Với cấu trúc được mô tả như hình 2.1 việc các SM được chèn vào hay bỏ qua
ởmỗi nhánh cho phép đưa ra dạng đúng của điện áp đầu ra. Quá trình nạp hoặc xả của tụ điện phụ thuộc vào hướng dòng điện.
9 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com
Để giữ cho điện áp trên mỗi SM là không đổi thì tổng số SM được kết nối với nhau trên mỗi nhánh pha phải không đổi. Giả sử có N SM được kết nối với nhau trong 1 pha thì điện áp trên mỗi SM là:
U
SM = U
Cx =
Khi MMC hoạt động bình thường thì các tụ đều được nạp điện đến giá trị trên. Để làm được điều đó, một phương pháp đã đưa ra ý kiến rằng ta sẽ chèn 1 SM và bỏ qua 2N-1 SM. Khi tụ của SM đó đã được nạp xong thì sẽ được bộ điều khiển bỏ qua, và SM tiếp theo sẽ được chèn vào [2]. Mặt khác, ta không thể nạp các tụ bằng điện áp nguồn vì sẽ gây hỏng hóc do mức điện áp cao, do đó cần sử dụng điện áp một chiều bên ngoài với mức điện áp thấp hơn [3]. Tốt hơn nữa là ta thêm điện trở vào mỗi nhánh để quá trình nạp được tốt hơn [4].
Hình 2.4: Quá trình nạp tụ ở mỗi nhánh
Sau khi các tụ được nạp, bộ điều khiển sẽ gửi tín hiệu yêu cầu chèn vào hay bỏ qua các SM để tạo điện áp AC. Tuy nhiên, ở mỗi thời điểm chỉ N SM ở mỗi pha được mở. Ở đây ta mới chỉ xét đến số lượng các SM được chèn vào, số lượng SM được bỏ qua mà chưa xét đến cách làm thế nào để xác định tại thời điểm đó ta cần bao nhiêu SM được chèn vào, bao nhiêu SM bị bỏ qua cho từng nhánh, từng pha. Vì vậy cần có phương pháp điều khiển phù hợp để xác định được số SM chèn vào hay bỏ qua.
Nếu có một SM được chèn vào ở nhánh dưới, nhưng không có SM nào ở nhánh trên bị bỏ qua, khi đó có N+1 các SM được chèn vào, khi đó điện áp trung bình sẽ là UDC/(N+1), như vậy điện áp trung bình trên mỗi tụ được chèn vào đã bị thay đổi.
10
Vo lt ag e (V ) A 7 6 5 4 3 2 1 0 t(s)
Hình 2.5: Dạng điện áp xoay chiều đầu ra của bộ MMC
Hình 2.5 mô tả dạng điện áp đầu ra UAC của một bộ MMC lý tưởng (không xét đến tổn hao). Giả sử điện áp được phân phối đều giữa các tụ của các SM và các tụ đủ lớn để điện áp không bị dao động. Trong một chu kỳ, có bốn trạng thái khác nhau:
Trạng thái A: Điện áp đầu ra là lớn nhất, để đạt được trạng thái này, tất cả các SM ở nhánh phía trên được bỏ qua do đó điện áp UDC/2 được nối trực tiếp tới đầu ra, tất cả các SM ở nhánh phía dưới được chèn vào, tổng điện áp qua các module nhánh dưới bằng UDC.
Trạng thái B: Điện áp ra giảm dần và bám theo đường sin. Để đạt được điều này, điện áp cần được chèn thêm vào giữa điện áp dương một chiều và điểm giữa điện áp xoay chiều, như vậy các SM ở nhánh phía trên được chèn vào. Việc đảm bảo số lượng SM chèn vào là không thay đổi là quan trọng vậy nên sau khi một SM ở nhánh trên được chèn vào và một SM ở nhánh dưới được bỏ qua thì điện áp đầu ra đạt ((UDC/2) – USM).
Trạng thái C: Tất cả các SM ở nhánh phía trên được chèn vào và tất cả SM ở nhánh dưới bị bỏ qua, điện áp đầu ra lúc này là - UDC/2
Trạng thái D: Tể tăng dần điện áp đầu ra từ giá trị nhỏ nhất, các module ở nhánh dưới được chèn vào dần đồng thời các module ở nhánh trên được bỏ qua.
Tuy nhiên ta chỉ nên tăng giảm một bước điện áp ở một thời điểm để dạng điện áp ra là mịn nhất có thể.