BỘ NGHỊCH LƢU ĐA BẬC VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN
3.2.1 Cấu trúc bộ nghịch lƣu áp chứa cặp diode kẹp (Neutral Point Clamped multilevel inverter –NPC)
multilevel inverter –NPC)
Sử dụng thích hợp khi các nguồn DC tạo nên từ hệ thống điện AC. Bộ nghịch lưu đa bậc chứa các cặp diode kẹp cĩ một mạch nguồn DC được phân chia thành một số cấp điện áp nhỏ hơn nhờ chuỗi các tụ điện mắc nối tiếp.
Giả sử nhánh mạch DC gồm n nguồn cĩ độ lớn bằng nhau mắc nối tiếp. Điện áp pha-nguồn DC cĩ thể đạt được (n+1) giá trị khác nhau và từ đĩ bộ nghịch lưu được gọi là bộ nghịch lưu áp (n+1)bậc. Ví dụ (xét hình 3.3) chọn mức điện thế 0 ở cuối dãy nguồn, các mức điện áp cĩ thể đạt được gồm (0, U, 2U, 3U,…nU). Điện áp từ một pha tải (ví dụ pha a) thơng đến một vị trí bất kỳ trên (ví dụ M) nhờ cặp diode kẹp tại điểm đĩ (ví dụ D1, D1’). Để điện áp pha-nguồn DC đạt được mức điện áp nêu trên (Ua0 = U), tất cả các linh kiện bị kẹp giữa hai diode (Da4, D’a4) – gồm n linh kiện mắc nối tiếp liên tục kề nhau, phải được kích đĩng (sa5, sa’1, sa’2, sa’3, sa’4), các linh kiện cịn lại phải được khố theo nguyên tắc kích đối nghịch. Như hình vẽ trên, tạo ra sáu mức điện áp pha – nguồn DC nên mạch lưu trên gọi là bộ nghịch lưu sáu bậc.
Hình 3.1: Bộ nghịch lưu áp dạng diode kẹp (NPC)
Bộ nghịch lưu áp đa bậc dùng diode kẹp cải tiến dạng sĩng điện áp tải và giảm shock điện áp trên linh kiện n lần.Với bộ nghịch lưu ba bậc, dv/dt trên linh kiện và tần số đĩng cắt giảm đi một nửa.
Tuy nhiên với n > 3, mức độ chịu gai áp trên các diode sẽ khác nhau. Ngồi ra, cân bằng điện áp giữa các nguồn DC (áp trên tụ) trở nên khĩ khăn, đặc biệt khi số bậc lớn.
Bảng 3.1 Điện áp ra của Bộ nghịch lưu NPC ứng với các trạng thái kích đĩng Với x = a, b, c.