Luận văn Kỹ thuật PWM sóng mang cho nghịch lưu đa bậc lai

Trong những năm gần đây, nghịch lưu đa bậc đã được nghiên cứu rộng rãi. Nó đã được chấp nhận, để thay thế nghịch lưu áp hai bậc cho ứng dụng công suất lớn và điện áp cao[11]. Với cấu tạo đa bậc, điện áp ngõ ra được tăng lên, tổn hao chuyển mạch linh kiện giảm và họa tần ngõ ra được cải thiện đáng kể. Kiểu đa bậc thông dụng nhất, là dạng cascaded với lợi thế hơn các dạng khác[11]như: cấu tạo đơn giản, ít thành phần linh kiện, cấu trúc dạng modun, tránh được vấn đề cân bằng áp tụ. Tuy nhiên, khi cần tăng số bậc điện áp ngõ thì số lượng linh kiện sẽ tăng lên. Vì thế, bộ nghịch lưu trở nên cồng kềnh.

Kiểu nghịch lưu đa bậc lai dùng trong luận văn có thể tối giản linh kiện công suất. Với kiểu cấu tạo lai này, có thể tối giản các cell cầu H nhưng vẫn đạt được số bậc điện áp ngõ ra như cấu tạo không lai. Mặt khác, với kiểu điều chế lai có thể dùng các linh kiện công suất trên các cell cầu H khác nhau. Do cell công suất lớn nhất chỉ chuyển mạch ở tần số cơ bản nên có thể dùng linh kiện chuyển mạch chậm như: IGCT, GTO, IEGT. Còn cell công suất thấp nhất được điều chế sóng mang tam giác tần số cao có thể dùng linh kiện: IGBT, MOSFET,BJT..

Với thiết kế đề nghị, chỉ vài cell cầu H và điện áp nguồn DC tương ứng tạo ra số lượng lớn bậc điện áp. Đồng thời năng lượng tuần hoàn trong những cell cầu H giảm thiểu đáng kể, góp phần làm tăng hiệu suất của toàn hệ thống.

Đặc biệt, luận văn còn trình bày ứng dụng phương pháp mô phỏng điều chế vector không gian dùng sóng mang (SVPWM) và phương pháp Discontinuos PWM(DPWM). Việc ứng dụng hai phương pháp này, để tăng chỉ số điều điều chế
cũng như giảm tổn hao chuyển mạch trên linh kiện mà phương pháp SPWM chưa giải quyết được. Nhờ đó, góp phần làm giảm tổn hao trên toàn hệ thống và nâng cao hiệu quả các linh kiện công suất.

Luận văn thực hiện nghiên cứu tổng quát cách thiết kế nghịch lưu đa bậc thông qua giải tích. Sau đó, dùng phần mềm mô phỏng PSIM để kiểm chứng và khảo sát các phương pháp điều khiển khi chỉ số điều chế thay đổi từ 0 đến 1.1. Đề tài nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn trong việc đưa ra giải pháp giảm thiểu tổn hao trên hệ thống nghịch lưu. Giải quyết vấn đề quá điều chế trong nghịch lưu đa bậc lai giúp tận dụng triệt để khả năng linh kiện. Các vấn đề đó được thể hiện qua giá trị công suất tuần hoàn trong hệ thống, tổn hao chuyển mạch trên linh kiện và hài bậc một lớn nhất điện áp ngõ ra.