- Hình 3.6 là kết quả mô phỏng điện áp, dòng điện đầu ra của hệ thống 3FB Có sự khác biệt lớn giữa hệ thống 3FB khi có sự cách điện và khi có
3.3.3.Cấu trúc 3XNPC
3.3.3.1. Cấu trúc và thông số
Cấu trúc 3XNPC là cấu trúc có tạo dây trung tính nhằm mục đích sử dụng với những phụ tải xoay chiều 1 pha. Cấu trúc hệ thống được biểu diễn ở (hình3.14)
Hệ thống 3XNPC được mô phỏng với:
- 2 nguồn điện DC mắc nối tiếp, mỗi nguồn có giá trị điện áp DC = 350V - 12 IGBT: 6 nối trung Anot và 6 chung katot
- 6 diốt - Ts = 1e-7
63
- Tần số xung điều khiển tam giác f = 10kHz
- Bộ lọc LCL : LF = 1Mh ; CF = 2,2 μF với kết nối sao của các tụ lọc - Lưới điện được mô phỏng với tần số fg = 50Hz ; VG = 220Vrms ( 325V
đỉnh); LG = 50 μH (cảm kháng lưới điện); điện trở lưới điện Rg = 0,5 Ω; Cg = 1μF;
- Điện dung rò dỉ ( kí sinh) : Cleak = 100nF;
- Hệ thống được mô phỏng trên PSIM với thời gian mô phỏng là 0.1s. - Điện dung phía DC :Cdc=50µF
64
3.3.3.2. Nguyên lý hoạt động
Cấu trúc 3XNPC hoạt động dựa trên nguyên lý đóng cắt 12 tranzitor thay vì 6 tranzitor như trong hệ thống 3FB và 3FB-SC. Trong mỗi khoảng thời gian có 3 tranzitor dẫn ở cấu trúc 3FB hoặc 3FB-SC, thì có đến 6 tranzitor dẫn trong cùng một khoảng thời gian ở cấu trúc 3XNPC. Như vậy ở mỗi pha sẽ có hai tranzitor dẫn. Việc này có nghĩa là trên mỗi tranzitor chỉ phải chịu một nửa điện áp so với các hệ thống trước đó cho nên giảm được nguy cơ quá áp. Tuy nhiên việc sử dụng nhiều linh kiện bán dẫn công suất nên tổn thất công suất trên các van là lớn hơn gấp đôi, Mạch điều khiển cấp xung mở cho các tranzitor cũng phức tạp hơn.
3.3.3.3. Các kết quả mô phỏng
- Hình 3.15 là kết quả mô phỏng dòng điện, điện áp đầu ra phía AC. Ta thấy rằng mức độ dao động điện áp (gợn điện áp) là nhỏ nhất so với các hệ thống 3FB VÀ 3FB-SC.
- Hình 3.16 cho thấy điện áp trên đầu cực DC. Điện áp này tương tự với điện áp đầu cực DC ở hệ thống 3FB-SC tức là hầu như không có sự dao động. - Hình 3.17 cho thấy dòng dò rỉ mặt đất dòng này ở ngưỡng vài mA, tương tự như cấu trúc 3FB-SC, và nhỏ hơn hệ thống 3FB ở ngưỡng vài A.
- Hình 3.18 cho thấy FFT của dòng dò rỉ ta thấy rằng biên độ của sự dò rỉ là không giảm đáng mấy khi mà tần số tăng.
65
Hình 3.15. Hình dạng dòng điện và điện áp của lưới
66
Hình 3.17. Dòng điện dò rỉ mặt đất
Hình 3.18. FFT của dòng dò rỉ