thiệu kỹ thuật PWM với hai sóng mang nhằm giảm độ gợn dòng điện ngõ vào tăng số điều chế qSBI Tài liệu tham khảo [8] giới thiệu kỹ thuật ba sóng mang, sử dụng hai sóng mang cho phần tăng áp DC cho trạng thái ST Điều không giảm độ gợn dòng điện ngõ vào mà giúp cải thiện số điều chế m, điện áp liên kết DC [8] Nghiên cứu [7] [8] rằng, việc tăng số lượng sóng mang giúp cải tiến tăng số điều chế m, giảm điện áp tụ, giảm dòng điện ngõ vào nhiều Tuy nhiên, việc tăng số sóng mang gây vấn đề khơng mong muốn tần số đóng cắt khóa chuyển mạch phía tăng áp DC-DC Do đó, cần đề xuất kỹ thuật PWM cải tiến với nhiều ba sóng mang để tăng số điều chế m, giảm điện áp tụ, giảm dòng điện ngõ vào Cùng với đó, số lượng sóng mang tối ưu vấn đề cần quan tâm báo Nội dung báo gồm phần chính: Phân tích QSBI phần 2; Kỹ thuật điều khiển QSBI với nhiều ba sóng mang phần 3; Phần trình bày kết mơ phỏng; phần khái quát kết luận thảo luận Phân tích mạch 3-Phase 2-Level qSBI Hình Chế độ vận hành 3P2LqSBI (a) SB, (b) NSC and (c) ST QSBI pha cấp (3P2LqSBI) CqSBI, bao gồm hai thành phần tăng áp DC-DC nghi 3P2LqSBI có ba chế độ hoạt động chính: Ngắn mạch tăng áp DC (SB), Không ngắn mạch (NST), ngắn mạch nghịch lưu cách thực shoot-through qua nghịch lưu (ST) Hình cho thấy chế độ hoạt động 3P2LqSBI http://jst.tnu.edu.vn 166 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(02): 165 - 172 2.1 Chế độ ngắn mạch tăng áp (Short circuit for Booster - SB) Hình 2a trình bày chế độ ngắn mạch tăng áp (SB) Trong chế độ này, cơng tắc S đóng, cuộn cảm L nạp lượng Điện áp cuộn cảm, điện áp liên kết DC VPN biên độ điện áp pha 𝑢̂ xác định: 𝑑𝑖𝐿 (1) 𝑉𝐿 = 𝐿 ; 𝑉𝐶 = 𝑉𝑃𝑁 ; 𝑚𝑉𝑃𝑁 = 2𝑢̂ 𝑑𝑡 Trong đó, m số điều chế biến tần; VC điện áp tụ điện; độ rộng xung kích khóa S tạo trạng thái SB tSB độ biến thiên dòng điện ngõ vào trạng thái SB xác định (2); T chu kỳ sóng mang ∆iL,SB = VL tSB L T (2) 2.2 Chế độ ngắn mạch phía nghịch lưu (Shoot-Through inverter - ST) Chế độ ngắn mạch phía nghịch lưu thực cách cho tồn khóa chuyển mạch nghịch lưu VSI đóng Hình 2b Do tạo xuyên phá (Shoot-Through) ngắn mạch P -N nên lượng từ nguồn nạp vào cuộn cảm L tương tự (1) Từ xác định độ biến thiên dòng điện ngõ vào trạng thái ST là: ∆𝑖𝐿,𝑆𝑇 = VL 𝑡𝑆𝑇 L 𝑇 (3) 2.3 Chế độ không ngắn mạch (Non short circuit mode - NSC) Trong trạng thái không ngắn mạch NSC mode, khóa S ngắt, hai diodes (D1, D2) dẫn Năng lượng từ nguồn (VS) từ cuộn cảm (L) nạp vào tụ C cung cấp nguồn cho mạch nghịch lưu áp VSI hình 2c Do đó, điện áp tụ, điện áp DC link biên độ hài điện áp là: 2û T ∆iL,NSC (4) VC = VPN = = VS + VL = VS + L 𝑚 t NSC Hay ∆iL,NSC = VC −VS tNSC L T (5) Trong đó, tNSC thời gian xảy trạng thái NSC ∆𝑖𝐿,𝑁𝑆𝐶 độ biến thiên dòng điện ngõ vào Đề xuất giải thuật cho tốn Kỹ thuật sử dụng nhiều sóng mang giúp tạo nhiều lần xảy trạng thái SB chu kỳ sóng mang Kỹ thuật sử dụng n sóng mang, sóng mang dùng cho mạch nghịch lưu VSI (và tạo trạng thái ST), n-1 sóng mang cịn lại giúp tạo 2n-2 trạng thái SB 𝜋 hình Hình cho thấy sóng mang bố trí lệch pha góc α với 𝛼 = 𝑛 Các xung tạo ngắn mạch phía tăng áp DC phía nghịch lưu tức tST=tSB Trong hình 3, d điện áp điều chế PWM tạo ngắn mạch khóa S khóa nghịch lưu áp Do đó, tổng thời gian ngắn mạch nạp lượng vào cuộn dây L tchar : (6) 𝑡𝑐ℎ𝑎𝑟 = 2𝑡𝑆𝑇 + (2𝑛 − 2)𝑡𝑆𝐵 = 2𝑛𝑡𝑆𝑇 = 2𝑛𝑡𝑆𝐵 Vì thế, tổng lượng tăng dòng điện ngõ vào trình nạp chu kỳ sóng mang T ∆𝑖𝐿,𝐶ℎ𝑎𝑟 xác định: VL 𝑡𝑐ℎ𝑎𝑟 VL 𝑡𝑆𝑇 VL (7) ∆𝑖𝐿,𝐶ℎ𝑎𝑟 = = 2𝑛 = 2𝑛𝑑 L 𝑇 L 𝑇 L Và tổng lượng giảm dòng điện ngõ vào q trình xả lượng chu kỳ sóng mang T ∆𝑖𝐿,𝐷𝑖𝑠𝑐 xác định: 𝑉𝐶 − 𝑉𝑆 (𝑇 − 𝑡𝑐ℎ𝑎𝑟 ) 𝑉𝐶 − 𝑉𝑆 (8) (1 − 2𝑛𝑑) ∆𝑖𝐿,𝐷𝑖𝑠𝑐 = = 𝐿 𝑇 𝐿 http://jst.tnu.edu.vn 167 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(02): 165 - 172 Do cuộn dây không tiêu thụ lượng nên VC tính (9): (9) 𝑉𝐶 = 𝑉𝑃𝑁 = 𝑉𝑆 − 2𝑛𝑑 Do đó, điện áp pha tải có biên độ thành phần 𝑢̂ tính: 𝑚 𝑚 (10) 𝑢̂ = 𝑉𝑃𝑁 = 𝑉𝑆 2 − 2𝑛𝑑 Hình cho thấy điện áp điều khiển ngắn mạch d phải thỏa điều kiện (11) đạt tối ưu giảm độ gợn dòng điện ngõ vào (7) điều kiện để cực tiểu điện áp tụ C đạt dấu “=” (11) (11) 𝑑 ≤ (𝑣𝑎 , 𝑣𝑏 , 𝑣𝑐 )𝑚𝑖𝑛 Với điện áp điều khiển pha hàm offset [8] cực tiểu điện áp điều khiển (𝑣𝑎 , 𝑣𝑏 , 𝑣𝑐 )𝑚𝑖𝑛 xác định: √3 (12) (𝑣𝑎 , 𝑣𝑏 , 𝑣𝑐 )𝑚𝑖𝑛 = 0.5 − m Do kết hợp điều kiện tối ưu với biểu thức (10), (11) (12) được: 𝑚 𝑢̂ = 𝑣𝑟𝑚𝑠 √2 = 𝑉𝑆 (13) √3 − 2𝑛 (0.5 − m) Trong đó, 𝑣𝑟𝑚𝑠 giá trị hiệu dụng thành phần điện áp pha tải Vì xác định số điều chế để tạo giá trị hiệu dụng thành phần điện áp pha tải từ điện áp nguồn cung cấp VS sau: 2(𝑛 − 1)√2 (14) 𝑉 (𝑛√6 − 𝑣 𝑆 ) 𝑟𝑚𝑠 Do đó, so với kỹ thuật điều khiển sóng mang [6] lượng tăng số điều chế Δm sử dụng kỹ thuật đa sóng mang điện áp đặt tụ C giảm lượng ∆𝑉𝑐 theo (15): 2(𝑛 − 1)√2 2√2 ∆𝑚 = − 𝑉 𝑉 (𝑛√6 − 𝑆 ) (2√6 − 𝑆 ) 𝑣𝑟𝑚𝑠 𝑣𝑟𝑚𝑠 (15) ∆m ∆Vc = 2û m(m + ∆m) 𝑚= 𝑇 𝑣𝑚𝑎 (1) =1−𝑑 𝛼 ( − 1) (2) 𝑣𝑎 0.5 𝑣𝑐 𝑣𝑏 𝑑 = 𝑣𝑚𝑖𝑛 𝑇 𝑡 𝑡𝑆𝑇 𝑇 𝑡𝑆𝑏 𝑡 𝑇 𝑖𝐿𝑚𝑎 𝑖𝐿𝑚𝑖𝑛 𝑖𝐿 ∆𝑖𝐿 𝑛− 𝑛− 𝑛 𝑡 𝑡 Hình Ngun lý điều khiển qSBI nhiều sóng mang http://jst.tnu.edu.vn 168 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(02): 165 - 172 Tỉ số điện áp tụ VC với điện áp nguồn cung cấp VS xác định: VC = VS (16) √3 − (0.5 − m) Đặc tính giảm điện áp tụ điện, điện áp stress linh kiện tăng số điều chế m theo số lượng sóng mang tùy thuộc vào tỉ số điệp áp hiệu dụng mong muốn điện áp ngõ vào VS trình bày hình Từ hình thấy hiệu giải pháp tương đối cao sử dụng ba hay bốn sóng mang Tuy nhiên, với tần số sóng mang tần số đóng cắt khóa cơng suất mạch tăng áp DC sử dụng kỹ thuật n sóng mang tăng có giá trị 𝑓𝑛 = 𝑛 𝑛 𝑓 = 𝑓𝑐𝑘 Với f2, fn tần số đóng cắt khóa S áp dụng kỹ thuật sóng mang n sóng mang fck tần số sóng mang Hình Đặc tính giảm điện áp stress đặc tính tăng số điều chế m Do đó, mơ để đánh giá kỹ thuật nhiều sóng mang, tần số sóng mang fck điều chỉnh để tần số đóng cắt trường hợp Kiểm tra kết mô Thuật tốn mơ phần mềm PSIM với thơng số bảng tần số sóng mang chọn theo số sóng sử dụng bảng Các mô tiến hành với trường hợp 2, 3, bước sóng Bảng Thơng số linh kiện ví dụ mơ Linh kiện LS - CS Lọc Tải pha L (boost) Thơng số 2,3 mH – 11µF 100Ω - 1mH 4,21mH Linh kiện C (DC link) D1, D2 IGBT Thơng số 110µF RHR15120 FGA25N120 Bảng Thơng số vận hành Số sóng mang (n) fck(Hz) Tần số đóng cắt khóa S (Hz) 5100 5100 3400 5100 4.1 Trường hợp 1: Vs=55V vrms=110Vrms 2550 5100 2040 5100 uaN2 200 uaN2 200 150 uaN2 200 150 100 uaN2 150 100 u200 (V) 50 2𝑓𝑐𝑘 = 10.2 100 150 50 Vc2 VC (V) 500 500 Vc3 Vc4 iL (A) Is3 Is2 Vc5 483V 400 400 300 300 50 100 100 uaN3 Is5 50 200 150 200 100 50 10.56A 1010 200 200 50 100 9.95A 55 150 100 0.408 0.2 (a) T ime (s) 0.412 0.416 0.4 (s) 0.42 uaN4 2𝑓𝑐𝑘 = 5.1 100 150 50 00 0.404 uaN4 uaN4 200 150 uaN4 200 200 50 200 150 200 100 100 50 100 100 0 2𝑓𝑐𝑘 = 100 150 50 100 11.54A 340V 323V uaN3 uaN3 200 150 100 uaN3 200 200 150 14.94A 1515 376V Is4 uaN5 0.4004 200 50 μs uaN5 200 200 50 100 0 80 0.40008 0.40016 0.40024 160 T ime 240 (s) (b) 320 0.40032 150 uaN5 200 150 100 100 uaN5 150 100 200 50 2𝑓𝑐𝑘 = 4.0 100 50 150 0 50 0 100 Fs0 (Khz) 50 0 10200 10.2 10200 10200 20400 30600 20.4 30.6 20400 Frequency (Hz) 30600 (c) Frequency (Hz) 20400 30600 40800 40.8 51000 51.0 40800 51000 40800 51000 Hình Kết mơ với Vs=55V, urms=110V kỹ thuật nhiều sóng mang, nét vẽ xanh dương, xanh lá, tím đỏ tương ứng với kỹ thuật 2, 3, sóng mang; (a) điện áp tụ DC link, (b) dòng điện ngõ iL (c) phổ tần điện áp pha tải 10200 20400 Frequency (Hz) 30600 40800 51000 Frequency (Hz) http://jst.tnu.edu.vn 169 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(02): 165 - 172 Giá trị điện áp tụ tương ứng với kỹ thuật 2, 3, sóng mang trình bày hình 5a Các hình 5b 5c kết mơ dịng điện ngõ vào mạch tăng áp phân tích sóng hài điện áp pha tải Kết mơ kỹ thuật sóng mang tương ứng với nét vẽ màu xanh dương, nét vẽ màu xanh lá, tím đỏ tương ứng với kỹ thuật 3, sóng mang Từ hình 5a thấy, điện áp tụ điện C cao ứng với kỹ thuật sóng có giá trị 483V giảm dần tăng số sóng mang 376V, 340V 323V (giảm đến 33,13%) tương ứng với kỹ thuật 3, sóng mang Tỉ số VC/VS 8,78; 6,84; 6,18 5,87 tương ứng với số sóng mang 2, 3, Giá trị phù hợp với tính tốn lý thuyết mơ tả hình 4b Đồ thị dịng điện ngõ vào hình 5b cho thấy, với cách chọn tần số sóng mang bảng tần số đóng cắt khóa S với bốn kỹ thuật Dịng trung bình ngõ vào qua điện cảm giảm nhiều n tăng, thể qua iL2=14,94A (đường màu xanh dương với n=2), iL3=11,54A (đường màu xanh với n=3), iL4=10,56A (đường màu tím với n=4) iL5=9,95A (và đường màu đỏ với n=5) Hiệu số giảm dòng ngõ vào iL2- iL3=3,4A, iL2iL4=4,38A, iL2- iL5=4,99A (giảm 33,4%) Chênh lệch dịng điện kỹ thuật sóng mang tương đối thấp, tương ứng iL4- iL5=0,61A, tương đương giảm 5,8% Việc giảm dịng điện trung bình ngõ vào làm rõ qua kết mô hình 5c Hình 5c rõ thành phần sóng hài lớn tương ứng phổ tần 2fck kỹ thuật sóng mang lớn nhất, tương ứng với giá trị 100V 10,4kHz giảm dần tương ứng với 68V 6,8kHz (3 sóng), 50V 5,1kHz (4 sóng) 45V 4,08kHz (5 sóng) hồn tồn phù hợp với lý thuyết nghịch lưu bậc kinh điển tăng số điều chế Việc giảm thành phần sóng hài giúp giảm dịng điện trung bình ngõ vào nên giúp tăng hiệu suất nghịch lưu uaN2 4.2 Trường hợp 2: Vs=110V vrms=110Vrms 200 uaN2 200 150 uaN2 150 100 200 uaN2 50 150 u 100 (V) 200 50 100 150 Is2 i8L (A) Vc (V) 400 428V Is3 Is4 Is5 6.59A 349V 300 66 322V 309V 200 50 100 100 uaN3 50 200 uaN3 150 100 200 200 200 150 5.33A uaN3 uaN3 100 50 150 200 4.94A 50 100 100 150 4.68A 44 50 100 0 200 150 200 50 200 22 100 150 100 200 2𝑓𝑐𝑘 = uaN4 uaN4 uaN4 uaN4 100 50 150 100 200 0 0.2 0.4 (s) 00 2𝑓𝑐𝑘 = 5.1 50 100 150 0.4 80 0.40004 (a) 2𝑓𝑐𝑘 = 10.2 0.40008 0.40012 160 240 Time (s) (b) 0.40016 320 μs 0.4002 0 50 200 200 50 100 200 150 uaN5 uaN5 uaN5 150 100 200 100 uaN5 100 50 150 200 50 100 150 0 50 100 0 50 Fs (Khz) 2𝑓𝑐𝑘 = 4.0 10200 10.2 10200 20400 30600 20.4 (c) (Hz)30.6 Frequency 20400 0 10200 20400 10200 20400 Frequency (Hz) 40800 40.8 51000 51.0 30600 40800 51000 30600 40800 51000 30600 40800 51000 Hình Kết mô với Vs=110V, urms=110V kỹ thuật nhiều sóng mang, nét vẽ xanh dương, xanh lá, tím đỏ tương ứng với kỹ thuật 2, 3, sóng mang; (a) điện áp tụ DC link, (b) dòng điện ngõ iL (c) phổ tần điện áp pha tải Frequency (Hz) Frequency (Hz) Kết mơ trường hợp trình bày hình Trong hình 6a đồ thị thể kết mô điện áp tụ DC-link Các kết cho thấy, giá trị điện áp tụ giảm n tăng, thể qua kết VC 428V, 349V, 322V 309V tương ứng với kỹ 𝑉 thuật 2, 3, sóng mang Tỉ số 𝑉𝐶 7,87; 6,34; 5,58 5,62 tương ứng với số sóng 𝑆 mang 2, 3, Giá trị phù hợp với tính tốn lý thuyết mơ tả hình 4b cho thấy hiệu giảm điện áp tụ khơng cịn cao số sóng mang tăng từ lên sóng 4.3 Trường hợp 3: Vs=165V vrms=110Vrms Hình trình bày kết mơ trường hợp thứ Hình 7a, VS=165V tương ứng tỉ lệ = 1,5 giá trị điện áp tụ từ kỹ thuật sóng mang với VC=375V, giảm 𝑉𝑠 𝑉𝑟𝑚𝑠 324V, 306V VC5=297V tương ứng kỹ thuật có số sóng mang cao hơn; tỉ số http://jst.tnu.edu.vn 170 𝑉𝐶𝑛 𝑉𝑆 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(02): 165 - 172 6,82; 5,89; 5,56 5,4 tương ứng với số sóng mang 2, 3, Kết phù hợp với đường cong tính phần lý thuyết thể hình 4b Tương tự hình 6b, hình 7b cho thấy dịng trung bình ngõ vào qua điện cảm giảm n tăng, thể kết mô iL2=3,7A, iL3=3,06A, iL4=2,91A iL5=2,76A uaN2 200 uaN2 150 200 200 100 150 uaN2 uaN2 u (V) 150 200 50 100 100 150 500 Vc (V) 400 300 iL (A) Is2 375V 44 323V 0 Is4 Is5 2.75A 2.91A 1 0.4 (s) 0 uaN3 2𝑓𝑐𝑘 = 10.2 uaN3 uaN3 100 100 500 150 297V 0.2 uaN3 50 200 50 150 100 200 2 306V 50 100 100 00 150 200 200 100 200 150 3.06A 200 100 Is3 3.71A 50 100 0 200 150 200 uaN4 50 200 uaN4 100 200 150 uaN4 100 50 150 100 200 uaN4 2𝑓𝑐𝑘 = 5.1 100 500 150 80 160 Time (s) 0.40012 240 0.40004 0.40008 (a) 0.40016 320 (b) μs 00 50 100 50 200 200 0.4002 150 200 100 100 150 200 2𝑓𝑐𝑘 = uaN5 uaN5 uaN5 uaN5 50 100 150 200 0 0(Khz) 50 Fs100 2𝑓𝑐𝑘 = 4.0 500 100 150 10200 10.2 0 50 10200 0 10200 10200 20400 30600 20.4 (c) (Hz) 30.6 Frequency 20400 20400 30600 Frequency (Hz) 30600 40800 40.8 40800 40800 51000 51.0 51000 51000 Hình Kết mơ với Vs=165V, urms=110V kỹ thuật nhiều sóng mang, nét vẽ xanh dương, xanh lá, tím đỏ tương ứng với kỹ thuật 2, 3, sóng mang; (a) điện áp tụ DC link, (b) dòng điện ngõ iL (c) phổ tần điện áp pha tải 20400 Frequency (Hz) 30600 40800 51000 Frequency (Hz) 𝑉𝑠 Giá trị giảm dần tỉ số 𝑉 𝑟𝑚𝑠 tăng Hình 7c, cho thấy kết tương tự số sóng mang tăng biên độ hài bậc cao giảm Bên cạnh đó, kết mơ cịn 𝑉 cho thấy, tỉ số 𝑉 𝑠 tăng hiệu giảm điện áp tụ, tăng số điều chế m khơng cịn tỏ 𝑟𝑚𝑠 hiệu Kết luận Bài báo thực phân tích tốn học kỹ thuật sử dụng nhiều sóng mang cho nghịch lưu qSBI Các phân tích cho thấy, việc tăng số sóng mang giúp cải thiện số điều chế mạch nghịch lưu VSI Việc giảm sóng hài tần số 2fck giúp kỹ thuật đề xuất giảm dịng điện trung bình ngõ vào so với kỹ thuật khác điều kiện điện áp tải ngõ Trong số điều kiện định dịng điện ngõ vào giảm đến 33,4% Bên cạnh đó, phân tích thực nghiệm cho thấy kỹ thuật đề xuất giúp giảm điện áp liên kết DC, từ hạn chế nhược điểm cố hữu nghịch lưu tăng áp QSBI điện áp DC link lớn Khi chuyển từ kỹ thuật sóng mang qua sóng mang, điện áp tụ giảm đến 33,13% Với ưu trên, kỹ thuật đề xuất mang lại lợi ích kinh tế như: giảm dòng điện, điện áp đặt lên khóa chuyển mạch Giảm điện cảm đồng thời giảm điện dung dẫn đến giảm kích thước mạch điện Điều giúp tăng cường hiệu suất biến đổi Kỹ thuật đạt hiệu cao yêu cầu tăng áp lớn (VS nhỏ vrms lớn) Khi sử dụng kỹ thuật đề xuất hiệu khơng kỳ vọng số sóng mang lớn 4; nên chọn số sóng mang Điều nghiên cứu kỹ để đạt tối ưu giảm tổn hao nghiên cứu tương lai Kỹ thuật đề xuất không sử dụng thêm thành phần phần cứng nên xem ưu TÀI LIỆU THAM KHẢO/ REFERENCES [1] P Sriramalakshmi and V T Sreedevi, “Design and Implementation of a Dual DC Source-based QuasiSwitched Boost Inverter for Renewable Energy Applications,” IETE Journal of Research, pp 1-12, 2020, doi: 10.1080/03772063.2020.1770133 [2] M K Nguyen, T V Le, S J Park, and Y C Lim, “A class of quasiswitched boost inverters,” IEEE Trans Ind Electron., vol 62, no 3, pp 1526-1536, March 2015 [3] M -K Nguyen and Y.-O Choi, “PWM control scheme for quasi switched boost inverter to improve modulation index,” IEEE Trans Power Electron., vol 33, no 5, pp 4037-4044, May 2018 http://jst.tnu.edu.vn 171 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(02): 165 - 172 [4] A Gambhir, S K Mishra, and A Joshi, “A modied PWM scheme to improve performance of a singlephase active-front-end impedance source inverter,” IEEE Trans Ind Appl., vol 55, no 1, pp 928-942, Jan./Feb 2019 [5] M -K Nguyen, T -T Tran, and Y -C Lim, “A family of PWM control strategies for single-phase quasi-switched-boost inverter,” IEEE Trans Power Electron., vol 34, no 2, pp 1458-1469, Feb 2019 [6] M -K Nguyen and Y -O Choi, “Maximum boost control method for single-phase quasi-switchedboost and quasi-Z-source inverters,” Energies, vol 10, no 4, p 553, Apr 2017 [7] X -V Le, D -M Nguyen, V -A Truong, and T -H Quach, “Algorithim to control output voltage and reduce the ripple of input current in quasi switched boost inverter,” Science and Technology Development Journal - Engineering and Technology, vol 4, no 2, pp 999-1008, 2021, doi: 10.32508/stdjet.v4i2.808 [8] T -H Quach, X -V Le, and V -A Truong, “The Three-Carrier Quasi Switched Boost Inverter Control Technique,” Electronics, vol 10, pp 1-15, 2021, doi: 10.3390/electronics10162019 http://jst.tnu.edu.vn 172 Email: jst@tnu.edu.vn ... thiên dòng điện ngõ vào Đề xuất giải thuật cho toán Kỹ thuật sử dụng nhiều sóng mang giúp tạo nhiều lần xảy trạng thái SB chu kỳ sóng mang Kỹ thuật sử dụng n sóng mang, sóng mang dùng cho mạch nghịch. .. cắt khóa S áp dụng kỹ thuật sóng mang n sóng mang fck tần số sóng mang Hình Đặc tính giảm điện áp stress đặc tính tăng số điều chế m Do đó, mơ để đánh giá kỹ thuật nhiều sóng mang, tần số sóng mang. .. sóng mang giúp cải tiến tăng số điều chế m, giảm điện áp tụ, giảm dòng điện ngõ vào nhiều Tuy nhiên, việc tăng số sóng mang gây vấn đề khơng mong muốn tần số đóng cắt khóa chuyển mạch phía tăng áp