Luận án Nghiên cứu nâng cao chất lượng điều khiển cho nghịch lưu ba mức hình T trong chế độ nối lưới và độc lập

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỀU KHIỂN CHO NGHỊCH LƯU BA MỨC HÌNH T TRONG CHẾ ĐỘ NỐI LƯỚI VÀ ĐỘC LẬP

Ngành:

Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung nghiên cứu nâng cao chất lượng điều khiển cho nghịch lưu ba mức hình T trong cả hai chế độ nối lưới và độc lập, đặc biệt với yêu cầu công suất lớn và điện áp cao trên 900V. Đề tài giải quyết hai vấn đề chính là cân bằng điện áp điểm trung tính DC và giảm điện áp common-mode (CMV), nhằm tăng độ tin cậy và chất lượng điều khiển của hệ thống.

Luận án đã phân tích các cấu trúc nghịch lưu nguồn áp ba mức và chỉ ra những hạn chế của các phương pháp điều chế truyền thống như PWM và SVM (6-Segment, 8-Segment) trong việc đồng thời giảm CMV và cân bằng điện áp điểm trung tính DC. Từ đó, luận án đề xuất áp dụng thuật toán điều chế véctơ không gian cải tiến (FSVM) cho nghịch lưu hình T ba pha sử dụng RB-IGBT. Phương pháp FSVM này không chỉ giảm được điện áp common-mode và hạn chế dòng rò trong mạch mà còn cân bằng được điện áp điểm trung tính DC, thể hiện ưu điểm so với các phương pháp SVM trước đây.

Bên cạnh đó, luận án xây dựng bộ điều khiển dòng điện theo phương pháp chế độ trượt cải tiến (FTSMC) kết hợp với bộ quan sát trạng thái (SOB) và bộ ước lượng nhiễu (DOB). Bộ điều khiển này được thiết kế để tăng tốc độ đáp ứng và cải thiện chất lượng điều khiển dòng điện, ngay cả khi hệ thống gặp nhiễu, lưới điện hoặc tải không cân bằng, hoặc tải phi tuyến. Các kết quả mô phỏng trên phần mềm Matlab/Simulink đã chứng minh hiệu quả và những ưu điểm vượt trội của bộ điều khiển đề xuất so với bộ điều khiển PI truyền thống.

Cuối cùng, luận án đã xây dựng hệ thống thực nghiệm để kiểm chứng tính đúng đắn của các thuật toán điều chế FSVM và điều khiển FTSMC. Các kết quả thực nghiệm đã chứng tỏ khả năng ứng dụng thực tiễn của công trình. Tuy nhiên, luận án cũng chỉ ra một số hạn chế như THD của FSVM vẫn cao hơn SVM 8-Segment và phạm vi kiểm chứng thực nghiệm FTSMC mới dừng ở chế độ độc lập, gợi mở hướng nghiên cứu tiếp theo để cải thiện và mở rộng ứng dụng.

Mục lục chi tiết:

• Chương 1: Tổng quan về cấu trúc và ứng dụng của nghịch lưu nguồn áp hai mức, nghịch lưu NPC ba mức và nghịch lưu ba pha hình T. Phân tích các công trình nghiên cứu đã công bố và chỉ ra các vấn đề chưa được giải quyết triệt để, từ đó đưa ra đề xuất hướng nghiên cứu và mục tiêu của luận án.
• Chương 2: Trình bày các phương pháp điều chế PWM, SVM 6-Segment, SVM 8-Segment dùng để điều khiển bộ nghịch lưu hình T ba pha. Đề xuất áp dụng phương pháp điều chế cải tiến để đồng thời cân bằng điện áp điểm trung tính DC và giảm điện áp common-mode (CMV), được kiểm chứng thông qua mô phỏng Matlab/Simulink và hệ thống thực nghiệm.
• Chương 3: Trình bày về bộ điều khiển dòng điện theo phương pháp điều khiển chế độ trượt trong cấu trúc điều khiển nghịch lưu ba pha hình T nối lưới để tăng tốc độ đáp ứng, nâng cao chất lượng điều khiển khi có nhiễu hoặc lưới không cân bằng.
• Chương 4: Trình bày về bộ điều khiển dòng điện theo phương pháp điều khiển chế độ trượt trong cấu trúc điều khiển nghịch lưu ba pha hình T chế độ độc lập để tăng tốc độ đáp ứng, nâng cao chất lượng điều khiển khi tải không cân bằng hoặc tải phi tuyến.
• Chương 5: Trình bày các quy trình thực nghiệm và các kết quả thu được. Từ kết quả này sẽ kiểm nghiệm được tính đúng đắn lý thuyết của thuật toán đề xuất áp dụng.
• Kết luận và kiến nghị: Trình bày tóm lược những kết quả đã đạt được của luận án, đồng thời chỉ ra những hạn chế và đề xuất các hướng nghiên cứu tiếp theo.