Trong bài báo này, tác giả đánh giá về các sơ đồ 3 mức, 5 mức và đề xuất sơ đồ 7 mức cùng với điều khiển PWM (Pulse Width Modulation) để loại bỏ sóng hài tần số thấp trong dòng điện và để đạt được hệ số công suất bằng một ở đầu vào của bộ chỉnh lưu. Tác giả đã mô phỏng và so sánh THD (Total harmonic distortion) dòng điện cho cả ba sơ đồ với cùng một mức công suất 3kW. Các kết quả của nghiên cứu được kiểm chứng bằng mô phỏng bởi phần mềm PSIM.
SCIENCE - TECHNOLOGY P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 ĐÁNH GIÁ VỀ CÁC BỘ VIENNA ĐA MỨC MỘT PHA VÀ ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ VIENNA MỨC CHO CÁC ỨNG DỤNG PFC AC/DC REVIEW OF SINGLE-PHASE MULTI-LEVEL VIENNA CONVERTERS AND PROPOSAL OF 7-LEVEL VIENNA CONVERTER FOR PFC AC / DC APPLICATIONS Phạm Thị Thùy Linh TÓM TẮT Bộ biến đổi đa mức PFC (Power Factor Correction) AC/DC Vienna với số lượng van bán dẫn điều khiển nhận quan tâm rộng rãi năm qua để cải thiện chất lượng điện đầu vào hệ thống chỉnh lưu tạo hệ số công suất Trong báo này, tác giả đánh giá sơ đồ mức, mức đề xuất sơ đồ mức với điều khiển PWM (Pulse Width Modulation) để loại bỏ sóng hài tần số thấp dòng điện để đạt hệ số công suất đầu vào chỉnh lưu Tác giả mô so sánh THD (Total harmonic distortion) dòng điện cho ba sơ đồ với mức công suất 3kW Các kết nghiên cứu kiểm chứng mô phần mềm PSIM Từ khóa: Bộ biến đổi đa mức, VIENNA, hiệu chỉnh hệ số công suất, điều chế độ rộng xung ABSTRACT The PFC (Power Factor Correction) AC / DC Vienna converter with the least number of control semiconductor devices has received wide attention over the years to improve the quality of the input power systems, and to obtain utility power factor In this paper, the author reviews 3-level, 5-level topologies and proposes a 7-level Vienna topology with PWM (Pulse Width Modulation) control to eliminate low frequency harmonics in the current and to achieve power factor equal to one at the input of the rectifier The author simulated and compared the THD (Total harmonic distortion) of current for all structures with the same power level of 3kW The results of the study were verified by simulation by PSIM software Keywords: Multi-level converter, Vienna, Power Factor Correction, Pulse Width Modulation Khoa Điều khiển Tự động hóa, Trường Đại học Điện lực Email: linhptt@epu.edu.vn Ngày nhận bài: 10/01/2020 Ngày nhận sửa sau phản biện: 28/3/2020 Ngày chấp nhận đăng: 24/4/2020 MỞ ĐẦU Các chỉnh lưu tích cực trở nên tiếng thập kỷ qua so với chỉnh lưu điôt chỉnh lưu đa xung, có chất lượng dòng điện phía xoay chiều điện áp phía đầu tốt [1, 2] Xu hướng chung điện tử Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn công suất tăng tần số chuyển mạch van bán dẫn nhằm giảm thiểu sóng hài qua giảm kích thước lọc Tuy nhiên, việc tăng tần số chuyển mạch làm tổn thất chuyển mạch tăng đáng kể mức công suất lớn Một số phương pháp để giảm tổn thất chuyển mạch, đồng thời cải thiện chất lượng điện năng, đề xuất thiết kế biến đổi cộng hưởng biến đổi đa mức Trong số đó, biến đổi Vienna ba mức nghiên cứu số báo áp dụng rộng rãi ngành công nghiệp khác UPS (Cung cấp điện liên tục), viễn thơng [1], hệ thống tuabin gió [2, 3] hệ thống hiệu chỉnh hệ số công suất [4] Trong báo này, tác giả đánh giá sơ đồ Vienna mức, sau mở rộng thiết kế sơ đồ mức, từ đề xuất sơ đồ mức Tác giả phân tích, so sánh phương pháp điều chế, tính tốn so sánh THD dòng điện cho sơ đồ kiểm chứng hoạt động sơ đồ phần mềm mô PSIM SƠ ĐỒ VIENNA AC/DC MỨC MỘT PHA Sơ đồ Vienna mức pha chiều cơng suất thể hình Trong có van có điều khiển sử dụng Giả thiết chế độ dẫn liên tục, điện áp đầu vào chỉnh lưu Vinput có trạng thái định nghĩa xác định trạng thái ON / OFF van bán dẫn có điều khiển phân cực dòng điện xoay chiều thời điểm hoạt động Ví dụ, dòng điện iAC dương van bán dẫn có điều khiển Tr khóa, điện áp cực A biến đổi điểm O bus chiều, tương đương điện áp van Vs Đường dòng điện trường hợp minh họa hình 2a Nếu dòng điện IAC dương van bán dẫn Tr dẫn, điện áp van trường hợp đường dòng điện minh họa hình 2b Tương tự vậy, dòng điện IAC âm, điện áp van mang -Vs van bán dẫn Tr khóa van bán dẫn Tr dẫn minh họa hình 2c d Để loại bỏ sóng hài tần số thấp (tần số thấp tần số chuyển mạch) dòng điện xoay chiều, điện áp pha đầu vào biến đổi phải khơng có sóng hài tần số thấp, ngoại trừ sóng hài bậc ba, xuất tín hiệu điều chế để tăng thành phần mà không bị điều chế Vol 56 - No (Apr 2020) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY KHOA HỌC CÔNG NGHỆ P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 a) b) Hình Bộ biến đổi AC/DC Vienna mức pha a) b) c) d) Hình a) Đường dẫn dòng điện ứng với dòng xoay chiều đầu vào IAC>0 van bán dẫn có điều khiển OFF; (b) IAC>0 van bán dẫn có điều khiển ON; (c) IAC