(Luận văn thạc sĩ) cân bằng điện thế điểm trung tính trong biến tần NPC 3 bậc dùng zero sequenge voltage

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ VĂN MẠNH GIÀU CÂN BẰNG ĐIỆN THẾ ĐIỂM TRUNG TÍNH TRONG BIẾN TẦN NPC BẬC DÙNG ZERO-SEQUENCE VOLTAGE NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 605270 S KC 0 6 Tp Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 14 tháng năm 2013 Lê Văn Mạnh Giàu Trang -iii- LỜI CẢM TẠ Em xin chân thành cám ơn thầy PGS TS Nguyễn Văn Nhờ, giảng viên hƣớng dẫn em th ực luận văn, đã ta ̣o điề u kiê ̣n thuâ ̣n lơ ̣i và hƣớ ng dẫn tâ ̣n tình , định hƣớng nhắc nhở kịp thời thời gian qua để em hoàn thành đề tài Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh cung cấp cho em kiến thức quý báu làm tảng cho nghiên cứu để hoàn thành luận văn Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô trƣờng Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện sở vật chất, phịng thí nghiệm để em triển khai đề tài suốt thời gian qua Tôi chân thành cảm ơn các anh em phòng thí nghiê ̣m , bạn bè lớp đã cùng nghiên cƣ́u giúp đỡ nhiề u quá trin ̀ h thƣ̣c hiê ̣n đề tài TP Hồ Chí Minh, ngày 14 tháng năm 2013 Học viên thực Lê Văn Mạnh Giàu Trang -iv- TÓM TẮT Sự thực thi kỹ thuật điều chế độ rộng xung dựa sóng mang (CBPWM) đƣợc cải tiến tốt cách thêm vào tín hiệu tham chiếu điều chế chuỗi điện áp zero Bài báo trình bày kỹ thuật CB-PWM cho biến đổi kẹp điểm trung tính (NPC) bậc, dựa việc thêm vào điện áp chuỗi zero Bởi điện áp chuỗi zero thêm vào, tín hiệu tham chiếu điều chế sin đƣợc điều chỉnh để thực nhiệm vụ cân điện áp tụ DC-link, khơng có nỗ lực điều khiển ngoại vi Kỹ thuật cách tiếp cận khác với kỹ thuật điều chế vector không gian (SVM) ba vector gần (NTV) đạt đƣợc cách phân tích kỹ thuật NTV-SVM thiết lập tƣơng quan với kỹ thuật CB-PWM Sự thực thi kỹ thuật CB-PWM cho NPC ba bậc dựa mô miền thời gian nghiên cứu môi trƣờng MATLAB/SIMULINK Trang -v- MỤC LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM TẠ iv TÓM TẮT v ABSTRACT vi DANH SÁCH CÁC BẢNG x DANH SÁCH CÁC HÌNH xii Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu, kết nghiên cứu ngồi nƣớc cơng bố 1.1.1 Tổng quan 1.1.2 Các kết ngồi nƣớc cơng bố 1.1.2.1 Trong nƣớc: 1.1.2.2 Ngoài nƣớc: 1.2 Mục tiêu, khách thể đối tƣợng nghiên cứu 1.2.1 Mục tiêu 1.2.2 Đối tƣợng nghiên cứu 1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu giới hạn đề tài 1.3.1 Nhiệm vụ: 1.3.2 Giới hạn: 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Bộ nghịch lƣu NPC 2.1.1 Bộ nghịch lƣu NPC bậc 2.1.3.1 Phân tích mạch 2.1.3.2 Điện áp ngõ thay đổi tuyến tính theo tính hiệu điều khiển Trang -vii- 2.1.2 Bộ nghịch lƣu NPC bậc 2.2 Các phƣơng pháp điều khiển nghịch lƣu đa bậc 11 2.2.1 Phƣơng pháp SinPWM 11 2.2.2 Phƣơng pháp Switching frequency optimal PWM (SFO-PWM) 13 2.2.3 Phƣơng pháp Space vector modulation (SVM) 13 Chƣơng KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN CÂN BẰNG ĐIỆN ÁP TỤ 18 3.1 Hiện tƣợng cân điện áp tụ: 18 3.2 Nguyên nhân cân điện áp tụ: 21 3.3 Kỹ thuật điều khiển cân điện áp tụ 23 3.3.1 Nguyên lý cân điện áp tụ 23 3.3.2 Lƣu đồ giải thuật cân điện áp tụ 31 3.3.3 Mơ hình nghịch lƣu NPC có áp dụng kỹ thuật cân điện áp tụ 35 3.3.3.1 Khối tạo điện áp thứ tự không (Voff-Zero Sequence) .35 3.3.3.2 Khối tạo chuỗi xung kích 37 3.3.4 Kết mô phỏng: 39 3.3.5 Các thông số ảnh hƣởng tới cân điện áp tụ 55 3.3.5.1 Sự ảnh hƣởng số điều chế 55 3.3.5.2 Sự ảnh hƣởng hệ số công suất tải 56 3.3.5.3 Sự ảnh hƣởng điện dung tụ điện .58 3.3.6 So sánh với phƣơng pháp công bố Việt Nam 61 Chƣơng 64 KẾT LUẬN 64 4.1 Kết luận 64 4.2 Hƣớng phát triển 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 PHỤ LỤC 67 Phụ lục 1: Các kết mô 67 Phụ lục 2: So sánh phƣơng pháp công bố 129 Trang -viii- Chƣơng 1: Tổng Quan Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu, kết nghiên cứu ngồi nƣớc cơng bố 1.1.1 Tổng quan Ngày điều khiển tốc độ động đƣợc áp dụng rộng rãi ứng dụng với hiệu suất cao nhƣ máy nghiền, bơm, quạt vv Rất nhiều ứng dụng cần sử dụng động trung áp dòng định mức thấp, đặc biệt ứng dụng cơng suất trung bình lớn Với biến tần bậc cổ điển có nhiều phát triển có nhiều ƣu điểm nhƣ điều khiển đơn giản, kích cỡ nhỏ gọn nhƣng phù hợp với ứng dụng công suất thấp Hơn nữa, dạng sóng điện áp đầu nghịch lƣu bậc có thành phần hài bậc cao lớn Để cải thiện chất lƣợng dạng sóng đầu nữa, biến tần bậc đƣợc áp dụng Với ƣu điểm bật nhƣ giảm định mức dv/dt linh kiện làm tăng công suất biến tần, dạng sóng đầu đƣợc cải thiện nhiều Hiện mơ hình phổ biến cho biến tần công suất lớn điều khiển động điện không đồng với mức điện áp trung (Medium Voltage) Các ƣu điểm biến tần ba bậc thấy rõ, nhiên bên cạnh cịn số vấn đề cần giải để nâng cao chất lƣợng điều khiển Đối với chuyển đổi dạng NPC (Neutral Point Clamped) đa bậc, thời gian nạp xã tụ dc-link không cân nên xảy tƣợng cân điện áp tụ, cân dẫn tới phát sinh hài khơng mong muốn sóng điện áp Sự tồn hài làm cho tổn hao tăng, đồng thời khó bị lọc lọc tầm cao Các hài gây số tƣợng có hại cho động không đồng nhƣ làm cho momen dao động gây nhiễu, gây biến Trang -1- Chƣơng 1: Tổng Quan thiên bất thƣờng cho vận tốc rotor… Ngoài ra, cân điện áp tụ dẫn tới vấn đề điện áp khóa bán dẫn tụ điện Từ vấn đề nêu trên, hƣớng nghiên cứu đề tài là: “CÂN BẰNG ĐIỆN THẾ ĐIỂM TRUNG TÍNH TRONG BIẾN TẦN NPC BẬC DÙNG ZEROSEQUENCE VOLTAGE” 1.1.2 Các kết ngồi nƣớc cơng bố 1.1.2.1 Trong nƣớc: Kỹ thuật điều chế PWM ba bậc nhằm cân điện áp hai tụ điện chiều nghịch lƣu áp bậc NPC [2] Trong báo này, tác giả trình bày kỹ thuật điều chế chuyển mạch hai ba bậc sử dụng hàm offset để cân điện áp hai tụ điện chiều nghịch lƣu áp bậc dạng diode kẹp Kỹ thuật dựa sở sử dụng hàm offset cục bộ, thơng qua tín hiệu hồi tiếp dịng điện tải điện áp tụ điện chiều để tính tốn giá trị chiều dịng điện chạy qua điểm tụ điện Với kỹ thuật điều chế sóng mang kết hợp sử dụng hàm offset linh hoạt, kỹ thuật kiểm soát trì cân điện áp tụ điện Kết giải thuật đƣợc kiểm chứng qua mô qua trình thực nghiệm Cân Bằ ng Điêṇ Áp Dc-Link Cho Bô ̣ Nghich ̣ Lƣu NPC Đa Bâ ̣c [3] Kỹ thuật điều khiển cân áp tụ dựa kỹ thuật điều chế CPWM (Carrier-based Pulse With Modulator) Tuy nhiên, để áp tụ cân nhanh độ lệch áp sau cân nhỏ thay đổi thông số nhƣ điện dung tụ, số điều chế, thơng số tải cần phải có bù offset Đề tài khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến vấn đề cân áp tụ sau áp dụng phƣơng pháp cân nhƣ là: số điều chế, hệ số công suất tải đến áp tụ, biên độ giới hạn điện áp offset Khảo sát ảnh hƣởng biên độ hàm offset đến thời gian cân áp tụ độ lớn điện áp dao động tụ sau cân Đồng thời, đề tài trình bày giá trị tối ƣu biên độ hàm offset với bốn trƣờng hợp số điều chế với giá trị khác hệ số công suất Trang -2- Chƣơng 1: Tổng Quan 1.1.2.2 Ngoài nƣớc: Voltage Balancing Control of Diode-Clamped Multilevel Converters with Passive Front-Ends [4] Bài báo trình bày phƣơng pháp điều khiển closed-loop có khả đảm bảo cân cho tất điều kiện hoạt động biến đổi mà không cần thêm phần cứng Cấu trúc nhiễu tỷ số cơng suất ba pha khác đƣợc trình bày Chúng đƣợc so sánh thông qua mô cho trƣờng hợp biến đổi dc-ac diode kẹp ba pha bốn bậc hoạt động với phƣơng pháp điều chế dựa vector ảo Cấu trúc nhiễu có hiệu đơn giản nhất, đòi hỏi nhận biết tất điện áp tụ dc, đƣợc kiểm tra qua thực nghiệm biến đổi bốn bậc Các kết chứng minh tính khả thi việc cân điện áp tụ dc cho tất điều kiện hoạt động chuyển đổi A Multilevel Inverter Approach Providing DC-Link Balancing, Ride-Through Enhancement, and Common-Mode Voltage Elimination [5] Bài báo trình bày phƣơng pháp điều khiển đơn giản cho việc cân điện áp dc-link biến tần NPC ba bậc, cung cấp tăng ride-through khử điện áp common-mode Phƣơng pháp sử dụng kỹ thuật biến đổi dc-dc dc link để cân tăng ride-through, phƣơng pháp chuyển mạch điều chế độ rộng xung cải biên để khử điện áp common-mode Các kết mô thực nghiệm đƣợc cung cấp để chứng minh hiệu phƣơng pháp đƣa ra, bao gồm điều khiển xử ký tín hiệu số A Carrier-Based PWM Strategy with Zero-Sequence Voltage Injection for a Three-Level Neutral-Point-Clamped Converter [6] Hiệu suất phƣơng pháp CB-PWM (điều chế độ rộng xung dựa sóng mang) đƣợc cải thiện cách thêm vào điện áp zero sequence tín hiệu tham chiếu điều chế Bày báo trình bày phƣơng pháp CB-PWM cho biến đổi NPC bậc, mà dựa việc thêm vào điện áp zero sequence Bằng việc thêm vào điện áp zero sequence, tín hiệu điều chế sin tham chiếu đƣợc cải tiến để (i) thực nhiệm vụ cân điện áp tụ dc-link, với không thêm vào Trang -3- Chƣơng 1: Tổng Quan nổ lực điều khiển, (ii) giảm tổn hao chuyển mạch, (iii) giảm dao động điện áp tần số thấp điểm trung tính Phƣơng pháp đƣợc đƣa phƣơng pháp khác phƣơng pháp điều chế vector không gian (SVM) ba vector gần (NTV) đƣợc đạt đƣợc phân tích phƣơng pháp NTV-SVM chứng minh đặc điểm chung với phƣơng pháp CB-PWM Các đặc điểm bật phƣơng pháp đƣa đƣợc so sánh với phƣơng pháp NTV-SVM (i) hiệu tính tốn nó khơng địi hỏi tính tốn NTV-SVM giảm thời gian xử lý yêu cầu cho việc thực thi số, (ii) giảm tổn hao chuyển mạch chuyển mạch four-step đƣợc tránh So sánh cấu trúc đƣa phƣơng pháp CBPWM nay, tổn hao chuyển mạch khơng đƣợc giảm xuống mà cịn có khả tốt để cân điện áp tụ Sự thực thi phƣơng pháp CBPWM đƣa cho NPC ba bậc dựa nghiên cứu mô miền thời gian môi trƣờng MATLAB/SIMULINK, đƣợc đánh giá chứng minh qua thực nghiệm Voltage-Balance Limits in Four-Level Diode-Clamped Converters with Passive Front-Ends [7] Các biến đổi diode kẹp đa bậc với nhiều ba bậc tri cân điện áp tụ dc-link cho vài điều kiện hoạt động suốt tồn dòng dc điểm trung tính Khi tụ nạp xã hồn thành cho điều kiện, điều kiện khắc khe hạn chế ứng dụng thực tế biến đổi Việc hạn chế nghiên cứu báo việc biến đổi bốn bậc đạt đƣợc cân điện áp Các vector trùng lập đƣợc chọn giản đồ vector không gian tham số bậc hai liên quan đến dòng điện điểm trung tính đƣợc tối thiểu hóa A Comprehensive Study of Neutral-Point Voltage Balancing Problem in Three-Level Neutral-Point-Clamped Voltage Source PWM Inverters [8] Bài báo khảo sát hạn chế chủ yếu vấn đề cân điện áp điểm trung tính cho điều kiện tải khác biến tần nguồn áp ba bậc Một mô hình tọa độ mặt phẳng DQ sử dụng chức chuyển mạch dòng đƣợc phát Trang -4- Phụ Lục dUc [V] 75 uc2k uc1k uc2 uc1 70 65 0.2 0.1 60 55 -0.1 50 -0.2 45 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 0.08 0.082 0.084 0.086 0.088 0.09 0.092 0.094 0.096 0.098 0.1 Time [s] Time [s] (a) (b) Hình PL1.188: (a) Điện áp tụ (b) Độ lệch áp tụ cân 1.28 Trƣờng hợp: m = 0.6; cos_phi = 0.93; R = 10Ω; L = 0.012H ua0k [V] ua0 [V] 140 140 120 120 100 100 80 80 60 60 40 40 20 20 0 -20 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -20 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] Time [s] (a) (b) Hình PL1.190: Dạng sóng phân tích phổ điện áp nghịch lƣu ua0: (a) chƣa áp dụng kỹ thuật cân (b) áp dụng kỹ thuật cân uta [V] utak [V] 80 60 60 40 40 20 20 0 -20 -20 -40 -40 -60 -80 -60 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -80 Time [s] 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] (a) (b) Hình PL1.191: Dạng sóng phân tích phổ điện áp tải uta: (a) chƣa áp dụng kỹ thuật cân (b) áp dụng kỹ thuật cân Trang -122- Phụ Lục itak,itbk,itck [A] ita,itb,itc [A] 4 3 2 1 0 -1 -1 -2 -2 -3 -3 -4 -4 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] Time [s] (a) (b) Hình PL1.192: Dạng sóng phân tích phổ dòng điện tải: (a) chƣa áp dụng kỹ thuật cân (b) áp dụng kỹ thuật cân uab [V] uabk [V] 150 150 100 100 50 50 0 -50 -50 -100 -150 -100 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -150 Time [s] 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] (a) (b) Hình PL1.193: Dạng sóng phân tích phổ điện áp dây uab: (a) chƣa áp dụng kỹ thuật cân (b) áp dụng kỹ thuật cân dUc [V] dUc [V] k -16 30 -18 25 20 -20 15 -22 10 -24 -26 -28 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 Time [s] Time [s] (a) (b) Hình PL1.194: Độ lệch áp tụ (vc1-vc2): (a) chƣa áp dụng kỹ thuật cân (b) áp dụng kỹ thuật cân Trang -123- Phụ Lục 75 dUc [V] uc2k uc1k uc2 uc1 70 65 0.2 0.1 60 55 -0.1 50 -0.2 45 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 0.08 0.082 0.084 0.086 0.088 0.09 0.092 0.094 0.096 0.098 0.1 Time [s] Time [s] (a) (b) Hình PL1.195: (a) Điện áp tụ (b) Độ lệch áp tụ cân 1.29 Trƣờng hợp: m = 0.8; cos_phi = 0.93; R = 10Ω; L = 0.012H ua0k [V] ua0 [V] 140 140 120 120 100 100 80 80 60 60 40 40 20 20 0 -20 -20 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] Time [s] (a) (b) Hình PL1.197: Dạng sóng phân tích phổ điện áp nghịch lƣu ua0: (a) chƣa áp dụng kỹ thuật cân (b) áp dụng kỹ thuật cân utak [V] uta [V] 80 80 60 60 40 40 20 20 0 -20 -20 -40 -40 -60 -60 -80 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -80 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] Time [s] (a) (b) Hình PL1.198: Dạng sóng phân tích phổ điện áp tải uta: (a) chƣa áp dụng kỹ thuật cân (b) áp dụng kỹ thuật cân Trang -124- Phụ Lục ita,itb,itc [A] itak,itbk,itck [A] 5 0 -1 -2 -3 -4 -5 -5 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.01 0.02 0.03 0.04 0.1 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] Time [s] (a) (b) Hình PL1.199: Dạng sóng phân tích phổ dịng điện tải: (a) chƣa áp dụng kỹ thuật cân (b) áp dụng kỹ thuật cân uabk [V] uab [V] 150 150 100 100 50 50 0 -50 -50 -100 -100 -150 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -150 0.01 0.02 0.03 0.04 Time [s] 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] (a) (b) Hình PL1.200: Dạng sóng phân tích phổ điện áp dây uab: (a) chƣa áp dụng kỹ thuật cân (b) áp dụng kỹ thuật cân dUck [V] dUc [V] -12 30 -14 25 -16 20 -18 15 -20 -22 10 -24 -26 -28 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 Time [s] Time [s] (a) (b) Hình PL1.201: Độ lệch áp tụ (vc1-vc2): (a) chƣa áp dụng kỹ thuật cân (b) áp dụng kỹ thuật cân Trang -125- Phụ Lục dUc [V] 75 uc2k uc1k uc2 uc1 70 0.6 0.4 65 0.2 60 -0.2 55 -0.4 50 -0.6 45 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 0.08 0.082 0.084 0.086 0.088 0.09 0.092 0.094 0.096 0.098 0.1 Time [s] Time [s] (a) (b) Hình PL1.202: (a) Điện áp tụ (b) Độ lệch áp tụ cân 1.30 Trƣờng hợp: m = 1.0; cos_phi = 0.93; R = 10Ω; L = 0.012H ua0k [V] ua0 [V] 140 140 120 120 100 100 80 80 60 60 40 40 20 20 0 -20 -20 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] Time [s] (a) (b) Hình PL1.204: Dạng sóng phân tích phổ điện áp nghịch lƣu ua0: (a) chƣa áp dụng kỹ thuật cân (b) áp dụng kỹ thuật cân uta [V] utak [V] 80 80 60 60 40 40 20 20 0 -20 -20 -40 -40 -60 -60 -80 -80 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] Time [s] (a) (b) Hình PL1.205: Dạng sóng phân tích phổ điện áp tải uta: (a) chƣa áp dụng kỹ thuật cân (b) áp dụng kỹ thuật cân Trang -126- Phụ Lục itak,itbk,itck [A] ita,itb,itc [A] 6 4 2 0 -2 -2 -4 -6 -4 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -6 0.01 0.02 0.03 0.04 Time [s] 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] (a) (b) Hình PL1.206: Dạng sóng phân tích phổ dịng điện tải: (a) chƣa áp dụng kỹ thuật cân (b) áp dụng kỹ thuật cân uab [V] uabk [V] 150 150 100 100 50 50 0 -50 -50 -100 -100 -150 -150 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] Time [s] (a) (b) Hình PL1.207: Dạng sóng phân tích phổ điện áp dây uab: (a) chƣa áp dụng kỹ thuật cân (b) áp dụng kỹ thuật cân dUck [V] dUc [V] -5 30 -10 25 20 -15 15 -20 10 -25 -30 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0 Time [s] 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 Time [s] (a) (b) Hình PL1.208: Độ lệch áp tụ (vc1-vc2): (a) chƣa áp dụng kỹ thuật cân (b) áp dụng kỹ thuật cân Trang -127- Phụ Lục 75 uc2k uc1k uc2 uc1 70 65 dUc [V] 0.8 0.6 0.4 60 0.2 55 -0.2 -0.4 50 45 -0.6 -0.8 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 -1 0.08 Time [s] 0.082 0.084 0.086 0.088 0.09 0.092 0.094 0.096 0.098 Time [s] (a) (b) Hình PL1.209: (a) Điện áp tụ (b) Độ lệch áp tụ cân uc2,uc1 [V] 75 uC2,m=0.2 uC1,m=0.2 uC2,m=0.4 uC1,m=0.4 uC2,m=0.6 uC1,m=0.6 uC2,m=0.8 uC1,m=0.8 uC2,m=1 uC1,m=1 70 65 60 55 50 45 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 Time [s] Hình PL1.210: uC1 uC2 theo m uc2,uc1 [V] 75 uC2,m=0.2 uC1,m=0.2 uC2,m=0.4 uC1,m=0.4 uC2,m=0.6 uC1,m=0.6 uC2,m=0.8 uC1,m=0.8 uC2,m=1 uC1,m=1 70 65 60 55 50 45 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 Time [s] Hình PL1.211: uC1 uC2 theo m (tt) Trang -128- 0.018 0.02 0.1 Phụ Lục Phụ lục 2: So sánh phƣơng pháp công bố Kết mô đƣợc thực phần mềm Matlab/Simulink Thông số mô bản: Nguồn DC = 120 [V] Vc1 = 73 [V]; Vc2 = 47 [V] Tụ điện C1 = C2 = 500 [uF] Tải R – L nối Y R = 10 [Ω]; L = 12 [mH] Tần số f0 = 50 [Hz] Tần số đóng ngắt Fs = [kHz] 2.1 Trƣờng hợp: m = 0.4; R = 10Ω; L = 12mH ua0 [V] ua0[V] Mon ua0[V] Nam 140 140 140 120 120 120 100 100 100 80 80 80 60 60 60 40 40 40 20 20 20 0 -20 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -20 0 0.01 0.02 0.03 0.04 Time [s] 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 -20 0.1 0.01 0.02 0.03 (a) 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] Time [s] (b) (c) Hình PL2.1: Dạng sóng phân tích phổ điện áp nghịch lƣu ua0: (a) Kết đê tài (b) Kết tài liệu [3] (0.05, 2) (c) Kết tài liệu [2] (0.05, 2) uta[V] Nam uta [V] uta[V] Mon 50 50 50 40 40 40 30 30 30 20 20 20 10 10 10 0 -10 -10 -10 -20 -20 -20 -30 -30 -30 -40 -40 -50 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 Time [s] (a) 0.07 0.08 0.09 0.1 -50 -40 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 Time [s] (b) 0.09 0.1 -50 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] (c) Hình PL2.2: Dạng sóng phân tích phổ điện áp tải uta: (a) Kết đê tài (b) Kết tài liệu [3] (0.05, 2) (c) Kết tài liệu [2] (0.05, 2) Trang -129- Phụ Lục uab [V] uab[V] Nam uab[V] Mon 80 80 80 60 60 60 40 40 40 20 20 0 -20 -20 -20 -40 -40 -40 -60 -80 20 -60 -60 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -80 -80 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.01 0.02 0.03 0.04 (a) 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] Time [s] Time [s] (b) (c) Hình PL2.3: Dạng sóng phân tích phổ điện áp dây uab: (a) Kết đê tài (b) Kết tài liệu [3] (0.05, 2) (c) Kết tài liệu [2] (0.05, 2) ita,itb,itc[A] Mon ita,itb,itc[A] Nam ita,itb,itc [A] 3 2 1 0 -1 -1 -1 -2 -2 -3 -2 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -3 0.01 0.02 0.03 0.04 Time [s] Time [s] (a) 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] (b) (c) Hình PL2.4: Dạng sóng phân tích phổ dịng điện tải: (a) Kết đê tài (b) Kết tài liệu [3] (0.05, 2) (c) Kết tài liệu [2] (0.05, 2) uc2,uc1[V] Nam uc2,uc1 [V] uc2,uc1[V] Mon 75 75 uc2 uc1 70 uc2 uc1 70 75 65 65 65 60 60 60 55 55 55 50 50 45 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 45 50 45 0.005 0.01 0.015 0.02 Time [s] 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 uc2,uc1 [V] 65 60 60 55 59.95 59.9 50 Time [s] (a) 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 uc2 uc1 60.05 60 45 0.015 60.1 59.95 59.85 0.08 0.0805 0.081 0.0815 0.082 0.0825 0.083 0.0835 0.084 0.0845 0.085 0.01 60.15 uc2 uc1 70 60.05 0.005 uc2,uc1[V] Mon uc2,uc1[V] Nam 75 uc2 uc1 60.1 Time [s] Time [s] 60.15 uc2 uc1 70 59.9 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 Time [s] (b) 0.05 59.85 0.08 0.0805 0.081 0.0815 0.082 0.0825 0.083 0.0835 0.084 0.0845 0.085 Time [s] (c) Hình PL2.5: Điện áp tụ uc2, uc1: (a) Kết đê tài (b) Kết tài liệu [3] (c) Kết tài liệu [2] Trang -130- Phụ Lục 2.2 Trƣờng hợp: m = 0.6 ; R = 10Ω; L = 12mH ua0[V] Mon ua0[V] Nam ua0 [V] 140 140 120 120 140 120 100 100 100 80 80 80 60 60 60 40 40 40 20 20 0 -20 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -20 20 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -20 0.01 0.02 0.03 0.04 (a) 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] Time [s] Time [s] (b) (c) Hình PL2.6: Dạng sóng phân tích phổ điện áp nghịch lƣu ua0: (a) Kết đê tài (b) Kết tài liệu [3] (0.05, 2) (c) Kết tài liệu [2] (0.05, 2) uta[V] Nam uta [V] uta[V] Mon 80 80 80 60 60 60 40 40 40 20 20 20 0 -20 -20 -20 -40 -40 -40 -80 -60 -60 -60 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -80 -80 0.01 0.02 0.03 Time [s] 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.01 0.02 0.03 (a) 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] Time [s] (b) (c) Hình PL2.7: Dạng sóng phân tích phổ điện áp tải uta: (a) Kết đê tài (b) Kết tài liệu [3] (0.05, 2) (c) Kết tài liệu [2] (0.05, 2) uab[V] Nam uab [V] 150 150 100 100 uab[V] Mon 150 100 50 50 0 -50 -50 50 -100 -150 -50 -100 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 Time [s] (a) 0.07 0.08 0.09 0.1 -150 -100 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 Time [s] (b) 0.09 0.1 -150 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] (c) Hình PL2.8: Dạng sóng phân tích phổ điện áp dây uab: (a) Kết đê tài (b) Kết tài liệu [3] (0.05, 2) (c) Kết tài liệu [2] (0.05, 2) Trang -131- Phụ Lục ita,itb,itc [A] ita,itb,itc[A] Mon ita,itb,itc[A] Nam 4 3 2 1 0 -1 -1 -1 -2 -2 -2 -3 -4 -3 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -4 -3 0.01 0.02 0.03 0.04 Time [s] 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -4 0.01 0.02 0.03 Time [s] (a) 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] (b) (c) Hình PL2.9: Dạng sóng phân tích phổ dịng điện tải: (a) Kết đê tài (b) Kết tài liệu [3] (0.05, 2) (c) Kết tài liệu [2] (0.05, 2) uc2,uc1 [V] uc2,uc1[V] Nam 75 uc2,uc1[V] Mon 75 uc2 uc1 70 75 uc2 uc1 70 65 65 65 60 60 60 55 55 55 50 50 45 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 45 uc2 uc1 70 50 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 45 0.005 0.01 0.015 0.02 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 uc2,uc1[V] Mon uc2,uc1[V] Nam uc2,uc1 [V] 0.025 Time [s] Time [s] Time [s] 60.2 60.15 uc2 uc1 60.1 uc2 uc1 60.2 uc2 uc1 60.15 60.1 60.05 60.1 60 60 59.95 59.9 60.05 60 59.95 59.9 59.9 59.8 59.85 0.08 0.0805 0.081 0.0815 0.082 0.0825 0.083 0.0835 0.084 0.0845 0.085 59.85 59.7 0.08 0.0805 0.081 0.0815 0.082 0.0825 0.083 0.0835 0.084 0.0845 0.085 Time [s] 59.8 0.08 0.0805 0.081 0.0815 0.082 0.0825 0.083 0.0835 0.084 0.0845 0.085 Time [s] (a) Time [s] (b) (c) Hình PL2.10: Điện áp tụ uc2, uc1: (a) Kết đê tài (b) Kết tài liệu [3] (c) Kết tài liệu [2] 2.3 Trƣờng hợp: m = 0.8; R = 10Ω; L = 12mH ua0 [V] ua0[V] Nam ua0[V] Mon 140 140 140 120 120 120 100 100 100 80 80 80 60 60 60 40 40 40 20 20 0 -20 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 Time [s] (a) 0.07 0.08 0.09 0.1 -20 20 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 Time [s] (b) 0.09 0.1 -20 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] (c) Hình PL2.11: Dạng sóng phân tích phổ áp nghịch lƣu ua0: (a) Kết đê tài (b) Kết tài liệu [3] (0.05, 2) (c) Kết tài liệu [2] (0.05, 2) Trang -132- Phụ Lục uta [V] uta[V] Mon uta[V] Nam 80 80 80 60 60 60 40 40 40 20 20 0 -20 -20 -20 -40 -40 -40 -60 -60 -80 20 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -80 -60 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -80 0.01 0.02 0.03 0.04 Time [s] Time [s] (a) 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] (b) (c) Hình PL2.12: Dạng sóng phân tích phổ điện áp tải uta: (a) Kết đê tài (b) Kết tài liệu [3] (0.05, 2) (c) Kết tài liệu [2] (0.05, 2) uab[V] Nam uab [V] uab[V] Mon 150 150 150 100 100 100 50 50 50 0 -50 -50 -50 -100 -100 -100 -150 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -150 0.01 0.02 0.03 Time [s] 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -150 0.01 0.02 0.03 (a) 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] Time [s] (b) (c) Hình PL2.13: Dạng sóng phân tích phổ điện áp dây uab: (a) Kết đê tài (b) Kết tài liệu [3] (0.05, 2) (c) Kết tài liệu [2] (0.05, 2) ita,itb,itc[A] Nam ita,itb,itc [A] ita,itb,itc[A] Mon 5 0 -5 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 Time [s] (a) 0.07 0.08 0.09 0.1 -5 -5 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 Time [s] (b) 0.09 0.1 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] (c) Hình PL2.14: Dạng sóng phân tích phổ dịng điện tải: (a) Kết đê tài (b) Kết tài liệu [3] (0.05, 2) (c) Kết tài liệu [2] (0.05, 2) Trang -133- Phụ Lục uc2,uc1[V] Mon uc2,uc1[V] Nam uc2,uc1 [V] 75 75 uc2 uc1 70 75 uc2 uc1 70 65 65 65 60 60 60 55 55 55 50 50 45 45 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 uc2 uc1 70 50 45 0.01 0.02 0.03 Time [s] 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.005 0.01 0.015 0.02 uc2,uc1 [V] uc2,uc1[V] Nam uc2 uc1 60.2 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 uc2,uc1[V] Mon uc2 uc1 60.2 60.1 0.025 Time [s] Time [s] 60.1 uc2 uc1 60.2 60.1 60 60 60 59.9 59.9 59.9 59.8 59.8 59.8 59.7 0.08 0.0805 0.081 0.0815 0.082 0.0825 0.083 0.0835 0.084 0.0845 0.085 59.7 0.08 0.0805 0.081 0.0815 0.082 0.0825 0.083 0.0835 0.084 0.0845 0.085 Time [s] 59.7 0.08 0.0805 0.081 0.0815 0.082 0.0825 0.083 0.0835 0.084 0.0845 0.085 Time [s] Time [s] (a) (b) (c) Hình PL2.15: Điện áp tụ uc2, uc1: (a) Kết đê tài (b) Kết tài liệu [3] (c) Kết tài liệu [2] 2.4 Trƣờng hợp: m = 1; R = 10Ω; L = 12mH ua0[V] Nam ua0 [V] ua0[V] Mon 140 140 140 120 120 120 100 100 100 80 80 80 60 60 60 40 40 40 20 20 0 -20 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -20 20 0 0.01 0.02 0.03 0.04 Time [s] 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -20 0.01 0.02 0.03 0.04 (a) 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] Time [s] (b) (c) Hình PL2.16: Dạng sóng phân tích phổ điện áp nghịch lƣu ua0: (a) Kết đê tài (b) Kết tài liệu [3] (0.05, 2) (c) Kết tài liệu [2] (0.05, 2) uta[V] Mon uta[V] Nam uta [V] 80 80 80 60 60 60 40 40 40 20 20 0 -20 -20 -20 -40 -40 -40 -60 -80 20 -60 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 Time [s] (a) 0.07 0.08 0.09 0.1 -80 -60 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 Time [s] (b) 0.09 0.1 -80 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] (c) Hình PL2.17: Dạng sóng phân tích phổ điện áp tải uta: (a) Kết đê tài (b) Kết tài liệu [3] (0.05, 2) (c) Kết tài liệu [2] (0.05, 2) Trang -134- Phụ Lục uab[V] Nam uab [V] uab[V] Mon 150 150 150 100 100 100 50 50 50 0 -50 -50 -50 -100 -150 -100 -100 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -150 -150 0.01 0.02 0.03 0.04 Time [s] 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.01 0.02 0.03 0.04 (a) 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] Time [s] (b) (c) Hình PL2.18: Dạng sóng phân tích phổ điện áp dây uab: (a) Kết đê tài (b) Kết tài liệu [3] (0.05, 2) (c) Kết tài liệu [2] (0.05, 2) ita,itb,itc [A] ita,itb,itc[A] Mon ita,itb,itc[A] Nam 6 4 2 0 -2 -2 -2 -4 -4 -4 -6 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -6 0.01 0.02 0.03 0.04 Time [s] 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -6 0.01 0.02 0.03 0.04 (a) 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Time [s] Time [s] (b) (c) Hình PL2.19: Dạng sóng phân tích phổ dịng điện tải: (a) Kết đê tài (b) Kết tài liệu [3] (0.05, 2) (c) Kết tài liệu [2] (0.05, 2) uc2,uc1[V] Nam uc2,uc1 [V] uc2,uc1[V] Mon 75 75 uc2 uc1 70 75 uc2 uc1 70 65 65 60 60 60 55 55 55 50 50 45 45 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 uc2 uc1 70 65 50 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 45 Time [s] Time [s] 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 Time [s] uc2,uc1 [V] uc2,uc1[V] Mon uc2,uc1[V] Nam 60.4 uc2 uc1 60.2 60.2 60.2 uc2 uc1 60.1 uc2 uc1 60.15 60.1 60.05 60 60 60 59.95 59.8 59.9 59.9 59.85 59.6 0.08 0.0805 0.081 0.0815 0.082 0.0825 0.083 0.0835 0.084 0.0845 0.085 Time [s] (a) 59.8 0.08 0.0805 0.081 0.0815 0.082 0.0825 0.083 0.0835 0.084 0.0845 0.085 Time [s] (b) 59.8 0.08 0.0805 0.081 0.0815 0.082 0.0825 0.083 0.0835 0.084 0.0845 0.085 Time [s] (c) Hình PL2.20: Điện áp tụ uc2, uc1: (a) Kết đê tài (b) Kết tài liệu [3] (c) Kết tài liệu [2] Trang -135- ... 5.622 277 .35 0.52 73 4.16 0.2 11.76 1 73. 19 1.1 03 3.55 0 .3 17.69 127.55 1.659 3. 42 0.4 23. 8 97.06 2. 233 3. 31 0.5 29.85 73. 58 2.801 3. 24 0.6 35 .82 54. 43 3 .36 1 3. 16 0.7 41.92 48 .35 3. 934 3. 11 0.8... 97.79 73. 93 54.54 48.4 44.91 41.15 36 .49 30 . 73 ipeak(A) 0.5092 1.084 1. 639 2.212 2.779 3. 339 3. 911 4.478 5.042 5.6 13 6.1 83 THD(i) 4.58 3. 83 3.66 3. 49 3. 4 3. 29 3. 22 3. 13 3.01 2.96 2.82 Bảng 3. 9:... 23 3 .3. 2 Lƣu đồ giải thuật cân điện áp tụ 31 3. 3 .3 Mơ hình nghịch lƣu NPC có áp dụng kỹ thuật cân điện áp tụ 35 3. 3 .3. 1 Khối tạo điện áp thứ tự không (Voff -Zero Sequence) .35 3. 3 .3. 2