Nghiên cứu bộ nghịch lưu tăng cáp ba pha ghép tầng đa bậc tt

LỜ T i xin c m đ n đ A ĐOAN c ng trình nghi n cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chư công bố bất k cơng trình khác T i xin c m đ n giúp đỡ cho việc thực luận án củ t i đ cảm ơn đầ đủ thông tin trích dẫn luận án nà rõ nguồn gốc Nghiên cứu sinh thực Trầ iii ă T ận ƯƠNG 1: TỔNG QUAN 11 ọ đ Các nghịch lư nguồn áp tr n thống ứng dụng rộng rãi tr ng u khiển động cơ, lư điện, xe điện, hệ thống phân phối điện vài hạn chế sử dụng nghịch lư tr T nhi n, có n thống như: Thứ là, điện áp xoay chi u ngõ nhỏ điện áp nguồn chi u cung cấp ng  Thứ hai là, khóa bán dẫn nhánh khơng thể đóng đồng thời lúc xảy tình trạng ngắn mạch nguồn áp chi u làm an toàn hư hỏng thiết bị Thứ ba là, việc tạo khoảng thời gian chết (độ tr ) trình chuyển mạch khóa bán dẫn nà làm tăng độ méo dạng áp đầu Đối với nguồn lượng mới, lượng tái tạ pin mặt trời (PV), pin nhiên liệ (f el cell) , điện áp ngõ dạng lượng điện chi u có giá trị điện áp thấp, không ổn định phụ thuộc theo thời gian, u kiện m i trường làm việc Sử dụng nguồn lượng tái tạ nà để chuyển đổi thành điện xoay chi u 220Vrms /380Vrms, đòi hỏi điện áp chi trước đư vào nghịch lư phải có giá trị lớn 310 V Điện áp chi u có giá trị lớn thực cách mắc nối tiếp pin điện áp thấp với nh , đồng nghĩ với số lượng pin phải nhi u, lắp đặt diện tích rộng lớn; Đi u thích hợp với hệ thống cơng suất lớn, có u kiện triển khai diện tích rộng Các cấu hình nghịch lư tăng áp đ bậc giải ết hầ hết cầ đặt r Tuy nhiên điện áp ngõ củ cấ hình nà tồn nhi u thành phần sóng hài bậc c nối lưới địi hỏi phải thiết kế lọc lớn, kết làm tăng kích thước tăng giá thành nghịch lư Các cấu hình nghịch lư đ bậc điốt kẹp (NPC), tụ kẹp (FC) cascaded khắc phục vấn đ nghịch lư b bậc như: Điện áp đặt linh kiện giảm xuống nên cơng suất tổn hao trình đóng ngắt linh kiện giảm theo; tần số đóng ngắt lớn, thành phần hài bậc cao củ điện áp giảm nhỏ s với nghịch lư b bậc, tồn số nhược điểm như: Điện áp xoay chi u ngõ thấp điện áp chi u cung cấp, chị ảnh hưởng nhi củ nhi vấn đ cân nguồn chi điện từ M ên cạnh đầu vào cung cấp cho nghịch lư đ bậc trở ngại lớn iệc nghiên cứu nghịch lư tăng áp b ph ghép tầng đ bậc (Three-Phase Multilevel Switched Boost Inverter) cấp thiết nhằm khắc phục hạn chế n n Cấ hình đ xuất giải vấn đ cân nguồn chi đầu vào cung cấp cho nghịch lư , làm giảm thiểu THD cho mạch hạn chế việc ảnh hưởng nhi ( M ) đến hệ thống Cùng với đ x ất mạch ch ển đổi tăng áp kh ng cách l có độ tăng áp hiệ s ất c , ứng ụng tr ng kh điện từ C- C tăng áp củ mạch nghịch lư nhằm n ng cải thiện hệ số tăng áp 1.2 Mụ đí đ tài Nghiên v cấu hình nghịch lư tăng áp, từ nghi n cứu ghép tầng đ bậc nghịch lư tăng áp b ph giải vấn đ cân nguồn DC cung cấp đầu vào module ghép tầng, cho phép mạch nghịch lư hoạt động chế độ ngắn mạch hệ số tăng áp c ngõ (thông qua thuật t án u khiển), làm cải thiện độ mé hài tổng (THD) giảm ảnh hưởng củ nhi điện từ (EMI) Đồng thời nghi n đ x ất mạch tăng áp DC-DC với hệ số tăng áp hiệ s ất c sử ụng ch kh nghịch lư , lẽ thực tế nghi n trước đ nghịch lư ch định Đi tăng áp mạch r hệ số tăng áp củ mạch cải tiến, s ng mức đạt ch phép nà góp phần làm tăng hiệ s ất làm việc đáng kể ch mạch nghịch lư cấ hình mạch ghép tầng nghịch lư ch r mức điện áp m ng m ốn 1.3 Nhiệm vụ giới hạn củ đ tài - Tìm hiể cấ hình tăng áp DC-DC tr n thống, s sánh nhược điểm, từ đ x ất cấ hình mạch tăng áp DC-DC với hệ số tăng áp hiệ s ất c - Tìm hiểu cấu hình nghịch lư tăng áp đ bậc, so sánh, nhận xét - Nghiên đ xuất cấu hình ghép tầng nghịch lư tăng áp đ bậc ba pha giải vấn đ đặt kể - Xây dựng mơ hình mơ thực nghiệm, đ xuất hướng phát triển 1.4 P p áp ê ứu Sử dụng phương pháp nghi n cứu qua tài liệu v nghịch lư , mạch tăng áp giải thuật u khiển ch cấ hình Th m khảo từ tạp chí khoa học, hội nghị ch điện tử n ngành, bá nghi n c ng bố tr n thư viện PL R , springer, Nghi n cứu kỹ thuật u chế PWM để u khiển mạch mạch lư tăng áp Ứng dụng kỹ thuật u chế xây dựng thuật t án u khiển sử dụng phần m m chuyên dụng P M để mô cho cấ hình đ x ất Xây dựng mơ thực nghiệm, khiển kit P TM 320 33 , thu thập kết nhận xét kết 1.5 Đ ểm củ đ tài - Đ tài đ xuất cấ hình mạch tăng áp c-dc với hệ số tăng áp hiệ s ất c s với cấ hình tr n thống - Đ tài đ xuất cấu hình ghép tầng nghịch lư tăng áp b ph đ bậc với điểm giải vấn đ cân nguồn DC cung cấp đầu vào module ghép tầng, làm gi tăng điện áp ng r (tăng hệ số tăng áp mạch thông qua thuật t án u khiển, mạch kết hợp), đồng thời làm cải thiện độ méo hài tổng (TH ) Thực nghiệm tr n sở kết mơ để có kết minh chứng cách rõ ràng, khoa học ƯƠNG 2: Ơ SỞ LÝ THUY T 2.1 N nguồn áp 2.1.1 Khái niệm phân  Khái niệm ngh : Bộ nghịch lư có nhiệm vụ chuyển đổi lượng từ nguồn chi u không đổi sang dạng lượng điện xoay chi u với điện áp òng điện có tần số ngõ theo yêu cầ để cung cấp cho tải xoay chi u [1], [3] Đại lượng u khiển ng r điện áp ịng điện, tương ứng ta có nghịch lư gọi nghịch lư ng ồn áp nghịch lư ng ồn dòng  Phân loại ngh ồn áp: - Theo số pha: Có nghịch lư pha, nghịch lư b ph - Theo số cấp điện áp đầu pha tải đến điểm có điện chuẩn (xác định) mạch: Có nghịch lư h i bậc (two level), nghịch lư đ bậc (multi level) ba bậc trở lên) - Theo cấu hình nghịch lư : Có converter), dạng nghịch lư converter), dạng nghịch lư ạng ghép tầng cascaded (cascaded chứa đi-ốt kẹp NPC (neutral point clamped multi kẹp tụ (Flying capacitor converter), ngồi cịn có loại nghịch lư l i khác 2.1.2 Nghịch ưu tăng áp t u n th ng (BDI-H) Hình 2.1 giới thiệu mơ hình BDI-H bao gồm cuộn cảm (L) tụ điện (C), đi-ốt, khóa bán dẫn tải thụ động (R Ll) Điện áp nguồn Vdc tăng áp đến giá trị cố định DC-link thông qua mạch boost DC-DC Điện áp nghịch lư thành điện xoay chi u thơng qua nghịch lư cầu H Trong cấu hình này, hai khóa bán dẫn nhánh (ví dụ S1 S2) khơng kích đóng đồng thời Do khoảng thời gian chết (deadtime) hai khóa bán dẫn phải tạ r để bảo vệ mạch Kết làm tăng độ méo dạng sóng hài (THD) dạng sóng ngõ Phân tích ngun lý cụ thể cấ s : iL L iPN D S1 S3 L1 i0 Vg S5 Vc R S2 Hình 2.1: Cấu hình nghịch lư tr S4 n thống kết hợp tăng áp C-DC 2.1.3 Cấu hình nghịch lưu nguồn Z Các nghi n v nghịch lư ng ồn trình bà r tr ng , [5], [8-11], [13], [20], [36], [48], [51], [53], [60-61] Hình 2.3 cấu hình pha nghịch lư ng ồn [4,5] với mạng trở kháng hai cử chèn vào cầu nghịch lư ng ồn DC Mạng nguồn Z bao gồm hai cuộn cảm, hai tụ điện đi-ốt đóng v i trị tăng áp đồng thời giúp lọc sóng hài nguồn Nó cho phép hai khố bán dẫn nhánh kích đóng đồng thời, trạng thái bị cấm nghịch lư th ng thường xảy tượng ngắn mạch gây phá hỏng linh kiện Do nghịch lư ng ồn Z hoạt động n t àn gian ngắn mạch nà h ảng thời ng để tăng điện áp VPN DC L1 Da Vdc Vc C1 C2 Nối với tải VPN Vc1 L2 Hình 2.2: Cấu hình nghịch lư ng ồn Z ph L1 Din S1 Vdc Vc2 C1 C2 VPN Vc1 S2 S3 Nối tải b ph S4 S5 S6 L2 Hình 2.3: Bộ nghịch lư ng ồn So với nghịch lư tr n thống nghịch lư ng ồn Z cho điện áp ngõ lớn gấp B lần Đ nghịch lư ng ồn b ph điểm vượt trội mà chúng ứng dụng rộng rãi hiệu mạch chuyển đổi lượng, hệ lượng tái tạo 2.1.4 Cấu hình nghịch ưu tăng áp  Nghịch lưu tăng áp (SBI) Các nghi n v nghịch lư tăng áp ( tài liệ [6], [7], [14-15], 23 , ) trình bà tr ng Hình 2.4 cấu hình pha nghịch lư tăng áp trình bày [14] Nó bao gồm h i đi-ốt, cuộn cảm, tụ điện, khóa bán dẫn cầu nghịch lư pha Da L ● ● Db S0 S1 S3 Lf i0 ● ● v Vdc + C _ VC Cf PN R + _vo ● S2 S4 Hình 2.4: Cấu hình nghịch lư tăng áp Giống nghịch lư ng ồn Z, nghịch lư tăng áp có trạng thái ngắn mạch để tăng điện áp DC Nghịch lư tăng áp sử dụng nhi u khóa bán dẫn đi-ốt cuộn cảm tụ điện so với cấu hình nghịch lư ng ồn Z Hệ số tăng áp cấu hình nghịch lư tăng áp xác định [14]: Bs  VPN  T0 / T 1 D   Vdc  2T0 / T  D (2.1) Hệ số tăng áp nghịch lư tăng áp nhỏ (1-D) lần so với hệ số tăng áp nghịch lư ng ồn Z Đ xem nhược điểm nghịch lư tăng áp mà hệ số tăng áp tr ng nghịch lư n t m yêu cầu v tăng áp  Nghịch lưu tăng áp cải tiến (qSBI) Nhằm khắc phục hạn chế cấu hình nghịch lư trình bà phần tr n tr ng chương nà , cấu hình nghịch lư tăng áp cải tiến có khả ứng dụng để thay nghịch lư ng ồn Các nghi n v nghịch lư tăng áp cải tiến ( ) trình tr ng -7], [14-15], [23], [50] hình nghịch lư tăng áp cải tiến [6], [7], [67] Hình cấu iL iPN L S3 S1 vPN C Dy S5 Ll io Dx Vdc vC R vo S4 S2 Hình 2.5: Cấu hình nghịch lư tăng áp cải tiến Cũng giống nghịch lư ng ồn Z, nghịch lư tăng áp cải tiến có trạng thái ngắn mạch bên cạnh hai trạng thái tích cực hai trạng thái vectơ kh ng Vì trạng thái hoạt động x ựng mạch điện tương đương thành hai trạng thái chính: ngắn mạch khơng ngắn mạch Hình 2.6 sơ đồ mạch tương đương trạng thái ngắn mạch trạng thái khơng ngắn mạch h ạt động củ cấ hình nà iin iin L vL vL Db Vdc iC S0 L C Da Db Vdc iPN vPN vPN iC Vc S0 C Vc Da (a) (b) Hình 2.6: Trạng thái hoạt động qSBI: (a) ngắn mạch (b) không ngắn mạch Trong trạng thái ngắn mạch Hình 2.6(a), nghịch lư bị ngắn mạch khóa bán dẫn tr n ưới nhánh Trong suốt q trình này, khóa bán dẫn S0 kích đóng làm ch đi-ốt a Db không dẫn điện Cuộn cảm lư trữ lượng tụ điện xả lượng Trong trạng thái không ngắn mạch Hình 2.6(b), nghịch lư có h i trạng thái tích cực hai trạng thái khơng Trong suốt q trình này, khóa bán dẫn S0 kích ngắt, điốt a Db dẫn điện Tụ điện nạp lượng từ nguồn tr ng c ộn cảm chuyển lượng từ nguồn đến tải Hệ số tăng áp xác định s : Bi  VPN  Vdc  D (2.2) Từ phương trình (2.1) s sánh với (2.2) ta nhận thấy hệ số tăng áp nghịch lư tăng áp cải tiến có giá trị lớn hệ số tăng áp nghịch lư tăng áp truy n thống, nghịch lư tăng áp ngang với hệ số tăng áp nghịch lư ng ồn Z Kỹ thuật u chế độ rộng xung (PWM) cho cấu hình nghịch lư tăng áp cải tiến, giản đồ Hình 2.7 VP Vm -vđiều khiển vđiều khiển vtri vtri* -VSH S0 S1 S2 S3 S4 T Trạng thái ngắt mạch Hình 2.7: Giản đồ x ng u chế sóng Sin cho nghịch lư tăng áp cải tiến 2.1.5 So sánh nghịch ưu tăng áp t n với nghịch ưu tăng áp t u n th ng Từ Bảng 2.1 th m số s sánh, d dàng nhận thấy cấu hình cấu hình nghịch lư tăng áp pha cải tiến (qSBI) cấu hình nghịch lư tăng áp (SBI) có số linh kiện sử dụng lại nhi cấu hình nghịch lư tăng áp tr h i cấu hình cịn lại n thống đi-ốt QSBI cho hệ số tăng áp c Ngồi có lỗi nhi điện từ (EMI) xuất trình hoạt động làm cho hai khóa bán dẫn nhánh đóng đồng thời xảy tình trạng ngắn mạch cấu hình nghịch lư tăng áp tr khóa bán dẫn linh kiện mạch T n thống xả r hư hỏng nhi n cấu hình nghịch lư tăng áp ph cải tiến cho phép hoạt động trạng thái ngắn mạch nên mạch điện n t àn tr ng trường hợp Bảng 2.1: So sánh cấu hình nghịch lư tăng áp Thông số, Linh kiện sử dụng Số đi-ốt sử dụng Số khóa bán dẫn sử dụng Tụ điện Linh kiện thụ động Cuộn dây V Hệ số tăng áp ( = c ) Vdc Điện áp stress khóa bán dẫn S0 S1-S4 Điện áp chịu Da đi-ốt Db Cấu hình Truy n thống 5 1 1 D Vdc 1 D Vdc 1 D Không sử dụng Vdc 1 D Vdc 1 D Liên tục gián đ ạn Điện áp cao tụ C òng điện đầu vào ƯƠNG 3: SO SÁN VỚI NGHỊ Ngh Ư NG Ị ă áp Cấu hình SBI Cơ 1 1 D  2D D Vdc  2D 1 D Vdc  2D D Vdc  2D 1 D Vdc  2D 1 D Vdc  2D Cấu hình qSBI 1 1  2D Vdc  2D Vdc  2D Vdc  2D Vdc  2D Vdc  2D Gián đ ạn Ư T NG ÁP ẦU H K T HỢP MẠ Liên tục T N S T NG ÁP D -DC 3.1 Đặt vấ đ Những nghiên cứu gần đ rằng, có đặc tính giống nghịch lư ng ồn Z sử dụng cuộn cảm tụ điện Số lượng linh kiện sử dụng cấu hình gần giống với BDI-H Do việc so sánh cấu hình nhằm làm rõ v đặc tính củ chúng Để so sánh hai cấu hình nghịch lư nà , việc phân tích ngun lý hoạt động thành phần chi u xoay chi u s sánh hiệu suất Hình 5.5: sánh hệ số độ lợi tăng áp củ CH - CH -qZSI - ỹ th ật u chế (PWM) cho (CHB-qSBI): Hình 5.7 biểu di n kỹ thuật u chế PWM trạng thái cho pha A cấu hình ghép tầng nghịch lư tăng áp b ph , h i sóng u khiển Vđiều khiển bậc đ xuất Như thể Hình (–Vđiều khiển) ng để so sánh với sóng mang tần số cao Vtri nhằm phát tín hiệ u khiển khóa bán dẫn S1 đến S4 module thứ củ Ph Đồng thời, đường thẳng có giá trị điện áp kh ng đổi VSH1 sử dụng để so sánh với sóng mang tần số cao *Vtri (đường gạch đứt) có bi n độ sóng mang tần số cao Vtri tần số gấp đ i sóng mang tần số cao Vtri để phát tín hiệu ngắn mạch đó, tín hiệu ngắn mạch chèn vào tín hiệ u khiển khóa bán dẫn từ S1 đến S4 thông qua cổng l gic ( R) để phát trạng thái ngắn mạch cầu nghịch lư n cạnh đó, đường thẳng có giá trị điện áp kh ng đổi VSH1 sử dụng để so sánh với sóng m ng cư tần số cao Vrc có bi n độ sóng mang tần số cao Vtri tần số gấp đ i sóng mang tần số cao Vtri để phát tín hiệ u khiển khóa bán dẫn S0 Kết là, Điện áp ngõ vo1 module cầu H thứ dạng bậc: (-VPN1), 0, (+VPN1) Tương tự m le thứ nhất, module thứ pha A, sóng mang số cao *Vtri Vrc dịch 0o tr ng sóng m ng số cao Vtri dịch 90o để khiển khó bán ẫn module thứ Kết là, Điện áp ngõ vo2 module cầu H thứ h i có ạng bậc: (-VPN2), 0, (+VPN2) Điện áp ngõ pha A cấu hình ghép tầng nghịch lư tăng áp nà tổng vo1 22 vo2 Vì vậ , điện áp củ ph trước lọc có ạng bậc Tương tự với pha cịn lại, sóng u khiển Vđiều khiển (–Vđiều khiển) dịch 1200 2400 để phát tín hiệ u khiển khó tương ứng tr n ph Giá trị đỉnh củ điện áp m v01 ph C le xác định: M VPN1 M Vdc1 3D (5.7) Tr ng đó, M hệ số u chế độ rộng x ng Độ lợi điện áp nghịch lư tr n m le định nghĩ : G v01 Vdc1 M B M 3D (5.8) The phương pháp u chế độ rộng x ng tr ng hình 11, kh ảng thời gian ngắn mạch n n thêm vào trạng thái kh ng (zer st te) để đảm bảo trình ngắn mạch không làm ảnh hưởng đến chất lượng dạng sóng ngõ Vì tỷ số ngắn mạch giới hạn D ≤ (1 – M) Để đạt giá tri điện áp ngõ lớn nhất, th ng thường chọn (1 – M) Do vậ phương trình ( ) viết lại: G M B 2M 3M Hình 5.6: Giản đồ th ật t án 23 khiển (5.9) chế PWM vrc 2VP VP VSH1 vĐ -vĐ *vtri u kh ển u kh ển -Vm1 vtri 0.5(1+D1)T S01A S11A S12A S13A S14A D1T vo1 VP VSH2 -Vm2 vo2 vo (a) T VSH Vm vĐiều khiển vtri1 t -vĐiều khiển -VSH Tín h ệu ngắn M ch t ên cầu H t S0 t ∆iL T/4+T0/4 T0/2 ii t (b) Hình 5.7: Giản đồ chế độ rộng xung PWM (a) Kỹ thuật u chế độ rộng xung PWM; (b) Biểu di n PWM chu k T 24 p ầ 5.3 Mô phỏ ă áp p Các th m số ch bảng Tr n sở kết mô cho pha, cách u khiển thông qua dịch pha 1200 00 sóng in đồng củ m le củ ph , C để có kết mơ cho ba pha cấ hình đ xuất s : Bảng 5.3: Các thông số mạch mô tr n m ố Gá Điện áp r 220 Vrms Tần số 50 Hz C ộn cảm (và ) mH Tụ điện (và ) 2200 uF Tải C ộn cảm (Lf) 10 mH Th ần trở (R) 30 Ω Tần số đóng ngắt củ ch ển mạch 10 KHz 5.3.1 T ường hợp nguồn DC pha cân ết le ả m r tr ng hình (a,b,c,d) 25 Hình 5.8: ết ả m ng ồn đầu vào cân Vdc1=50V; Vdc2=50V 26 Hình 5.9: Kết mô điện áp Nhận xét: Tr ng trường hợp h i ng ồn giữ ph C đầ c n ( r tr n hình , điện áp tr n h i tụ C1, C2 c n (19 c ộn cảm L1, L2 có giá trị c n (đỉnh Các điện áp tr n h i th nh áp r trước PN1,2 ạng sóng in ch ẩn Hz TH củ ả m x ất h ạt động trạng thái ổn định s ) 900 Điện c ộn cảm L f òng r 1, 10 -2 r tr n hình trình khởi động Các ịng ế tố thụ động có tr ng mạng tăng cường bán ẫn Có thể thấ tr ng Hình 5.8(e) CHB- 0,4s ), òng tr n h i ), òng r (đỉnh 10,3 bậc Điện áp nà s x ất tr ng c ộn cảm khởi động m tải ng r th ) tr ng ph có giá trị c n lệch ph nh lọc Lf ạng sóng 5.8(b) Hình 5.8(e,f) biể thị kết , , C b ph đ 0,15 giây Trên Hình 5.8(f) hiển thị kết ả đổi từ 30 Ω thành 60 Ω thời điểm xác định ạng sóng in ch ẩn củ điện áp ng r giữ ph r tr n hình 27 5.3.2 T ường hợp nguồn DC pha không cân Điện áp đầu vào Vdc1 40 V, Vdc2 50 V Hình 5.10: ết ả m ng ồn đầu vào Vdc1= 40 V; Vdc2= 50 V 28 Như vậ , kết ả m (Hình 10) khẳng định, cấ hình đ x ất cải thiện vấn đ kh ng c n củ ng ồn C đầ (mà ch số đầ r tr n ph ng ồn c n bằng) s với biến tần CH thường T th ng vậ , s ng việc nà phần m ph cấ hình thực tr ng kh ảng s i khác giá trị giữ ng ồn C đầ định Hình 11 biể th i n đáp ứng ịng áp ng r tr n ph tải đổi Hình 11(1) đáp ứng động củ hệ thống c ng s ất đầ r th đổi the tải; c ng s ất ng r tăng từ 13 W (với giá trị tải 90 Ω) đến giá trị 322 W (với giá trị tải th Ω) Hình 11(2) đáp ứng động củ hệ thống c ng s ất đầ r đổi the tải; c ng s ất ng r giảm từ W (với giá trị tải 30 Ω) x ống giá trị 13 W (với giá trị tải 90 Ω) Hình 5.11: ết Mặc ả m tải ng r th đổi kết việc mô phỏng, s ng khẳng định tính đắn lý thuyết, tính khả thi b n đầu cấ hình đ xuất Đ sở quan trọng để tiến hành thực nghiệm mơ hình mạch điện thực trình bày phần s 29 5.4 ả hực nghiệm Mơ hình thực nghiệm x nà , sử ụng vi khiển ựng (Hình 5.12) Trong m hình P TM 320 33 Hình 5.12: Mơ hình thực nghiệm cấ hình ghép tầng b ph Tr ng m hình thực nghiện nà : (1) Các m le tr n ph (2) Má đ , (3 ) Tải (đi ( ) Má biến áp chỉnh được) ( ) Mạch ng ồn ( ) Động ph (m tơ) ( ) Má tính khiển Bảng 5.4: Các thông số cho module mạch thực nghiệm T ố Điện áp c1,2 C ộn cảm L1, L2 Tụ điện C1, C2 Tần số đóng ngắt (f W) Đi-ốt 1, Ch ển mạch 0- C ộn cảm lọc đầ r (Lf) Tải th ần trở ng r (R) Điện áp r Gá 20-2 1mH 2200µ 10kHz 0-0 G 0N120 2mH 30Ω 110 rms 30  Kết thực nghiệm: - Trường hợp nguồn C đầu vào pha cân bằng: Kết đ hình 5.13(a,b,c,d) Thực nghiệm h i ng ồn đầ củ ph nh Hình 13( ) biể i n giá trị òng tr n c ộn cảm 3, tụ C1, C2 93 ; Hình 13(b) ạng sóng điện áp b ph tr n tải, giá trị 110, điện áp đỉnh tr n rms; Hình 13( ,c) giá trị TH củ điện áp ng r trước s ứng 0, 2% 2, % giá trị điện áp 110, rms 110, lọc tương rms - Trường hợp nguồn vào pha cân (Vdc1= 20 V; Vdc2= 25 V) Kết thực nghiệm hình 5.15(a,b,c,e,f) Với kiện điện áp đầ kh ng c n bằng, điện áp đầ dc1 Vdc2 20 V 25 Điện áp tụ điện điện áp tr n th nh DC-link tăng l n c ng giá trị 92 ch tất module, tr ng Hình 5.15 Điện áp tr n th nh DC-link củ h i module có c ng giá trị cách k nhiệm vụ T mặc Hình 5.13: ết khiển ch điện áp đầ củ h i module khác ả thực nghiệm ng ồn tr n ph 31 dc1=Vdc2=25V Hiệ s ất củ cấ hình thực nghiệm nà đ điện áp đầ = 20 V Vdc2 = kiện kh ng c n bằng, dc1 củ biến tần , % với mức c ng s ất đầ r 30 W Hiệ s ất củ mạch nghịch lư ghép tầng chư c , tr ng Hình 5.14 Hiệ s ất tối đ việc lự chọn thiết bị bán ẫn tr ng thí nghiệm chư thực Hình 5.14: Hiệ s ất củ mạch ng ồn tr n ph 32 dc1=20V, Vdc2=25V Hình 5.15: ết ả thực nghiệm ng ồn tr n ph ƯƠNG 6: 6.1 K ậ dc1=20V, Vdc2=25V T LUẬN ững nội dung trình bày luận án Từ việc s sánh nhược điểm củ cấ hình nghịch lư tăng áp cải tiến với cấ hình tr n thống trước đ để r tính việt củ tính khả thi tr ng ứng ụng thực tế Tiếp the đó, l ận án thực ph n tích, đ x ất cấ hình mạch tăng áp C- C kiể kh ng cách l , đ tr ng cấ hình nghịch lư tăng áp, góp phần có hệ số tăng áp giới hạn nà cần thiết n thống h chi n trọng cải tiến vậ , mạch tăng áp tr ng giải pháp hiệ với nghịch lư để c ng cấp ng ồn x ết định đến hệ số tăng áp hiệ s ất h ạt động củ mạch Các nghịch lư tr C- C có hệ số tăng áp c kh ả kết hợp ch phụ tải h ặc nối lưới ết mô thực nghiệm mạch đ xuất công bố [70] [56] C ối c ng đ x ất cấ hình ghép tầng nghịch lư tăng áp b ph sử ụng nghịch lư tăng áp cải tiến Cấ hình đ xuất nà tr n sở ghép tầng pha nhằm giải vấn đ xảy nghịch lư ghép tầng đ bậc truy n thống c n nguồn áp DC mo le tr n ph bất k , vấn đ ngắn mạch xảy mạch cầu H vấn đ điện áp module vượt điện áp nguồn 33 C (ch hệ số tăng áp c hơn) ch giảm số TH , giảm ảnh hưởng nhi điện từ ( M ) đến trình h ạt động củ mạch Nội dung nghiên cứu củ chương nà cơng bố tạp chí, hội nghị, báo quốc tế đ cập [63], [64], [65], [69], [80] Luận án h àn thành nhiệm vụ nội r ; h àn thành mục ti , 62 ng nghi n đ cầ đạt xác định ớng phát triển Kết nghi n có tính mới, khả thi; Song số tồn tại, hạn chế cần tiếp tục nghiên cứu, phát triển: - Tần số đóng ngắt chuyển mạch cịn bị giới hạn, khơng nhỏ đến số TH hiệu suất mạch nà tác động ì vậ , cần nghi n cải tiến - ết ả thực nghiệm cấ hình ph cịn bị gới hạn ( kiện phịng thí nghiệm) thực cho mức điện áp đầ có giá trị thấp, giá trị s i lệch giới hạn (trường hợp kh ng c n bằng) ch điện áp ng mức ổn định 110Vrms, cần phải nghi n cải tiến th ật t án ch mạch u khiển áp 220 rms ổn định nữ - Hệ số tăng áp củ mạch t cải thiện nhi u, song cần phải cải thiện nhằm nâng cao hiệu suất làm việc mạch; đ u cầu có tính then chốt góp phần m ng lại lợi ích kinh tế cao Mặc l gic, kh nhà kh cố gắng trình bà kết ả nghi n với minh chứng học; s ng kh ng tránh khỏi thiế sót ý Thầ , học c ng đồng nghiệp đóng góp giúp ch tác giả (NC ) h àn thiện nữ Rất m ng nhận đóng góp, giúp đỡ kh ính m ng ý bá củ ý Thầ , nhà học c ng đồng nghiệp Tr n trọng cảm ơn 34 DAN Đ ê Ụ NG TR N Đ NG Ố ứ : Chủ nhiệm đ tài: Nghiên cứu, thiết kế lắp ráp nguồn DC-DC dùng cho tổng đài TOCA dung lượng nhỏ” Trường Đại học Thông tin Liên lạc, mã số T / Đ- , năm 201 , đạt kết xuất sắc Th m gi đ tài: Cải thiện độ lợi áp nghịch lưu tăng áp” Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, mã số T201 -1 TĐ, năm 201 , đạt kết xuất sắc Th m gi đ tài: ghi n cứu tác động c thành ph n chiều hài b c t ng nghịch lưu tăng áp” NAFOTECH, mã số 103.01-201 19 , năm 201 , đạt kết ả x ất sắc II Các báo: 21 á ạp í ộ ố [1] Van-Thuan Tran, Minh-Khai Nguyen, Youn-Ok Choi and Geum-Bae Cho Switched-Capacitor-Based High Boost DC-DC C nverter” J of Energies/MPDI (DOI:10.3390/en11040987/SCI-E/ISSN 1996-1073.), 2018, 11, 987 http://www.mdpi.com/journal/energies [online] [2] Van-Thuan Tran, Minh-Khai Nguyen, Cao-Cuuong Ngo and Youn-Ok Choi Three-Phase Five-Level Cascade Quasi-Switched Boost Inverter” J of Electronics /MPDI (DOI:10.3390/electronics8030296/SCI-E/ISSN 2079-9292), 2019, 8, 296 http://www.mdpi.com/journal/ Electronics [online] [3] Van-Thuan Tran, Tan-Tai Tran, M K Nguyen “Cascaded single-phase boost inverter using high frequency transformer”, Journal of Advanced Engineering and Technology, Chosun University, Korea, Vol 9, pp 57-62 (No1, 3/2016) [online] [4] Van-Thuan Tran, Minh-Khai Nguyen, Pan-Gum Jung, Youn-Ok Choi, and Geum- e Ch A Single-Phase Cascaded H-bridge Quasi Switched Boost Inverter for Renewable Energy Sources Applications” J of clean Energy and Technologies, Vol6 No1(1/2018), pp26-31, 2018 [5] Van-Thuan Tran, Minh-Khai Nguyen, Myoung-Han Yoo, Youn-Ok Choi and Geum- e Ch A Three-Phase Cascaded H-Bridge Quasi Switched Boost 35 nverter f r Renew ble nerg ” IEEE Xplore Digital Library, 2017, 20th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS) [online] [6] Van-Thuan Tran, Minh-Khai Nguyen, Tan-Tai Tran and Geum-Bae Cho A new pwm algorithm for single-phase cascaded H-bridge quasi-switche b st inverter” Hội nghị ISEE 2017 TPHCM (đã đăng tr n kỷ yếu hội nghị ISBN 978-604-735317-0) [7] Trần ăn Th ận, Nguy n Minh Khai, Trần Tấn Tài Giải thuật u chế độ rộng xung (PWM) cho cấu hình ghép tầng nghịch lư tăng áp ph ” Hội nghị triển lãm Quốc tế điều khiển tự động hóa -VCCA, 2017 22 [1] Trần ạp í ăn Th ận, Ng ộ n Minh h i sánh nghịch lư tăng áp pha với nghịch lư cầ H ph kết hợp tăng áp C- C” Tạp chí Tự động hóa ngày nay, số 4, trang 66- 2, năm 201 [2] Trần ăn Th ận, Trần Tấn Tài, Ng n Minh h i, Ng C tầng nghịch lư tăng áp ph đ bậc” Tạp chí KHC trang 42- Cường Ghép ĐHĐ , Số 9(106), , năm 201 [3] Lương H àn Tiến, Ng n Minh h i, Trần ăn Th ận, Ng ăn Th n “Bộ nghịch lư ph năm bậc nguồn Z hình T”, Tạp chí Điều khiển tự động hóa Việt Nam, số 8/2016 [4] Trần ăn Th n, Ng n Minh h i, ương Trường , ộ tăng áp độ lợi cao DC-DC không cách ly”, Hội nghị VCM-2016 Cần Thơ, 11/201 [5] Lương H àn Tiến, Ng n Minh h i, Trần ăn Th ận, Ng ăn Th n ộ nghịch lư pha nguồn Z hình T với giải thuật ngắn mạch hỗn hợp”, Hội nghị VCM-2016 Cần Thơ, 11/201 [6] Trần ăn Th ận, Ng C Cường, C Nhật T n ộ ch ển đổi ụng biến áp có hệ số ghép thấp Hội nghị KHC năm 018 c T ường Đại học Cơng nghệ Thành phố Hồ Chí Minh, 7/2018, ISBN 978-604-67-1082-0 36 C-DC sử ... cấ hình mạch tăng áp DC-DC với hệ số tăng áp hiệ s ất c - Tìm hiểu cấu hình nghịch lư tăng áp đ bậc, so sánh, nhận xét - Nghiên đ xuất cấu hình ghép tầng nghịch lư tăng áp đ bậc ba pha giải vấn... ng kh điện từ C- C tăng áp củ mạch nghịch lư nhằm n ng cải thiện hệ số tăng áp 1.2 Mụ đí đ tài Nghiên v cấu hình nghịch lư tăng áp, từ nghi n cứu ghép tầng đ bậc nghịch lư tăng áp b ph giải vấn... định) mạch: Có nghịch lư h i bậc (two level), nghịch lư đ bậc (multi level) ba bậc trở lên) - Theo cấu hình nghịch lư : Có converter), dạng nghịch lư converter), dạng nghịch lư ạng ghép tầng cascaded