(Luận văn thạc sĩ) giải thuật nghịch lưu 3 pha 5 bậc NPC cầu h giảm số lần chuyển mạch

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BÙI MINH ẨN GIẢI THUẬT NGHỊCH LƯU PHA BẬC NPC CẦU H GIẢM SỐ LẦN CHUYỂN MẠCH NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 4/2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BÙI MINH ẨN GIẢI THUẬT NGHỊCH LƢU PHA BẬC NPC CẦU H GIẢM SỐ LẦN CHUYỂN MẠCH NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 Tp Hồ Chí Minh, tháng 4/2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BÙI MINH ẨN GIẢI THUẬT NGHỊCH LƢU PHA BẬC NPC CẦU H GIẢM SỐ LẦN CHUYỂN MẠCH NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 Hƣớng dẫn khoa học: TS QUÁCH THANH HẢI Tp Hồ Chí Minh, tháng 4/2017 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Quách Thanh Hải LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ tên: Bùi Minh Ẩn Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 12/01/1982 Nơi sinh: Long An Quê quán: Long An Dân tộc: Kinh Địa liên lạc: Ấp xã Mỹ Phú huyện Thủ Thừa Tỉnh Long An Điện thoại quan: 0723 827 694 Di động: 0914 710 677 Fax: 0773 827 694 Email: buiminhan2009@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐẢO TẠO: Nơi học: Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp HCM Trình độ: Kỹ sƣ Ngành học: Điện cơng nghiệp III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Từ 05/2006 Trƣờng Trung cấp nghề Cần Giuộc Giáo viên giảng dạy đến 5/2014 khoa Điện Từ 6/2014 Trƣờng Cao đẳng nghề Long An đến Giáo viên giảng dạy khoa Điện – Điện tử HVHT: Bùi Minh Ẩn Trang i Luận văn tốt nghiệp GVHD: Quách Thanh Hải LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 23 tháng 05 năm 2017 (Ký tên ghi rõ họ tên) Bùi Minh Ẩn HVHT: Bùi Minh Ẩn Trang ii Luận văn tốt nghiệp GVHD: Quách Thanh Hải LỜI CẢM TẠ Xin chân thành gửi lời cảm ơn đến TS Quách Thanh Hải, Ths Đỗ Đức Trí, tận tình hƣớng dẫn tơi để thực luận văn Xin chân thành gửi lời cảm ơn đến tồn thể q thầy trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh giảng dạy, hƣớng dẫn tạo điều kiện, môi trƣờng học tập tốt cho Xin cảm ơn ban lãnh đạo Khoa Điện – Điện tử Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh hỗ trợ sử dụng phịng thí nghiệm Điện tử cơng suất nâng cao D405 suốt thời gian thực luận văn Cảm ơn ba mẹ, anh chị em, vợ bạn bè động viên suốt thời gian học Xin kính chúc sức khỏe chân thành cảm ơn Học viên Bùi Minh Ẩn HVHT: Bùi Minh Ẩn Trang iii Luận văn tốt nghiệp GVHD: Quách Thanh Hải TÓM TẮT LUẬN VĂN Đề tài thực kỹ thuật điều chế sóng mang thơng qua việc sử dụng hàm offset nhằm giảm số lần chuyển mạch từ giảm tổn hao chuyển mạch khóa công suất cho nghịch lƣu cầu H-NPC bậc Kỹ thuật sử dụng hàm offset thành phần bậc để chuyển sóng điện áp điều khiển ngƣỡng so sánh cực đại cực tiểu biên độ sóng mang sở điều chế gián đoạn Việc chuyển điện áp điều khiển pha nhiều ngƣỡng khác đƣợc lựa chọn tối ƣu cho biên độ điện áp offset nhỏ Với kỹ thuật xây dựng hàm offset trình bày nghiên cứu toàn ngƣỡng so sánh sóng mang đƣợc sử dụng để giảm số lần chuyển mạch khóa cơng suất Số lần chuyển mạch/pha/chu kỳ giảm đến 33% theo lý thuyết đạt 15.25% tần số sóng mang 3000Hz Kết giải thuật đƣợc kiểm chứng qua mơ qua q trình thực nghiệm Luận văn thực nghiệm phần cứng với IGBT STGW25N120K Các giải thuật điều khiển đề xuất đƣợc thực vi xử lý điều khiển tín hiệu số DSP TMS320F 28335 với kỹ thuật lập trình nhúng từ mơ hình mơ phần mềm MATLAB/SIMULINK kết hợp chƣơng trình Code Composer Studio V6 tự động biên dịch ngôn ngữ C nạp cho vi xử lý mà không cần phải lập trình lại HVHT: Bùi Minh Ẩn Trang iv Luận văn tốt nghiệp GVHD: Quách Thanh Hải ABSTRACT This thesis implement carrier modulation with a novel offset based to reduce switching loss in five-level H-brigde neutral point clamped inverter will be presented in this paper The proposed technique uses the offset is 3rd voltages to transfer the control voltage into the levels of each carriers This transferring is depend on the distances of control voltage to levels is minimum So that in this research five levels of carrier will be used to reduce the intersection of control and the carrier wave to reduce the number of switching losses With the pulse width modulation method and flexible offset voltages in this study, the number of switchings/phase in a cycle can be reduced about 33% in theory and 15.25% in experimental at frequency carrier 3000Hz Simulation and experimental results are provided in order to validate the proposed method The project has been experienced on the hardware of IGBT STGW25N120 The proposed control techniques have been implemented on DSP - F28335 with the embedded programming technique of the simulation model in MATLAB/Simulink combined with the software Code Composer Studio V6, which compile automatically to C-language and download to processor without programming again HVHT: Bùi Minh Ẩn Trang v Luận văn tốt nghiệp GVHD: Quách Thanh Hải MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN .ii LỜI CẢM TẠ iii TÓM TẮT LUẬN VĂN iv ABSTRACT v MỤC LỤC vi DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT x DANH SÁCH HÌNH x DANH SÁCH BẢNG xv Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1Tổng quan l nh vực nghiên cứu, kết nghiên cứu nƣớc 1.1.1 Tổng quan chung l nh vực nghiên cứu 1.1.2 Các kết ngồi nƣớc cơng bố 1.1.2.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nƣớc……………………………………… 1.1.2.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc ……………………………………… 1.2 Tính cấp thiết đề tài, ý ngh a khoa học thực tiễn đề tài 1.3 Mục đích đề tài 1.4 Nhiệm vụ giới hạn đề tài 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu 1.6 Điểm đề tài : 1.7 Giá trị thực tiễn đề tài : Chƣơng 2: CƠ SỞ L THUYẾT…………………………………………………… 2.1 Tổng quan nghịch lƣu đa bậc 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Phân loại 2.2 Các cấu trúc nghịch lƣu đa bậc 2.2.1 Cấu trúc nghịch lƣu NPC (Neutral Point Clamped) 2.2.2 Cấu trúc nghịch lƣu kẹp tụ (Flying capacitor inverter) [2] 2.2.3 Cấu trúc nghịch lƣu áp dạng cascade HVHT: Bùi Minh Ẩn Trang vi Luận văn tốt nghiệp GVHD: Quách Thanh Hải else Lb=fix(vb)-1; end if fix(vc)