zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Áp dụng phương pháp điều chế dịch mức cho bộ biến đổi đa mức

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

8
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Áp dụng phương pháp điều chế dịch mức cho bộ biến đổi đa mức trình bày việc áp dụng phương pháp điều chế dịch mức LSPWM (Level Shift Carrier Based Modulation) cho MMC. Phương pháp thực hiện dựa trên việc so sánh sóng sin chuẩn với các sóng mang tam giác cùng pha, cùng biên độ ở các mức khác nhau để đưa ra các tín hiệu đóng mở van nhằm tạo ra dạng điện áp xoay chiều ở dạng hình sin.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Áp dụng phương pháp điều chế dịch mức cho bộ biến đổi đa mức

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ DỊCH MỨC CHO BỘ BIẾN ĐỔI ĐA MỨC Trần Hùng Cường1, Nguyễn Quang Thuấn1, Nguyễn Nhất Tùng1 1 Trường Đại học Thủy lợi, email: cuongth@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG điểm giữa 2 cuộn kháng Lo của mỗi nhánh Bộ biến đổi đa mức Modular Multilevel van, điện áp một chiều đầu vào được cấp bởi Converter (MMC) được ứng dụng cho các hệ một nguồn chung duy nhất VDC. thống công suất lớn và điện áp cao để tạo ra bất iDC SM kỳ mức điện áp mong muốn với chất lượng tốt; + SM1 SM1 SM1 S1 SM2 SM2 SM2 MMC có khả năng chịu được các kích thích VHa _ S2 VC VDC/2 SMN SMN SMN quá độ trong giới hạn cho phép. Đây là bộ biến Ro Ro Ro đổi (BBĐ) mới được tập trung nghiên cứu Lo iHa Lo iHb Lo iHc ia va mạnh mẽ trong những năm gần đây nhằm kết 0 iLa vb iLb vc ib ic iLc nối các nguồn năng lượng tái tạo một chiều với Ro Ro Ro Lo Lo Lo lưới điện. So với các BBĐ đa mức khác, MMC SMN+1 SMN+1 SMN+1 có cấu trúc linh hoạt hơn để mở rộng thêm VDC/2 + SMN+2 SMN+2 SMN+2 vLa nhiều cấp điện áp. Bài báo này trình bày việc áp _ SM2N SM2N SM2N dụng phương pháp điều chế dịch mức LSPWM (Level Shift Carrier Based Modulation) cho Hình 1. Cấu trúc bộ biến đổi MMC MMC. Phương pháp thực hiện dựa trên việc so sánh sóng sin chuẩn với các sóng mang tam Tổng điện áp DC của mỗi nhánh van bằng giác cùng pha, cùng biên độ ở các mức khác tổng điện áp DC trên mỗi SM của nhánh van nhau để đưa ra các tín hiệu đóng mở van nhằm đó, mỗi SM sẽ chịu mức điện áp là VDC/N. Số tạo ra dạng điện áp xoay chiều ở dạng hình sin. lượng các SM của MMC phụ thuộc vào yêu Phương pháp LSPWM đã được ứng dụng cho cầu về cấp điện áp ở phía xoay chiều và công các BBĐ đa mức khác như: BBĐ cầu H nối suất trao đổi từ phía DC sang phía AC. tầng (CHB), BBĐ Bộ biến đổi đa mức diode 2.2. Nguyên lý hoạt động của MMC chốt (NPC). Việc áp dụng LSPWM cho MMC là một cách áp dụng mới để tạo quy luật khi sử ON OFF dụng cho MMC tăng số mức bất kỳ khi cần mở i S1 S1 i rộng cấp điện áp. Các nghiên cứu mô phỏng VC VC của LSPWM cho MMC ba pha được thực hiện S2 S2 trên phần mềm Matlab/Simulink để chứng minh những hiệu quả trong việc chuyển đổi điện năng. Hình 2. Trạng thái ON và OFF của các SM 2. CẤU TRÚC VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MMC Các SM của MMC được cấu tạo bởi hai van 2.1. Cấu trúc bộ biến đổi MMC bán dẫn IGBT mắc song song với một tụ điện C như hình 1, mỗi SM có hai trạng thái chuyển Hình 1 trình bày cấu trúc MMC ba pha. mạch là {0;1}, trong đó 1 ứng với trạng thái tụ Điện áp xoay chiều trên mỗi pha được lấy ở điện được nối với mạch, tương ứng với SM 274
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 được ON và ngược lại. Hình 2 mô tả các trạng V2 Vref thái ON và OFF của SM trong trường hợp V1 t chiều dòng điện có chiều dương. 0 V3 Trong hoạt động bình thường của MMC, V4 tất cả các tụ điện được tích điện đến giá trị định mức của nó là VDC/N. Để đạt được giá Hình 4. Điều chế kiểu APOD trị này thuật toán thực hiện bật một SM của V2 một nhánh của MMC và tắt (2N-1) các SM Vref V1 còn lại trong pha đó. Nghĩa là tại một thời 0 t điểm chỉ có 1/2 SM của pha được chèn vào, V3 do đó tổng điện áp đặt lên tất cả các tụ là V4 VDC. Khi tụ điện được nạp đầy thì tụ điện sẽ được tắt bằng các lệnh điều khiển, ở các Hình 5. Điều chế kiểu POD khoảng thời gian tiếp theo, các SM tiếp theo Ba phương pháp này đều có chức năng tạo của nhánh pha sẽ được bật lần lượt cho đến ra mức điện áp là như nhau, tuy nhiên theo hết và quá trình lại lặp lại từ đầu. tài liệu [3]. phân tích về chỉ tiêu THD đối với 2.3. Áp dụng phương pháp điều chế sơ đồ NPC thì tốt nhất là IPD, sau đến APOD LSPWM cho MMC và cuối cùng là POD. Trong phần này sẽ thực hiện LSPWM theo cách IPD, mục đích của Kỹ thuật điều chế PWM cho các bộ nghịch việc này là giảm được các sóng hài bậc hai lưu nguồn áp ba pha được thực hiện dựa trên của tín hiệu điện áp ra và đạt được hiệu suất việc so sánh điện áp điều khiển (sóng điều chuyển đổi tốt nhất [2]. khiển) với sóng mang tam giác [1]. Khi sóng điều khiển lớn hơn sóng mang thì ta được xung PWM ở mức cao, ngược lại khi sóng sin nhỏ 0 hơn sóng mang thì xung PWM ở mức thấp. t Trong phần này chiến lược điều chế LSPWM cho MMC 7 mức được thực hiện dựa trên cấu 0 t trúc MMC với 6 SM trên mỗi nhánh. Tín hiệu 0 t đóng cắt chuyển mạch van của LS-PWM được 0 t thực hiện bằng cách so sánh các điện áp đặt với 0 t các sóng mang theo công thức: 0 t VDC khi Vref  Vm 0 t v (3)  VDC khi Vref  Vm 0 t Có ba phương án thực hiện LSPWM tùy theo cách bố trí của các sóng mang với nhau như hình 3 và hình 4 và hình 5. Các phương Hình 6. Điều chế LSPWM cho MMC pháp dịch mức sóng mang có thể áp dụng cho các MMC, chúng có hiệu quả khác nhau về 3. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG PHƯƠNG khả năng đảm bảo độ méo sóng hài THD. PHÁP ĐIỀU CHẾ LSPWM CHO MMC V2 Vref Trong phần này, tác giả mô phỏng phương V1 pháp LSPWM cho MMC sử dụng mềm 0 MATLAB/SIMMULINK với các điện áp VDC V3 là 6000V, tần số lưới là 50Hz, điện cảm tải Lo là 12.10-3 H, điện trở tải là 15 Ω, tần số V4 Hình 3. Điều chế kiểu IPD điều chế PWM là 5000Hz đây là dải tần số 275
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 phù hợp với điều kiện làm việc của van IGBT quy định về chất lượng sóng hài nối lưới là trong phạm vi hoạt động bình thường. 14%. Hình 8 là hình dạng của điện áp các tụ 6000 điện trong pha. Thấy rằng điện áp tụ điện 5000 luôn được cân bằng và dao động quanh giá trị 4000 1000V, biên độ dao động lớn nhất khi BBĐ Điện áp (V) 3000 2000 1000 hoạt động ổn định là 13V tương ứng với 0 1,3% giá trị định mức, đây là một trị số nhỏ đảm bảo được quá trình làm việc lâu dài cho 0 0.1 0.2 0.3 Thời gian (s) Hình 7. Điện áp nhánh trên tụ điện. Các kết quả này đã cho thấy MMC và nhánh dưới pha A hoạt động với kết quả đầu ra tốt khi sử dụng điều chế PWM. 40 20 4. KẾT LUẬN Dòng điện (A) 0 -20 Bài báo đã áp dụng phương pháp điều chế LSPWM cho MMC, tạo ra 7 mức điện áp -40 0 0.1 0.2 0.3 trên tải xoay chiều. Quá trình điều chế PWM Thời gian (s) Hình 8. Dòng điện ba pha phía xoay chiều cho MMC cho thấy đây là phương pháp dễ 1020 Điện áp các tụ nhánh trên Điện áp các tụ nhánh dưới thực hiện, cho các thông số đạt theo yêu cầu 1010 mong muốn mà không đòi hỏi các thuật toán Điện áp (V) điều khiển quá phức tạp. Các kết quả thể hiện 1000 990 980 được các tiêu chí đề ra ban đầu của MMC là 0 0.1 Thời gian (s) 0.2 0.3 dòng điện phía đầu ra đạt giá trị sin chuẩn, Hình 9. Dạng điện áp các tụ điện bám sát giá trị đặt mong muốn. So với các của nhánh trên và nhánh dưới pha A kết quả áp dụng PWM cho BBĐ CHB trong tài liệu [1] thì kết quả áp dụng PWM cho MMC đã cho kết quả tốt hơn và thỏa mãn được các yêu cầu đặt ra nối lưới. Đây là cơ sở để phát triển ứng dụng phương pháp LSPWM cho MMC có số mức cao hơn. 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bùi Văn Huy, Nguyễn Văn Liễn, Trần Trọng Minh, Vũ Hoàng Phương. 2014. Bộ Hình 10. Kết quả phân tích Fourier biến đổi DC-AC-AC qua khâu trung gian của dòng điện đầu ra từ 0,1s đến 0,2s tần số cao. Hội nghị toàn quốc lần thứ 7 về Cơ Điện tử - VCM. Kết quả mô phỏng tính từ thời điểm BBĐ [2] Arman Hassanpoor, Kalle Ilves, Staffan bắt đầu làm việc đến thời điểm 0,3s. Kết quả Norrga. 2013. Tolerance Band Modulation hình 6 cho thấy điện áp mỗi nhánh của BBĐ Methods for Modular Multilevel có dạng bậc thang với 7 mức điện áp. Hình 7 Converters. Paper presented at EPE, lille, là kết quả dòng điện đầu ra phía xoay chiều, France September 3. kết quả cho thấy dòng điện có dạng hình sin, [3] Makoto Hagiwara, IEEE, Kazutoshi kết quả phân tích Fourier cho dòng điện ở Nishimura. 2012. Modular Multilevel PWM Inverter for Medium-Voltage Motor Drives. hình 9 cho thấy rằng, chỉ số THD của dòng IEEE Proc.-Electr. Power Appl., Vol. 148, điện là 0,98% thấp hơn nhiều so với so với No. 4. 276

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2412 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.