Nghiên cứu so sánh các kỹ thuật điều khiển bộ chỉnh lưu tích cực ba pha

Bài viết này nghiên cứu so sánh đặc tính của các phương pháp điều khiển bộ chỉnh lưu tích cực 3 pha theo các điều kiện hoạt động của tải và tần số đóng ngắt. Các phương pháp điều khiển chủ yếu được khảo sát bao gồm: điều khiển định hướng tựa điện áp (VOC), điều khiển công suất trực tiếp (DPC) và điều khiển dự báo dòng điện tựa mô hình (MPC). Phương pháp điều khiển truyền thống VOC được sử dụng trộng rãi trong thực tế.

Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 4(2):986-998 Bài nghiên cứu Open Access Full Text Article Nghiên cứu so sánh kỹ thuật điều khiển chỉnh lưu tích cực ba pha Trương Xuân Quang, Lâm Dần Long, Nguyễn Văn Nhờ* TÓM TẮT Use your smartphone to scan this QR code and download this article Khoa Điện – Điện Tử, Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG-HCM, Việt Nam Liên hệ Nguyễn Văn Nhờ, Khoa Điện – Điện Tử, Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG-HCM, Việt Nam Email: nvnho@hcmut.edu.vn Lịch sử • Ngày nhận: 10-9-2020 • Ngày chấp nhận: 17-5-2021 • Ngày đăng: 28-5-2021 DOI : 10.32508/stdjet.v4i2.765 Bản quyền © ĐHQG Tp.HCM Đây báo công bố mở phát hành theo điều khoản the Creative Commons Attribution 4.0 International license Bài báo nghiên cứu so sánh đặc tính phương pháp điều khiển chỉnh lưu tích cực pha theo điều kiện hoạt động tải tần số đóng ngắt Các phương pháp điều khiển chủ yếu khảo sát bao gồm: điều khiển định hướng tựa điện áp (VOC), điều khiển công suất trực tiếp (DPC) điều khiển dự báo dòng điện tựa mơ hình (MPC) Phương pháp điều khiển truyền thống VOC sử dụng trộng rãi thực tế Nguyên lý điều khiển áp dụng cho nhiều hệ thống ứng dụng kết nối lưới khác hệ thống truyền động điện, hệ thống biến đổi lượng tái tạo Tuy nhiên, vấn đề tính tốn thiết kế tham số tối ưu điều chỉnh dòng điện cho điều kiện hoạt động khác hệ thống tốn khơng dễ dàng Phương pháp DPC phương pháp MPC giúp loại bỏ nhược điểm phương pháp VOC Đặc biệt phương pháp MPC trở thành phương pháp thu hút nhiều quan tâm khả giải tổng quát cho tốn tối ưu hóa đa mục tiêu Trong báo, cấu trúc điều khiển tính tốn tóm tắt thơng số điều khiển trình bày cho phương pháp Tiêu chí đánh giá chủ yếu chỉnh lưu tích cực giảm độ méo dạng dịng điện (THD), đạt hệ số cơng suất một, ổn định điện áp phía tải DC Ba phương pháp phân tích đánh giá kiểm chứng dựa theo hai công cụ: dùng phần mềm MATLAB thực nghiệm đo lường mơ hình thực tế Các kết đạt cho thấy phương pháp VOC đạt chất lượng ổn định thay đổi tải tần số đóng ngắt Trong đó, phương pháp MPC đạt chất lượng tốt với tần số đóng ngắt cao Từ khố: Bộ chỉnh lưu điều khiển độ rộng xung, méo dạng sóng hài, hệ số công suất, điều khiển định hướng tựa điện áp (VOC), điều khiển công suất trực tiếp (DPC), điều khiển dự báo dịng điện tựa mơ hình (MPC), mạch vịng khóa pha (PLL) GIỚI THIỆU Bộ chỉnh lưu tích cực ba pha sử dụng rộng rãi nhiều ứng dụng cơng nghiệp có nhiều ưu điểm như: có kích thước lọc đầu vào nhỏ, đạt độ méo dạng dòng điện đầu vào thấp, điều khiển hệ số cơng suất, có khả trao đổi lượng theo hai chiều điện áp lưới tải ? Một số ứng dụng chỉnh lưu tích cực liệt kê điều khiển chất lượng dòng điện ngõ vào biến đổi AC-DC-AC cho hệ truyền động điện động xoay chiều pha Bên cạnh đó, chỉnh lưu tích cực giúp kết nối nguồn lượng tái tạo: sức gió, pin mặt trời ? ? với lưới điện Bộ chỉnh lưu tích cực thường thiết bị hệ thống biến đổi nâng cao chất lượng điện: bù lọc tích cực, biến đổi phục hồi điện áp lưới chống cố ? ? Hiện nay, có nhiều phương pháp điều khiển chỉnh lưu tích cực công bố đưa vào ứng dụng thực tiễn Trong đó, phương pháp điều khiển phổ biến điều khiển định hướng tựa điện áp (VOC) Phương pháp VOC dựa sở biến đổi đại lượng tọa độ pha abc sang hệ tọa độ phức đứng yên sau chuyển sang hệ tọa độ quay dq Sử dụng góc pha đồng hệ điện áp lưới điện ba pha, điện áp biến đổi phân tích theo hai thành phần trục d q để điều khiển vector dòng điện nạp cho mạch chứa tụ DC Với yêu cầu đạt hệ số công suất thành phần dịng điện theo trục q khơng Khi hệ tọa độ vector bám theo vector áp lưới, vector dòng điện bám theo vector điện áp lưới náy Dịng điện ba pha có dạng sin khả truyền tải lượng với hiệu suất lớn Phương pháp VOC thiết kế với hiệu chỉnh dòng điện PI Phương pháp VOC đảm bảo trạng thái ổn định đáp ứng động học nhanh nhờ tác dụng vòng điều khiển dòng điện bên Các vịng điều chỉnh giúp VOC đạt độ xác cao chế độ xác lập Điều lý giải khả ứng dụng tốt phương pháp VOC nhiều ứng dụng công nghiệp điều khiển hệ thống truyền động điện khác Tuy nhiên, chất lượng chủ yếu phụ thuộc vào chiến lược thiết kế điều chỉnh Trích dẫn báo này: Quang T X, Long L D, Nhờ N V Nghiên cứu so sánh kỹ thuật điều khiển chỉnh lưu tích cực ba pha Sci Tech Dev J - Eng Tech.; 4(2):986-998 986 Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 4(2):986-998 Một phương pháp điều khiển khác điều khiển công suất trực tiếp (DPC) Phương pháp DPC dựa cấu trúc chứa vịng điều khiển cơng suất tác dụng cơng suất phản kháng tức thời Do đó, hệ thống điều khiển thích hợp cho nhiều ứng dụng điều khiển dịng cơng suất, ví dụ điều khiển biến đổi kết nối lưới từ nguồn lượng tái tạo điện gió, điện mặt trời, điều khiển biến đổi cải tiến chất lượng điện Hệ thống điều khiển khơng cần trang bị vịng điều khiển dịng điện vịng khơng có khối điều chế PWM Trạng thái đóng ngắt linh kiện bán dẫn chu kỳ xung làm việc xác định từ Bảng trạng thái sở sai số giá trị u cầu ước tính cơng suất tác dụng phản kháng Bảng chuyển đổi xác nên DPC thể độ gợn sóng cơng suất tương đối lớn ? ? Để khắc phục nhược điểm lựa chọn vector khơng xác DPC, MPC đề xuất đạt hiệu hoạt động với trạng thái ổn định tốt MPC tương tự DPC chỗ chọn áp dụng vector điện áp suốt chu kỳ điều khiển Tuy nhiên, vector chọn không lấy từ bảng chuyển đổi xác định trước mà đạt giải thuật tối ưu hàm chi phí Trong điều khiển mơ hình dự báo dịng điện, hàm chi phí sai số giá trị dòng dự báo giá trị dịng mong muốn Mơ hình hệ thống sử dụng dự báo giá trị dòng tải tương lai cho vector điện áp khác Vector điện áp giảm thiểu tối đa sai số dòng chọn trạng thái chuyển mạch tương ứng tạo ? Với thuật toán đơn giản, dễ hiểu linh hoạt việc xử lý hạn chế phi tuyến, MPC nghiên cứu phát triển mạnh có kết hợp với kỹ thuật điều khiển khác ? ? ? ? ? ? Trong báo này, hai đặc tính chất lượng quan trọng hệ thống điều khiển chỉnh lưu tích cực độ méo dạng sóng hài dịng điện ngõ vào hệ số cơng suất khảo sát theo thay đổi tải tần số đóng ngắt Đáp ứng phương pháp điều khiển chỉnh lưu kiểm chứng mô thực nghiệm Kết thu phương pháp điều khiển chỉnh lưu tích cực ba pha VOC DPC đánh giá so sánh với phương pháp MPC Từ biểu đồ so sánh dẫn giải MƠ HÌNH CHỈNH LƯU PWM Sơ đồ chỉnh lưu PWM ba pha mơ tả Hình bao gồm: nguồn xoay chiều ba pha, cuộn kháng lọc RL, mạch chỉnh lưu cầu ba pha chứa IGBT, tụ điện C chiều tải Hoạt động chỉnh lưu dựa tương tác hai nguồn lượng điện cung cấp điện áp lưới điện xoay chiều ba pha điện tích lũy tụ 987 điện Các van IGBT hoạt động công tắc với hai trạng thái đóng ngắt, điều khiển đưa điện áp tụ C kết nối với điện áp lưới điện Bằng cách sử dụng chuyển đổi hệ tọa độ ba pha abc sang hệ tọa độ hai thành phần ? , mơ hình tốn học chỉnh lưu PWM hệ tọa độ αβ biểu diễn sau: vs = Rs is + Ls dis + us dt (1) Trong đó: us , vs is vector điện áp chuyển đổi, vector điện áp lưới vector dòng điện lưới; Rs Ls điện trở điện cảm lọc ngõ vào Công suất phức S biểu diễn theo hàm: S = p + jq = (is ∗ vs ) (2) Trong p q đại lượng công suất tác dụng công suất phản kháng tức thời CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN BỘ CHỈNH LƯU TÍCH CỰC Điều khiển định hướng tựa điện áp lưới Điều khiển định hướng tựa điện áp lưới đưa dựa vào phương pháp điều khiển định hướng trường máy điện cảm ứng Khi đó, hệ thống có đáp ứng tốt nhờ có vịng điều khiển dịng điện bên Với phương pháp điều khiển dòng điện thực theo hai thành phần dòng điện chiều nhờ phép biến đổi tọa độ abc tọa độ quay với tần số đồng lưới điện Theo nghiên cứu Lennart ? , hệ tọa độ dq: vdq = vs e− jθ (3) Thay (3) vào (1) ta được: vs = Rs idq + Ls didq + jLs ω idq + uSdq dt (4) Mô tả riêng thành phần d q: did − Ls ω id + uSd dt diq vq = Rs iq + Ls − Ls ω iq + uSq dt vd = Rs id + Ls (5) (6) Trên Hình cấu trúc điều khiển chỉnh lưu tích cực tọa độ dq phương pháp tựa điện áp lưới Mạch vòng khóa pha (PLL) cung cấp thơng tin góc đồng θ cho hệ thống điều khiển Giá trị dòng điện đặt trục q thiết lập không, đảm b� mơ hình thuật tốn điều khiển dự báo dịng điện Giá trị dòng điện mong 991 muốn lấy từ vịng điều khiển bên ngồi dịng tải i(k) trạng thái đo Trên sơ đồ, mơ hình dự báo xác định giá trị dịng tải cho khoảng thời gian lấy mẫu i(k+1) cho vector điện áp khác Hàm chi phí g đánh giá sai số giá trị dòng mong muốn giá trị dòng dự báo i(k+1) cho vector điện áp Cuối cùng, vector điện áp giảm thiểu tối sai số dòng điện chọn trạng thái chuyển mạch tương ứng xuất ra, dùng cho kích IGBT Theo Hình 1, giả sử trạng thái chuyển đổi IGBT biểu diễn Sa , Sb , Sc : { 1, S1 on and S4 o f f Sa = (19) 0, S1 o f f and S4 on { 1, S2 on and S5 o f f Sb = (20) 0, S2 o f f and S5 on { 1, S3 on and S6 o f f Sc = (21) 0, S3 o f f and S6 on Những tín hiệu chuyển mạch xác định điện áp đầu ra:    vaN = SaVdc (22) vbN = SbVdc   v =S V c dc cN Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 4(2):986-998 Bảng 1: Bảng chuyển đổi phương pháp điều khiển công suất trực tiếp Sp Sq θ1 θ2 θ3 θ4 θ5 θ6 θ7 θ8 θ9 θ10 θ11 θ12 v5 v6 v6 v1 v1 v2 v2 v2 v2 v4 v4 v5 v3 v4 v4 v5 v5 v6 v6 v1 v1 v2 v2 v3 v6 v1 v1 v2 v2 v3 v3 v4 v4 v5 v5 v6 v1 v2 v2 v3 v3 v4 v4 v5 v5 v6 v6 v1 v1 (110), v2 (010), v3 (011), v4 (001), v5 (101), v6 (000), v7 (111) Hình 7: Cấu trúc điều khiển chỉnh lưu tích cực theo MPC Vdc : điện áp nguồn DC Vector điện áp đầu xác định ? : ) 2( v= vaN + avbN + a2 vcN phần thực phần ảo vector dòng điện mong muốn đạt (23) Trong vaN , vbN , vcN điện áp pha chuyển đổi √ 2π j (24) a=e =− + j 2 Dựa vào (22),(23), vector áp chỉnh lưu xác định mơ tả Bảng Hàm chi phí Hàm chi phí tính tốn sai số dịng mong muốn dòng dự báo g = i∗α (k) − iα (k + 1) + iβ∗ (k) − iβ (k + 1) p p p p (25) Trong iα (k + 1), iβ (k + 1) phần thực phần ảo vector dòng tải dự báo i p (k + 1) iα (k), iβ (k) Mơ hình tải Theo ? , ta có: vsa = Ls disa + Rs isa + vaN − vnN dt (26) vsb = Ls disb + Rs isb + vbN − vnN dt (27) vsc = Ls disc + Rs isc + vcN − vnN dt (28) Theo định nghĩa vector không gian: ) 2( vs = vsa + avsb + a2 vsc dis vs = Ls + va f e + Rs is dt (29) (30) 992 Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 4(2):986-998 Bảng 2: Trạng thái đóng ngắt vector điện áp Sa Sb Sc Vector điện áp 0 V0 = 0 V1 = 32 Vdc 1 V2 = 32 Vdc + j √ 3 Vdc √ V3 = − 13 Vdc + j 33 Vdc 1 V4 = − 23 Vdc 0 V5 = − 13 Vdc − j 1 V6 = 31 Vdc − j 1 V7 = √ 3 Vdc √ 3 Vdc Hình 8: Kết mơ điện áp [V], dịng điện lưới [A] điện áp DC [V] ba phương pháp điều khiển 993 Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 4(2):986-998 Trong vs điện áp cung cấp, vi vector dòng điện đầu vào, va f e điện áp tạo chuyển đổi(xác định theo Bảng 1) ) 2( (31) is = isa + aisb + a2 isc Mơ hình rời rạc thời gian Đạo hàm dịng tải thay hàm Euler xấp xỉ: di i (k + 1) − i(k) ≈ dt Ts (33) Dòng dự báo tính tốn theo hàm rời rạc thời gian: ( ) Rs Ts is (k + 1) = − is (k) Ls (34) ] Ts [ + vs (k) − va f e (k) Ls CÁC KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Để đánh giá so sánh hiệu phương pháp mô tả trên, hệ thống chỉnh lưu tích cực pha xây dựng mơ hình mơ dùng MATLAB mơ hình thực nghiệm thực tế cơng suất nhỏ điều khiển DSP TMS320F28779D Tần số đóng ngắt cho phương pháp VOC 5Khz, DPC MPC 20Khz Bảng liệt kê thông số mô thực nghiệm Bảng 3: Bảng thông số mô thực nghiệm Thơng số Hình 9: Mơ q trình q độ điện áp tụ DC [V], dòng lưới [A] thay đổi công suất tải 0% lên 75% ngược lại Vdc =60V Công suất biến đổi 100W Điện áp lưới 36VAC/50Hz Lượng đặt điện áp chiều 60V Giá trị tụ mạch DC 1800µ F nguồn mơ tả Hình 8a-c Khi phân tích THD Cuộn cảm lọc 4mH khối phân tích phổ MATLAB, tải hoạt Điện trở tải 48Ω động 75% công suất định mức, THD dòng điện theo phương pháp VOC 2.9% Trong THD theo DPC MPC 13.4% 3.95% Hệ số công Kết mô suất phương pháp trì giá trị gần Mục tiêu chất lượng chung phương pháp điều khiển chỉnh lưu tích cực giảm độ méo dạng dòng điện nguồn AC, điều khiển đạt hệ số công suất ổn đinh điện áp cấp cho tải DC Trước vận hành điều khiển hoạt động chỉnh lưu, điện áp tụ DC chỉnh lưu nạp trước đến giá trị gần giá trị đặt Với số liệu thiết lập cho cấu hình chỉnh lưu nêu Bảng 3, điện áp DC nạp đến giá trị đặt 60V, thời gian từ đến chu kì để điều khiển đạt giá trị xác lập Kết mơ q trình áp DC, q trình điện áp dịng điện pha Hình mơ tả q trình mơ đáp ứng q độ thay đổi công suất tải đột ngột, chọn cho trường hợp thay đổi đột ngột công suất tải từ 0% công suất định mức lên 75% công suất định mức ngược lại Tại thời điểm t=0.2s đóng tải, t=0.4s ngắt tải Cả phương pháp VOC, DPC MPC cho thấy khả đáp ứng tốt với thay đổi tải Điện áp DC bám tốt theo giá trị đặt 60V 994 Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 4(2):986-998 Kết thực nghiệm khảo sát đáp ứng chế độ độ thay đổi điện áp phía DC mơ tả Hình 11 Hình 11 mơ tả q trình q độ điện áp dòng điện pha nguồn AC điện áp tụ chiều tải thay đổi đột ngột từ 0% đến 75% công suất định mức ngược lại Đồ thị đo cho thấy dòng điện qua nguồn AC thay đổi đạt đồng pha với điện áp nguồn chu kỳ Cả phương pháp cho thấy khả đáp ứng tốt điện áp chiều có thay đổi đột ngột tải Tuy nhiên, VOC MPC khoảng đến chu kỳ để đạt giá trị xác lập điện áp DC 60V Trong đó, với DPC cần khoảng đến chu kỳ Hình 12: Đồ thị THD dịng điện với mức cơng suất tải khác Hình 10: Kết thực nghiệm phương pháp VOC, DPC MPC Kết thực nghiệm Thực thực nghiệm mơ hình thực tế sử dụng DSP TMS320F28379D Khảo sát hai chế độ: xác lập độ thay đổi công suất tải Giống kết mô phần trước, kết thực nghiệm kiểm chứng trình đại lượng điện áp dòng điện nguồn AC ngõ vào điện áp tụ DC ngõ Hình 10 thể kết thực nghiệm chế độ xác lập Tiến hành phân tích THD dịng điện phương pháp, với VOC thực tần số lấy mẫu 5Khz, THD dịng điện 5.59% độ gợn sóng điện áp DC 1.80%- xem Hình 10a) Trong với DPCxem Hình 10b) MPC-xem Hình 10c) thực tần số lấy mẫu 20Khz, THD dòng điện là: 14.27% 6.57%, độ gợn sóng điện áp DC 1.63% 1.61% So với đáp ứng mơ MATLAB, đáp ứng thực nghiệm có THD lớn ảnh hưởng linh kiện thực tế tác dụng thời gian chết Kết thực nghiệm cho thấy, phương pháp điều khiển VOC MPC có THD dòng điện giảm đáng kể Với phương pháp DPC, độ méo dạng dịng điện cao 995 Hình 13: Đồ thị THD dòng điện thay đổi tần số đóng ngắt Dựa Hình 12, cơng suất tải thay đổi từ 18% đến 112.5% công suất định mức, THD dịng điện có giá trị lớn mức cơng suất tải nhỏ, giảm dần công suất tăng THD dịng điện đạt giá trị thấp cơng suất định mức Trong đó, VOC có độ méo dạng dịng điện nhỏ nhất, đóng ngắt tần số thấp 5Khz MPC cao VOC mức thấp DPC có độ méo dạng dịng điện cao Kết thực nghiệm cho thấy, độ méo dạng dòng điện phương pháp VOC không thay đổi nhiều tăng tần Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kĩ thuật Cơng nghệ, 4(2):986-998 Hình 11: Kết thực nghiệm đóng ngắt tải 0% lên 75% cơng suất định mức ngược lại Q trình đại lượng áp dòng lưới, áp DC cơng suất tải số đóng ngắt Theo Hình 13 tần số thay đổi từ 5Khz đến 20Khz, THD dòng điện thay đổi không đáng kể dao động khoảng 4.66% đến 5.59% Trong đó, chất lượng dịng điện ngõ vào hai phương pháp lại DPC MPC phụ thuộc nhiều vào tần số đóng ngắt Kết chung, phương pháp MPC đạt tốt cải thiện THD so với DPC Ở tần số đóng ngắt thấp, độ méo dạng THD MPC DPC lớn phương pháp MPC đạt độ méo dạng thấp gần phương pháp VOC tần số đóng ngắt cao, trường hợp cấu hình cho Bảng 3, giá trị tần số chọn khoảng 20kHz Hình 13 Do đó, tần số đóng ngắt cao MPC tỏ có lợi THD dòng điện Tuy nhiên, với hệ thống lớn có nhiều trạng thái đóng ngắt (ví dụ điều khiển hệ thống cấp nguồn hệ thống biến đổi đa bậc ), tốn có hàm chi phí nhiều mục tiêu ? ? , khối lượng tính tốn tối ưu hàm chi phí nhiều thời gian trở thành vấn đề kỹ thuật khó khăn Xu hướng chung tìm cách đơn giản tốn MPC, ví dụ giảm hàm mục tiêu, giới hạn số trạng thái liên quan phạm vi nhỏ ? ? ? Một xu hướng cải thiện chất lượng điều khiển chỉnh lưu tích cực phương pháp MPC kết hợp MPC truyền thống với phương pháp điều khiển đại ? ? KẾT LUẬN Bài báo đưa kết đánh giá so sánh chất lượng đáp ứng hệ thống chỉnh lưu tích cực ba pha ba phương pháp điều khiển VOC, DPC MPC Các kết mô MATLAB kết thí nghiệm thiết bị cho thấy khả ổn định tốt điện áp mạch DC cải thiện THD dòng điện lưới cho ba phương pháp điều khiển: điều khiển định hướng tựa điện áp (VOC), điều khiển công suất trực tiếp (DPC), điều khiển mơ hình dự báo dịng điện(MPC) VOC cho thấy khả cải thiện THD tốt khơng phụ thuộc nhiều vào tần số đóng, ngắt Phương pháp VOC đảm bảo chất lượng điều khiển có độ méo dạng dịng điện nguồn thấp dù hoạt động tần số đóng ngắt thấp khoảng vài kHz Phương pháp MPC có thuật tốn đơn giản dễ thực thiết bị phần cứng, làm giảm đáng kể THD dịng điện lưới địi hỏi tần số đóng ngắt cao Điều dễ kéo tăng công suất tổn hao chuyển mạch, giảm hiệu suất thiết bị Do đó, thích hợp với linh kiện công nghệ SiC GaN LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu tài trợ Quỹ Phát triển khoa học công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) đề tài mã số 103.99-2019.369 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT VOC: Điều khiển định hướng tựa điện áp - Voltage Oriented Control DPC: Điều khiển công suất trực tiếp - Direct power control MPC: Điều khiển dự báo dịng điện tựa mơ hình Modeling predictive control PLL: Mạch vịng khóa pha - Phase locked loop THD: Độ méo dạng sóng hài tổng - Total harmonic distortion PWM: Điều chế độ rộng xung - pulse-width modulation IGBT: Transistor lươñg cực cực cổng cách điện - Insulated Gate Bipolar Transistor 996 Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kĩ thuật Cơng nghệ, 4(2):986-998 DSP: Bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số - Digital Signal Processor CCS: Code Composer Studio AC: Dòng điện xoay chiều -Alternating Current DC: Dòng điện chiều -Direct current PI: tích phân tỷ lệ Proportional–Integral XUNG ĐỘT LỢI ÍCH Nhóm tác giả xin cam đoan khơng có xung đột lợi ích cơng bố báo 997 ĐĨNG GĨP CỦA TÁC GIẢ Nguyễn Văn Nhờ: tham gia vào việc đưa ý tưởng, người hướng dẫn, chỉnh sửa thảo, trả lời phản biện Trương Xuân Quang Lâm Dần Long: viết phần mềm, xử lý liệu viết thảo Science & Technology Development Journal – Engineering and Technology, 4(2):986-998 Research article Open Access Full Text Article Comparative study of control techniques for three phase PWM rectifier Truong Xuan Quang, Lam Dan Long, Nguyen Van Nho* ABSTRACT Use your smartphone to scan this QR code and download this article This paper studies and compares the performances of different control strategies of 3-phase active rectifier under different load and frequency conditions There are three main control approaches to be investigated such as: Voltage Oriented Control (VOC), Direct Power Control (DPC) and Model Predictive Control (MPC) The traditional method VOC has been used widely in practice Its control principle is available to many different grid-connected converter systems such as electric drive system, renewable energy conversion system However, the problem of optimal design of the current regulators for the different operating conditions of the system is not an easy problem The DPC and MPC methods then help to eliminate the disadvantages of the VOC The MPC method has been now become much interesting since it offers a general solution to a multi-goal optimization problem In the paper, the system structures and controller parameters are briefly presented The main evaluation factors of the active rectifier are low input current distortion (THD), a unit input power factor and stable DC output voltage Three methods are analyzed and verified using MATLAB software and measuring experiment on a real model The obtained results show that the VOC method achieves stable quality under different load as well as the switching frequency conditions, while the MPC method may achieve good quality with a rather high switching frequency Key words: PWM rectifier, Harmonics distortion, Power factor, Voltage Oriented Control (VOC), Direct power control (DPC), modeling predictive control (MPC), phase locked loop (PLL) Faculty of Electrical and Electronics Engineering, Ho Chi Minh City University of Technology, Vietnam National University Correspondence Nguyen Van Nho, Faculty of Electrical and Electronics Engineering, Ho Chi Minh City University of Technology, Vietnam National University Email: nvnho@hcmut.edu.vn History • Received: 10-9-2020 • Accepted: 17-5-2021 • Published: 28-5-2021 DOI : 10.32508/stdjet.v4i2.765 Copyright © VNU-HCM Press This is an openaccess article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International license Cite this article : Quang T X, Long L D, Nho N V Comparative study of control techniques for three phase PWM rectifier Sci Tech Dev J – Engineering and Technology; 4(2):986-998 998 ... phương pháp điều khiển chỉnh lưu tích cực ba pha VOC DPC đánh giá so sánh với phương pháp MPC Từ biểu đồ so sánh dẫn giải MƠ HÌNH CHỈNH LƯU PWM Sơ đồ chỉnh lưu PWM ba pha mô tả Hình bao gồm: nguồn... phản kháng tức thời CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN BỘ CHỈNH LƯU TÍCH CỰC Điều khiển định hướng tựa điện áp lưới Điều khiển định hướng tựa điện áp lưới đưa dựa vào phương pháp điều khiển định hướng trường...n thống với phương pháp điều khiển đại ? ? KẾT LUẬN Bài báo đưa kết đánh giá so sánh chất lượng đáp ứng hệ thống chỉnh lưu tích cực ba pha ba phương pháp điều khiển VOC, DPC MPC Các kết mô MATLA