Các phương pháp điều chế xác định quy luật điều khiển các khóa bán dẫn
hai chiều để tạo nên điện áp đầu ra từ các pha điện áp đầu vào và tổng hợp nên dòng đầu vào từ các dòng đầu ra. Về cơ bản cho đến nay có bốn phương pháp điều chế chính sau đây:
1. Phương pháp Venturini-Alesina.
2. Phương pháp 3M.
3. Phương pháp vectơ không gian gián tiếp (Indirect Space Vector
Modulation-ISVM).
4. Phương pháp vectơ không gian trực tiếp (Space Vector Modulation-
SVM).
Các phương pháp khác nhau với khả năng ứng dụng khác nhau, dựa êtr n
cách mô t ả toán h ọc MC khác nhau, phân biệt chủ yếu bởi yêu cầu về mức độ
tính toán và số lượng các đại lượng đầu vào do các phép đo cung cấp. Mức độ
tính toán xác định khả năng các vi xử lý ngày nay có thể đáp ứng được hay không. Các đại lượng cần đo hoặc theo dõi với độ chính xác nào đó xác định khả năng hoạt động của sơ đồ trong các điều kiện thực tế.
Phương pháp Venturini-Alesina dựa trên cơ sở giải h ệ phương trình ma
trận thiết lập giữa điện áp và dòng điện 3 pha đầu vào với 3 pha đầu ra, từ đó xác định được thời gian mà mỗi khóa bán dẫn hai chiều được điều khiển mở để điện áp ra và dòng đầu vào đều có dạng sin. Cơ sở toán học của phương
pháp này được dẫn giải trong [24]. Nhược điểm chính của thuật toán là đòi
mẫu. Các giá trị điện áp đầu vào cũng cần phải đo và cập nhật liên tục với độ
chính xác cao.
Theo phương pháp 3M thời gian đóng cắt của các van được tính toán dựa ,
trên việc theo dõi giá trị điện áp đầu vào, giá trị điện áp đặt đầu ra nằm ở đâu giữa 3 giá trị lớn nhất, trung bình và nhỏ nhất (Max, Medium, Min), từ đó mà
có tên đặt là 3M [16] [17] [18], , . Về yêu cầu tính toán phương pháp 3M khá
đơn giản, tuy nhiên hiệu quả của phương pháp sẽ phụ thuộc nhiều vào độ chính xác của tính toán và của phép đo các giá trị điện áp thực. Điều này sẽ gây nhiều khó khăn cho các ứng dụng trong thực tế.
Ngày nay, các phương pháp vectơ không gian được s dử ụng ộng r r ãi vì
khả năng dễ dàng lập trình trên các bộ vi xử lý, yêu cầu tính toán ít hơn.
Phương pháp vectơ không gian gián tiếp (ISVM) phát triển dựa trên phương
pháp vectơ không gian cho biến tần với khâu trung gian một chiều, trong đó MC được phân chia thành hai phần: phần chỉnh lưu tích cực và phần nghịch
lưu thông thường, liên kết qua khâu một chiều ảo (virtual DC-link) [19] [25], ,
[26]. Việc phân chia MC thành chỉnh lưu và nghịch lưu dẫn đến hai biến
trung gian phải theo dõi là dòng điện và điện áp của khâu trung gian một chiều ảo, hai ma trận khóa đóng cắt cho phía chỉnh lưu và phía nghịch lưu.
Phương pháp vectơ không gian có thể được xây dựng một cách trực tiếp
(SVM), trong đó chỉ cần quan tâm đến một ma trận khóa đóng cắt 3x3 duy
nhất. Lý thuyết SVM được trình bày một cách hệ thống trong [9], [10] [15], ,
trong đó sử dụng cách tính toán số phức trên biểu diễn vectơ tất cả các đại
lượng điện, các trạng thái đóng cắt của van trên sơ đồ, do đó có được các kết quả mang tính tổng quát cho nhiều trường hợp. Phương pháp SVM cũng cho
phép giải thích các thuận toán điều khiển Venturini Alesina và ISVM như các -
trường hợp riêng. Ưu điểm của SVM là trong mỗi chu kỳ cắt mẫu có thể chỉ
cần x ácđịnhgóc pha của điện áp đầu vào, tương đối so v ớicác thời điểm điện
Điện áp đầu ra được xác định theo tần số yêu cầu và hệ số biến điệu mong muốn. Như vậy mạch biến điệu đòi hỏi một số tối thiểu các tín hiệu bên ngoài
nên khả ă n ngchống nhiễu tốt.
Quy luật điều chế trong MC khá phức tạp, đòi hỏi một khối lượng tính toán lớn trong thời gian thực. Các tính toán này không thể thực hiện được trên các vi xử lý hiện nay như đối với quy luật điều biến ở các biến tần có khâu trung gian một chiều. Tuy nhiên các họ DSP ngày nay với giá thành ngày càng hạ và tốc độ tính toán ngày càng cao đã cho phép giải quyết vấn đề này. Điều này nói lên tính thực tế của các ứng dụng MC.