Hội nghị toàn quốc về Điều khiển và Tự động hoá - VCCA-2011 VCCA-2011 Ứng dụng bộ nghịch lưu áp đa bậc dùng kỹ thuật PWM 1 trạng thái vào mạch lọc tích cực 3 pha 4 dây Application of single-state PWM technique in multilevel inverter for three-phase four-wire active filter Nguyễn Quốc Thái, PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ PTN Hệ thống năng lượng, Trường Đại học Bách khoa Tp.HCM e-Mail: [email protected]Tóm tắt Bài báo này trình bày nghiên cứu mạch lọc tích cực 3 pha 4 dây bằng hệ biến tần đa bậc điều khiển 1 trạng thái. Mô hình toán của mạch lọc tích cực được xây dựng dựa trên “Lý thuyết công suất tức thời”. Kỹ thuật điều chế PWM 1 trạng thái đã được áp dụng cho bộ nghịch lưu áp đa bậc nhằm làm giảm tổn hao đóng ngắt trong các ứng dụng công suất cao. Kết quả nghiên cứu đã được mô phỏng và kiểm chứng bằng phần mềm Matlab/Simulink đã cho thấy rằng bộ lọc làm việc tốt trong trường hợp nguồn mất cân bằng và méo dạng, tải phi tuyến không cân bằng. Abstract This paper presents a research on the active power filter three-phase four-wire with the carrier base single-state PWM technique in multilevel inverters. Mathematical model of the active power filter has been built based on “instantaneous power theory”. The carrier base single-state PWM technique has been applied for NPC multilevel voltage source inverter to reduce switching losses in high power applications. Research results have been simulated using the Matlab/Simulink software which reveals that the active power filter works well in cases of unbalanced, distorted AC sources and unbalanced non-linear loads. Ký hiệu Ký hiệu Đơn vị Ý nghĩa v a , v b , v c V Điện áp 3 pha nguồn v , v , v 0 V Điện áp 3 pha nguồn trong hệ tọa độ 0 i a , i b , i c A Dòng điện 3 pha tải i , i , i 0 A Dòng điện 3 pha tải trong hệ tọa độ 0 * * , C C i i a b A Dòng bù tham chiếu trong hệ tọa độ 0 * * * , , Ca Cb Cc i i i A Dòng bù tham chiếu trong hệ tọa độ abc Vrms a, b, c V Trị hiệu dụng của điện áp 3 pha nguồn 0 p W Công suất thứ tự không i F-acbn A Dòng bù của mạch lọc v đk-n V Áp điều khiển pha N v đk-abc V Áp điều khiển 3 pha A, B, C Chữ viết tắt APF Active Power Filter AC Alternating Current DC Direct current IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers LPF Low Pass Filter NPC Neutral Point Clamped PWM Pules Width Modulation SPF Source Power Factor THD Total Harmonic Distortion 1. Phần mở đầu Ngày nay, các ứng dụng rộng rãi của bộ biến đổi công suất và biến tần trong công nghiệp đã gây nên một vấn đề nghiêm trọng là nhiễu điện. Các tải phi tuyến lớn sẽ gây ra hệ số công suất thấp, giảm hiệu quả của hệ thống điện dẫn đến sự biến dạng điện áp, làm tăng tổn thất trên đường dây truyền tải và phân phối điện năng. Các bộ lọc tích cực đã được phát triển để giải quyết các vấn đề này [1]–[7]. Cho đến nay các bộ lọc tích cực công suất lớn dùng kỹ thuật PWM kinh điển cho nghịch lưu áp thực hiện vector yêu cầu bằng trật tự chuỗi trạng thái của 3 vector đỉnh gần nhất trong chu kỳ lấy mẫu. Phương pháp này cho phép đạt kết quả vector áp trung bình chính xác. Bài báo này trình bày một giải pháp gần đúng là điều khiển PWM sử dụng 1 vector trong chu kỳ lấy mẫu, do đó giảm công suất đóng ngắt trong chu kỳ lấy mẫu. Điều này rất có lợi cho các ứng dụng công suất lớn. Giải pháp có tính chính xác chấp nhận được khi số bậc cao [8]. 2. Kỹ thuật PWM 1 trạng thái 2.1 Cấu trúc bộ nghịch lưu áp đa bậc NPC Bộ nghịch lưu áp NPC 11 bậc 4 nhánh gồm có: 10 x 4 = 40 cặp IGBT, 9 x 4 = 36 cặp Diode, 10 tụ điện DC. Các cặp IGBT trên cùng 1 pha sẽ được đóng ngắt theo qui tắt kích đối nghịch (Hình 1). 664
7
Embed
Ứng dụng bộ nghịch lưu áp đa bậc dùng kỹ thuật PWM 1 trạng thái vào mạch lọc tích cực 3 pha 4 dây
Hội nghị toàn quốc về Điều khiển và Tự động hoá - VCCA-2011
Ứng dụng bộ nghịch lưu áp đa bậc dùng kỹ thuật PWM 1 trạng thái vào mạch lọc tích cực 3 pha 4 dây Application of single-state PWM technique in multilevel inverter for three-phase four-wire active filter Nguyễn Quốc Thái, PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ PTN Hệ thống năng lượng, Trường Đại học Bách khoa Tp.HCM e-Mail: [email protected] Tóm tắt Bài báo này trình bày nghiên cứu mạch lọc tích cực 3 pha 4 dây bằng hệ biến tần đa bậc điều khiển 1 trạn
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Hội nghị toàn quốc về Điều khiển và Tự động hoá - VCCA-2011
VCCA-2011
Ứng dụng bộ nghịch lưu áp đa bậc dùng kỹ thuật PWM 1 trạng thái
vào mạch lọc tích cực 3 pha 4 dây
Application of single-state PWM technique in multilevel inverter
for three-phase four-wire active filter
Nguyễn Quốc Thái, PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ
PTN Hệ thống năng lượng, Trường Đại học Bách khoa Tp.HCM