Đồ án 2 final multilevel inverter design for connet gird

Các dạng cấu trúc cơ bản của nghịch lưu đa mức Multilevel Inverter...5 2.1 Dạng Diode kẹp NPC Diode Clamped Multilevel Inverter...5 2.2 Dạng dùng tụ điện thay đổi Flying Capacitor Multil

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ BỘ NGHỊCH LƯU ĐA MỨC 3

PHA ỨNG DỤNG PV NỐI LƯỚI

GV hướng dẫn: TS Vũ Hoàng Phương

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ 2

LỜI NÓI ĐẦU 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỘ NGHỊCH LƯU ÁP 4

1 Giới thiệu tổng quát 4

1.1 Bộ nghịch lưu áp 4

1.2 Phân loại các bộ nghịch lưu 5

2 Các dạng cấu trúc cơ bản của nghịch lưu đa mức (Multilevel Inverter) 5

2.1 Dạng Diode kẹp NPC (Diode Clamped Multilevel Inverter) 5

2.2 Dạng dùng tụ điện thay đổi (Flying Capacitor Multilevel Inverter) 7

2.3 Dạng nối tầng cầu H (Cascade Multillevel H-Bridge Inverter) 8

2.4 Nghịch lưu đa bậc kiểu lai (Hybrid Multilevel Inverter) 10

3.1 Nghịch lưu nối tầng cầu H 1 pha 12

3.2 Nghịch lưu nối tầng cầu H 3 pha 14

CHƯƠNG 2: CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ PWM SỬ DỤNG TRONG NGHỊCH LƯU NỐI TẦNG CẦU H 17

2.1 Phương pháp điều chế độ rộng xung kinh điển SPWM 17

2.2 Điều chế sóng mang PWM (Carrier-based PWM schemes) 20

2.2.1 Phương pháp dịch pha sóng mang 20

2.2.2 Phương pháp dịch mức 21

2.2.3 So sánh giữa 2 phương pháp dịch pha và dịch mức 23

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN MẠCH LỰC 24

3.1 Tính chọn van bán dẫn 24

3.2 Tính chọn tụ đầu vào mỗi cầu H 25

3.3 Tính chọn mạch lọc 26

CHƯƠNG 4 MÔ PHỎNG BỘ NGHỊCH LƯU 5 BẬC NỐI TẦNG BẰNG MATLAB 34

4.1 Xây dựng khối PWM 34

4.2 Xây dựng khối mạch lực 35

4.3 Xây dựng hệ thống vòng hở (tải R-L) 36

4.4 Kết quả mô phỏng 37

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 44

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.2.1a: Three level NPC Inverter 5

Hình 1.2.1b: Bảng trạng thái đóng cắt của các van 5

Hình 1.2.1c: Dạng điện áp ra của cấu trúc NPC Inverter 5

Hình 1.2.2: Flying Capacitor Multillevel Inverter 6

Hình 1.4 Sơ đồ 1 pha của cấu trúc nối tầng cầu H 5 bậc 7

Hình 1.5 Nghịch lưu đa bậc kiểu cascade diode kẹp 2/3 9

Hình 1.6: Cấu trúc lai giữa NPC Inverter và CHB Inverter 9

Hình 2.1: Sơ đồ cầu H cơ bản 11

Hình 2.1b: Dạng điện áp ra của nghịch lưu nối tầng cầu H 5 level 11

Hình 2.2a: Sơ đồ mạch lực nghịch lưu nối tầng cầu H 3 pha 5 level 12

Hình 2.2b: Điện áp ra và trạng thái đóng cắt các van trong cấu trúc nghịch lưu 5 mức 13

Hình 2.2c: Dạng sóng điện áp ra nghịch lưu đa mức 3 pha 13

Hình 4.1a: Phương pháp điều chế lưỡng cực 15

Hình 4.1b: Phương pháp điều chế đơn cực 16

Hình 4.1c: Phân tích phổ sóng hài điện áp điều chế bằng phương pháp đơn cực 17

Hình 4.1d: Phân tích phổ sóng hài điện áp điều chế bằng phương pháp lưỡng cực 17

Hình 4.2a: Phương pháp dịch pha sóng mang 19

Hình 4.2b: Cấu trúc dịch mức trong nghịch lưu 5 mức 20

Hình 4.2.3a: Bảng so sánh giữa 2 phương pháp dịch pha và dịch mức 21

Hình 4.2.3b: Biều đồ phân tích THD so sánh giữa 2 phương pháp dịch pha và dịch mức 21

Hình 3.1: Thông số kỹ thuật van IRFP460 23

Hình 5.1a: Sơ đồ khối PWM tương ứng với 3 pha của bộ nghịch lưu đa mức 25

Hình 5.1b: Sơ đồ khối 1 kênh PWM pha A 25

Hình 5.2: Sơ đồ mạch lực nghịch lưu đa mức 3 pha nối tầng cầu H 26

Hình 5.3: Cấu trúc hệ thống nghịch lưu đa mức 3 pha tải RL 27

Hình 5.4a: Chuỗi xung răng cưa lệch nhau 90° 28

Hình 5.4b: Dạng xung PWM của van V11 cầu H1 pha A 28

Hình 5.4c: Dạng sóng điện áp ra pha A 29

Hình 5.4d: Phân tích méo dạng sóng hài điện áp ra pha A 29

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của thế giới, nhu cầu sử dụngnăng lượng của con người ngày càng tăng, các nguồn năng lượng có nguồn gốc hóathạch đang dần cạn kiệt kèm theo hệ quả ô nhiễm môi trường và trái đất đang nónglên từng ngày Việc sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo là giải pháp lý tưởng chovấn đề trên Năng lượng mặt trời đáp ứng được những yêu cầu này nhưng lại phântán và không thể lưu trữ với công suất lớn Để giải quyết được trở ngại này, cần cócác bộ biến đổi công suất nhằm thực hiện chuyển đổi nguồn năng lượng mặt trờisang điện áp xoay chiều AC và nối vào hệ thống phân phối điện có sẵn Hệ thốngnày được gọi là “Hệ thống PV nối lưới” và được tạo ra nhằm đảm bảo 2 mục đích

cơ bản: khai thác tối ưu công suất phát của các tấm pin mặt trời và đưa tối đa dòngcông suất vào lưới điện Ở Việt Nam, điện mặt trời mới được ứng dụng và có xuhướng phát triển mạnh trong tương lai Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn, nhóm em đãlựa chọn nghiên cứu đề tài: “Thiết kế bộ nghịch lưu đa mức 3 phase ứng dụng PVnối lưới”

Trong học kỳ vừa qua, dưới sự hướng dẫn của TS Vũ Hoàng Phương, em đãthực hiện đề tài này trong môn học đồ án II và đạt được một số kết quả nhất định

Do thời gian tìm hiểu có hạn và phạm vi yêu cầu môn học, những gì em tổng hợpđược trong báo cáo chắc chắn vẫn tồn tại những hạn chế, thiếu sót Em rất mongđược thầy cô góp ý thêm để em tiếp tục thực hiện đề tài này hướng tới hoàn thành

đồ án tốt nghiệp

Em xin chân thành sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo Vũ Hoàng Phương và cácthầy cô bộ môn trong quá trình thực hiện đề tài

Hà Nội, ngày 28 tháng 12 năm 2016

Sinh viên thực hiện

Hà Duy Khánh

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỘ NGHỊCH LƯU ÁP

1 Giới thiệu tổng quát

Bộ nghịch lưu là bộ biến đổi có nhiệm vụ chuyển đổi năng lượng từ nguồn điện một chiều sang dạng năng lượng điện xoay chiều để cung cấp cho tải xoay chiều Đại lượng được điều khiển ở ngõ ra là điện áp hoặc dòng điện, tương ứng ta có

bộ nghịch lưu được gọi là bộ nghịch lưu áp và bộ nghịch dòng

Các bộ nghịch lưu tạo thành bộ phận chủ yếu trong cấu tạo của bộ biến tần Ứng dụng quan trọng và tương đối rộng rãi của chúng nhằm vào lĩnh vực truyền động điện động cơ xoay chiều với độ chính xác cao Trong lĩnh vực tần số cao, bộ nghịchlưu được dùng trong các thiết bị lò cảm ứng trung tần, thiết bị hàn trung tần Bộ nghịch lưu còn được dùng làm nguồn điện xoay chiều cho nhu cầu gia đình, làm nguồn điện liên tục UPS, điều khiển chiếu sáng, bộ nghịch lưu còn được ứng dụng vào lĩnh vực bù nhuyễn công suất phản kháng

Các tải xoay chiều thường mang tính cảm kháng (ví dụ động cơ không đồng bộ,

lò cảm ứng), dòng điện qua các linh kiện không thể ngắt bằng quá trình chuyển mạch tự nhiên Do đó, mạch bộ nghịch lưu thường chứa linh kiện tự kích ngắt để

có thể điều khiển quá trình ngắt dòng điện

Trong các trường hợp đặc biệt như mạch tải cộng hưởng, tải mang tính chất dungkháng (động cơ đồng bộ kích từ dư), dòng điện qua các linh kiện có thể bị ngắt do quá trình chuyển mạch tự nhiên phụ thuộc vào điện áp nguồn hoặc phụ thuộc vào điện áp mạch tải Khi đó linh kiện bán dẫn có thể chọn là thyristor (SCR)

1.1 Bộ nghịch lưu áp

Bộ nghịch lưu áp cung cấp và điều khiển điện áp xoay chiều ở ngõ ra Nguồn điện

áp một chiều có thể ở dạng đơn giản như acquy, pin điện hoặc ở dạng phức tạp gồmđiện áp xoay chiều được chỉnh lưu và lọc phẳng Linh kiện trong bộ nghịch lưu áp

có khả năng kích đóng và kích ngắt dòng điện qua nó, tức đóng vai trò một công tắc Trong các ứng dụng công suất vừa và nhỏ, có thể sử dụng transistor BJT, MOSFET, IGBT làm công tắc và ở phạm vi công suất lớn có thể sử dụng GTO, IGCT hoặc SCR kết hợp với bộ chuyển mạch Với tải tổng quát, mỗi công tắc còn trang bị một diode mắc đối song với nó Các diode mắc đối song này tạo thành mạch chỉnh lưu cầu không điều khiển có chiều dẫn điện ngược với chiều dẫn điện của các công tắc Nhiệm vụ của bộ chỉnh lưu cầu diode là tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình trao đổi công suất qua đó hạn chế quá điện áp phát sinh khi kích ngắt

1.2 Phân loại các bộ nghịch lưu

Bộ nghịch lưu áp có rất nhiều loại cũng như nhiều phương pháp điều khiển khác nhau

Theo số pha điện áp đầu ra: 1 pha, 3 pha

Theo số bậc điện áp giữa một đầu pha tải và một điểm điện thế chuẩn trênmạch (phase to pole voltage): 2 bậc (two level), đa bậc (multi – level , từ 3bậc trở lên)

Theo cấu hình của bộ nghịch lưu: dạng cascade (Cascade inverter), dạngdiode kẹp NPC (Neutral Point Clamped Multilevel Inverter), hoặc dạngdùng tụ điện thay đổi (Flying Capacitor Multilevel Inverter)…

Theo phương pháp điều khiển:

• Phương pháp điều chế độ rộng xung sin (Sin PWM)

• Phương pháp điều chế độ rộng sung sin cải biến (Modifield SPWM)

Phương pháp điều chế vector không gian (Space vector modulation,

hoặc Space vector PWM)

• Phương pháp Discontinuous PWM

2 Các dạng cấu trúc cơ bản của nghịch lưu đa mức (Multilevel Inverter)

Dạng diode kẹp NPC (Diode Clamped Multilevel Inverter)

Dạng dùng tụ điện thay đổi (Flying Capacitor Multilevel Inverter)

Dạng ghép tầng nối tầng cầu H (Cascade H Brighde Inverter)

Nghịch lưu đa bậc kiểu lai (Hybrid Multilevel Inverter)

 Nghịch lưu đa bậc kiểu cascade diode kẹp

 Nghịch lưu đa bậc kiểu cascade cầu H

2.1 Dạng Diode kẹp NPC (Diode Clamped Multilevel Inverter)

Bộ nghịch lưu đa bậc dạng Diode kẹp có mạch nguồn DC được phân nhỏthành các cấp nhờ các tụ điện mắc nối tiếp Mạch nguồn DC có n tụ mắc nối tiếpthì ta sẽ có bộ nghịch lưu (n+1) bậc

Nguyên tắc kích đóng của phương pháp này là ta mở tất cả các van kẹp trong 2Diode để được các cấp điện áp mong muốn

Ưu điểm:

 Bộ nghịch lưu áp đa bậc dùng Diode kẹp cải tiến dạng sóng điện áp tải vàgiảm sóc điện áp trên linh kiện n lần Với bộ nghịch lưu 5 bậc, dv/dt trênlinh kiện và tần số đóng cắt giảm đi 4 lần

Nhược điểm:

 Khi số bậc lớn, việc cân bằng điện áp trên tụ trở nên khó khăn Mức điện

áp đặt lên các diode sẽ khác nhau

Hình 1.2.1a: Three level NPC Inverter

Hình 1.2.1b: Bảng trạng thái đóng cắt của các van

Hình 1.2.1c: Dạng điện áp ra của cấu trúc NPC Inverter

2.2 Dạng dùng tụ điện thay đổi (Flying Capacitor Multilevel Inverter)

Cấu trúc này đòi hỏi một số lượng lớn các tụ điện để kẹp với các van( Switch)

Bộ nghịch lưu n bậc sẽ yêu cầu (n-1)(n-2)/2 tụ điện kẹp trên mỗi pha Mứcđiện áp giữa hai chân của tụ quyết định bước điện áp dạng sóng đầu ra

Tụ điện trong cùng gần với van sẽ có điện áp V dc/(n-1) Các lớp tiếp theo sẽtăng thêm V dc/(n-1)

Ưu điểm:

 Khi số bậc tăng cao thì không cần dùng bộ lọc

 Có thể điều tiết công suất tác dụng và công suất phản kháng

 Mỗi nhánh có thể được phân tích độc lập với các nhánh khác Không nhưnghịch lưu đa bậc dạng NPC khi phân tích phải quan tâm đến cân bằng điện

áp ba pha ở ngõ vào

Nhược điểm:

 Việc điều khiển sẽ khó khăn khi số bậc của nghịch lưu tăng cao

 Số lượng tụ công suất lớn dẫn đến tăng giá thành và giảm độ tin cậy củamạch

Hình 1.2.2: Flying Capacitor Multillevel Inverter

2.3 Dạng nối tầng cầu H (Cascade Multillevel H-Bridge Inverter)

Cascade Inverter gồm nhiều bộ nghịch lưu áp cầu H một pha ghép nối tiếp,các bộ nghịch lưu áp dạng cầu H này có các nguồn DC riêng như : acquy,pin mặt trời,…Giá trị các nguồn DC này có thể bằng nhau hoặc không bằngnhau

Với n bộ cầu H trên mỗi pha ta sẽ tạo ra được bộ nghịch lưu (2n+1) bậc.Tần số đóng ngắt trong mỗi module của dạng mạch này có thể giảm đi n lần

và dv/dt cũng giảm đi như vậy Điện áp trên áp đặt lên các linh kiện giảm đi0,57n lần, cho phép sử dụng van bán dẫn điện áp thấp

Quy luật kích đóng các van trên một pha phải thỏa mãn 2 van trên cùng mộtnhánh không được kích đóng hoặc ngắt đồng thời

Ví dụ: Trong sơ đồ nghịch lưu nối tầng cầu H 1 pha 5 mức như bên dưới thì:

- S1x và S4x không được đóng ngắt đồng thời (x - là các pha A, B, C)

Hình 1.3.1 Sơ đồ 1 pha của cấu trúc nối tầng cầu H 5 bậc

- Bảng trạng thái đóng cắt các van và điện áp đầu ra:

Voltag e

2.4 Nghịch lưu đa bậc kiểu lai (Hybrid Multilevel Inverter)

Mạch nghịch lưu đa bậc kiểu lai là các mạch nghịch lưu có nhiều ưu thế khicông suất yêu cầu lớn, số bậc cao Bằng cách ghép nối các mạch nghịch lưukiểu diode kẹp và nghịch lưu kiểu cascade hoặc sử dụng các nguồn điện áp

DC không bằng nhau, chúng ta có thể tạo ra được các mạch nghịch lưu kiểulai

Các dạng mạch nghịch lưu kiểu lai bao gồm:

 Kiểu lai dạng diode kẹp

 Kiểu lai dạng nối tầng

a Kiểu lai dạng diode kẹp

Dạng mạch này tiết kiệm được linh kiện so với cấu trúc diode kẹp và nốitầng cascade với cùng số bậc

Cấu trúc này gồm 2 mạch nghịch lưu chuẩn kiểu diode kẹp mắc ở 2 phía sovới tải 3 pha như hình dưới:

Hình 1.3.2 Nghịch lưu đa bậc kiểu cascade diode kẹp 2/3

b Kiểu lai nối tầng

Cấu trúc này gồm 2 mạch nghịch lưu cầu H chuẩn là nghịch lưu cầu H1 có

số bậc là n1 và nghịch lưu cầu H2 có số bậc n2

Hình 1.3.3: Cấu trúc lai giữa NPC Inverter và CHB Inverter

 Ta có bảng so sánh linh kiện 1 pha giữa các cấu trúc nghịch lưu đa mức:

So sánh giữa các cấu trúc nghịch lưu đa mức ta thấy phương pháp nốitầng “Cascade Inverter” chiếm ưu thế vì nó có các ưu điểm:

 Tiết kiệm được số lượng linh kiện

 Dễ dàng thay đổi cấu hình, số bậc bằng cách tăng giảm số mạch cầuH

 Đảm bảo chất lượng về mặt điện áp và yêu cầu công suất lớn

Vì những ưu điểm trên của sơ đồ nghịch lưu nối tầng cầu H, chúng

em đã lựa chọn nghiên cứu thực hiện xây dựng bộ nghịch lưu đa mức theo sơ đồ này để khai thác, tối ưu hóa đáp ứng yêu cầu của bộ MultilLevel Inverter ứng dụng cho hệ thống PV nối lưới.

3 Cấu trúc bộ nghịch lưu đa mức dạng nối tầng.

3.1 Nghịch lưu nối tầng cầu H 1 pha

Như ta đã biết, nghịch lưu cơ bản 1 pha là biến đổi điện áp từ 1 chiều sangxoay chiều để cung cấp cho tải xoay chiều Thông thường, mạch lực của nghịchlưu cơ bản sử dụng sơ đồ mạch cầu H, van sử dụng là IGBT hoặc Mosfet, kếthợp một hệ thống điều khiển PWM để biến đổi Tuy nhiên, với nghịch lưu áp cơbản, tần số đóng cắt cao, số lượng van ít, điện áp đầu ra có độ đập mạch lớn Dovậy để cải thiện chất lượng điện áp, người ta sử dụng nhiều mạch cầu H nối tầng

để xây dựng hệ thống gọi là nghịch lưu đa mức, tạo ra điện áp xoay chiều với

chất lượng tốt hơn và biên độ lớn hơn Trong đề tài này, chúng em nghiên cứutìm hiểu về nghịch lưu 5 mức, nghĩa là mạch lực mỗi pha gồm 2 mạch cầu H,nếu điện áp DC đầu vào của 2 mạch cầu bằng nhau và bằng E V thì điện ápnghịch lưu đầu ra có 5 mức lần lượt là : 2E, E, 0, -E,-2E

Hình 2.1: Sơ đồ cầu H cơ bản

Hình 2.1b: Dạng điện áp ra của nghịch lưu nối tầng cầu H 5 level

3.2 Nghịch lưu nối tầng cầu H 3 pha

Hình 2.2a: Sơ đồ mạch lực nghịch lưu nối tầng cầu H 3 pha 5 level

Nghịch lưu đa mức 3 pha thực ra là sự ghép nối của 3 sơ đồ 1 pha Đầu racủa bộ biến đổi này là 3 điện áp lệch pha nhau 120°:

Hình 2.2b: Điện áp ra và trạng thái đóng cắt các van trong cấu trúc nghịch lưu 5 mức

Hình 2.2c: Dạng sóng điện áp ra nghịch lưu đa mức 3 pha

Một số hiệu quả khi ta sử dụng bộ nghịch lưu đa mức nối tầng cầu H:

- Điện áp tải cần sử dụng cao, nhưng điện áp ra nghịch lưu mỗi cầu lại nhỏ,

điều này hạn chế được việc các van phải chịu điện áp quá cao, hơn nữavẫn đáp ứng được nhu cầu của tải

- Điện áp ra nghịch lưu có dạng bậc thang nhiều cấp, gần sóng sin hơn

nghịch lưu cơ bản

- Tần số đóng cắt nhỏ, thông thường dưới 1kHz.

- Dòng điện ra méo dạng thấp, đây là ưu điểm lớn nhất của sơ đồ này Ngoài những tính năng trên thì cấu trúc này cũng tồn tại một số mặt hạn chế không thể tránh khỏi như:

- Phải sử dụng số lượng lớn các nguồn DC độc lập

- Số lượng van đóng cắt cho hệ thống sẽ nhiều hơn nên việc điều khiển các

van đóng cắt đúng cũng gặp khó khăn, trước hết là việc thiết kế driver cho

hệ thống mạch lực sẽ phức tạp rất nhiều Ví dụ, với cấu trúc nối tầng cầu

H 3 pha 5 level cần sử dụng 24 van Mosfet

CHƯƠNG 2: CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ PWM SỬ DỤNG TRONG NGHỊCH LƯU NỐI TẦNG CẦU H

2.1 Phương pháp điều chế độ rộng xung kinh điển SPWM.

Hiện nay, có 2 phương pháp phổ biến để điều chế độ rộng xung SPWM (Sinepulse width modulation) trong nghịch lưu cầu 1 pha:

- Điều chế lưỡng cực (Bipolar Voltage Switching): 2 cặp van S1/S2 và S3/

S4 được điều khiển bằng 2 tín hiệu có trạng thái logic phủ định nhau.Cách điều chế này khiến cho 4 van luôn phải đóng mở liên tiếp trong 1chu kỳ điều chế, điện áp ra luôn ngược nhau hoặc là Udc hoặc là –Udc

Do vậy, phương pháp này còn gọi là điều chế 2 cực tính (hay điều chếlưỡng cực) Bằng kỹ thuật Analog, ta có thể dễ dàng tạo ra 1 kênh PWM

bằng cách so sánh tín hiệu điều chế dạng sin m và tín hiệu sóng mang u r

(sóng tam giác có tần số lớn hơn rất nhiều tần số sóng sin) như hình dưới:

Hình 4.1a: Phương pháp điều chế lưỡng cực

- Phương pháp điều chế đơn cực (Unipolar Voltage Switching): Khác với

điều chế lưỡng cực, phương pháp này phải tạo ra 2 kênh PWM để điềukhiển 2 van trên S1, S3 của sơ đồ cầu H 2 van dưới S4,S2 điều khiểnbằng 2 tín hiệu có trạng thái phủ định của 2 van trên.Phương pháp này

được thực hiện bằng cách dùng 2 sóng điều chế ngược dấu m và –m so

sánh với 1 sóng mang u r Trong phạm vi nửa chu kỳ, điện áp đầu ra chỉmang một dấu, nửa chu kỳ dương là Udc còn nửa chu kỳ âm là –Udc.

Hình 4.1b: Phương pháp điều chế đơn cực

So sánh giữa 2 phương pháp đơn cực và lưỡng cực: Dựa vào đánh giá độ méo dạng sóng hài điện áp.

Hình 4.1c: Phân tích phổ sóng hài điện áp điều chế bằng phương pháp đơn cực

Hình 4.1d: Phân tích phổ sóng hài điện áp điều chế bằng phương pháp lưỡng cực

2.2 Điều chế sóng mang PWM (Carrier-based PWM schemes)

Có 2 phương pháp điều chế sóng mang:

- Dịch pha sóng mang (phase-shifted)

- Dịch mức (Level- shifted)

2.2.1 Phương pháp dịch pha sóng mang

Trong nghịch lưu đa mức, dịch pha sóng mang là giải pháp phù hợp vì tínhmodule hóa của nó

Theo phương pháp này, tất cả các cầu H trên cùng 1 pha đều tuân theo 1 sóng sinchuẩn Để tạo ra N mức ở điện áp ra nghịch lưu trên 1 pha thì phương thức này cần

sử dụng N-1 tín hiệu sóng mang Các sóng mang này có đều có cùng tần số và cùngbiên độ đỉnh-đỉnh Tuy nhiên có sự dịch pha giữa 2 sóng liền kề một góc là:

Trong đó, A car biên độ tín hiệu sóng mang, f car là tần số sóng mang

A ref là biên độ tín hiệu đặt (tín hiệu sin chuẩn), f ref là tần số tín hiệu đặt

Ở phạm vi đề tài này là nghịch lưu 3 pha, điện áp ra mỗi pha có 5 mức, do vậy cần

sử dụng 2 tín hiệu răng cưa lệch nhau 90 degree ở 2 sơ đồ cầu H mỗi pha Điều chế

ở mỗi sơ đồ cầu dùng phương pháp đơn cực nên ở mỗi sơ đồ cầu sử dụng thêm 2tín hiệu răng cưa lệch nhau 180 degree Do vậy số tín hiệu răng cưa tăng lên gấpđôi ở mỗi pha

Hình 4.2a: Phương pháp dịch pha sóng mang

2.2.2 Phương pháp dịch mức

Tương tự phương pháp dịch pha sóng mang, phương pháp dịch mức sóngmang cũng sử dụng N-1 sóng mang cho hệ thống nghịch lưu N mức điện áp.Các sóng mang cũng cùng tần số và biên độ đỉnh - đỉnh Tuy nhiên chúng đượcsắp xếp theo chiều dọc ở từng dải liền kề nhau

Có 3 cấu trúc sắp xếp trong phương pháp dịch mức sóng mang:

- In-Phase disposition (IPD): tất cả các sóng mang đều cùng pha.

- Alternative phase opposite disposition (APOD): 2 sóng mang liên tiếp

lệch pha nhau 180°

- Phase opposite disposition (POD): 2 sóng mang trên trục hoành cùng pha

nhau và lệch với 2 sóng mang dưới trục hoành 180°

So sánh giữa các phương thức, phương thức POD cho kết quả tốt hơnphương thức IPD khi chỉ số phân tích sóng hài nhỏ hơn vì không có sóng hài ở tần

số sóng mang 2 phương thức POD và APOD cho kết quả tương tự nhau đối với bộnghịch lưu 3 mức Điểm khác lớn nhất là sự xuất hiện lượng sóng hài bậc 3 ởphương thức APOD Tuy nhiên, chỉ số THD ở phương thức APOD vẫn tốt hơnphương thức POD

Trong 3 phương trên thì cấu trúc IPD (toàn bộ các sóng mang cùng pha)được sử dụng nhiều nhất vì việc triển khai đơn giản hơn, kết quả tuy không tốtbằng 2 phương thức kia nhưng chất lượng hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu về phântích chỉ số méo dạng sóng hài