Cân bằng điện áp DC link cho bộ nghịch lưu NPC đa bậc

Trang - vi -

LỜI CM T

Em xin bày t lòng bit n sơu sc đn thầy PGS.TS. Nguyn Văn Nh,
ging viên hng dn em th ực hin lun văn, đa
̃
ta
̣
o điêu kiê
̣
n thuơ
̣
n l
̣
i va

h

ng
dơ
̃
n tơ
̣
n tố

nh, đnh hng và nhc nh kp thi trong th

i gian qua đê
̉
em hoa


n tha

nh
đ tài này.
Em xin chân thành cm n quỦ thầy cô trng Đi hc S phm Kỹ thut
thành ph Hồ Chí Minh đƣ cung cp cho em nhng kin thc quý báu làm nn tng
cho nhng nghiên cu đ hoƠn thƠnh lun văn.
Em xin chân thành gi li cm n đn quý thầy cô trng Đi hc Bách
Khoa thành ph Hồ Chí Minh đƣ to điu kin v c s vt cht, phòng thí nghim
đ em trin khai đ tài trong sut thi gian qua.
Tôi chân thành cm n ca

c anh em trong pho

ng thố

nghiê
̣
m , bn bè trong l

p
đa
̃
cu

ng nghiên c

u vƠ giu


p đ
̃
tôi nhiêu trong qua

trố

nh th
̣
c hiê
̣
n đê ta

i.


TP. Hồ Chí Minh, ngƠy 28 tháng 8 năm 2012
Hc viên thực hin

Võ Xuân Nam

Trang - vii -


TÓM TẮT

Các b nghch lu NPC (Neutral Point Clamped Converter) thng xy ra
hin tng mt cân bng đin áp trên các t nguồn, còn gi là sự xut hin các dao
đng đin áp tần s thp ti đim DC-Link. Vn đ này nh hng xu đn cht
lng đin năng  ngõ ra ca b nghch lu. Ni dung chính ca đ tài là cân bng
đin áp trên t ca b nghch lu NPC ba bc, ba pha. Kỹ thut điu khin cân bng

áp t đc trình bƠy trong đ tƠi nƠy đƣ đt đc yêu cầu v vic loi b các dao
đng tần s thp ca đin áp t đin. Kỹ thut điu khin cân bng áp t này dựa
trên kỹ thut điu ch CPWM (Carrier-based Pulse With Modulator). Tuy nhiên, đ
áp t cân bng nhanh vƠ đ lch áp sau cân bng nh khi thay đổi các thông s nh
đin dung t, ch s điu ch, thông s ti cần phi có b bù offset.
Đ tài còn kho sát các yu t nh hng đn vn đ cân bng áp t sau khi
áp dng phng pháp cơn bng nh lƠ: ch s điu ch, h s công sut ti đn áp
t, biên đ ca b gii hn đin áp offset. Kho sát sự nh hng ca biên đ hàm
offset đn thi gian cân bng áp t vƠ đ ln ca đin áp dao đng trên t sau cân
bng. Đồng thi, đ tài trình bày giá tr ti u ca biên đ hàm offset vi bn
trng hp ca ch s điu ch cùng vi các giá tr khác nhau ca h s công sut.
Trang - viii -

ABSTRACT

This thesis presents a control method for balancing the capacitor voltage of
three-level Neutral-Point-Clamped (NPC) converters. This control method
overcomes one of the main problems of this converter, which is the low frequency
voltage oscillation that appears in the neutral point. The algorithm is based on a
carrier-based Pulse Width Modulation (CPWM). Studying a offset voltage to have
optimal results in relation to power factor and modulation index is a matter of
concern.
This thesis presents the optimal value of offset voltage in different modulation
indexs and power factors. It shows the influence of power factor, modulation index
on the balancing time and the capcitor voltage deviation.
Trang - ix -

MỤC LỤC

Nội dung Trang

QUYT ĐNH GIAO Đ TÀI ii
Lụ LCH KHOA HC iii
LI CAM ĐOAN v
LI CM T vi
TịM TT vii
MC LC ix
DANH SÁCH CÁC CH VIT TT xii
DANH SÁCH CÁC BNG xiii
DANH SÁCH CÁC HÌNH xiv

Chng 1 TỌ
̉
NG QUAN 1
1.1 Tổng quan chung v nghch lu NPC, các kt qu nghiên cu trong vƠ ngoƠi
nc đƣ công b 1
1.1.1 Tổng quan 1
1.1.2 Các kt qu nghiên cu đƣ công bô 3
1.2 Mc đích ca đ tƠi. 5
1.3 Nhim v ca đ tƠi vƠ gii hn đ tƠi. 5
1.3.1 Nhiê
̣
m vu
̣
5
1.3.2 Gi

i ha
̣
n 5
1.4 Phng pháp nghiên cu. 6

Trang - x -

Chng 2 C S
̉
LY

THUYể

T 7
2.1. Mt s b nghch lu truyn thng 7
2.1.1. B nghch lu 1 nhánh (single leg Inverter) 7
2.1.2 B nghch lu cầu 1 pha (H ậ Bridge) 10
2.1.3. B nghch lu áp 3 pha 2 bc đn gin 12
2.1.3.1 Phân tích mch 12
2.1.3.2 Đin áp ngõ ra thay đổi tuyn tính theo tính hiu điu khin 13
2.1.4. B nghch lu áp NPC ba bc 14
2.1.5. Nhn xét 15
2.2. Các phng pháp điu ch đ rng xung 16
2.2.1. Phng pháp điu ch đ rng xung sin SPWM 17
2.2.2. Phng pháp điu ch đ rng xung ci bin SFO-PWM 21
Chng 3 KHO SÁT VN Đ MT CỂN BNG ĐIN ÁP T 25
3.1 Hin tng mt cơn bng áp t 25

3.2 Nguyên nhơn mt cơn bng đin áp t 27
3.3 Các trng thái kt ni ngõ ra có nh hng đn dòng NP 31
Chng 4 PHNG PHÁP CỂN BNG ĐIN ÁP T 35
4.1 Phng pháp cơn bng đin áp t 35
4.2 Mô hình ca b nghch lu có áp dng gii thut cơn bng 44
4.2.1 Khi to các đin áp v
a

, v
b
,v
c
44
4.2.2 Khi to các tín hiu v
xp
và v
xn
44
4.2.3 Khi to các đin áp offset 45
4.2.4 Khi to chui xung kích 48
4.3 Kt qu khi áp dng gii phng pháp cơn bng đin áp t 50
Trang - xi -

Chng 5 CÁC THỌNG S NH HNG ĐN CỂN BNG ÁP T 57
5.1 Kho sát sự nh hng ca các thông s đn đin áp t 57
5.1.1 Sự nh hng ca tham s Kp đn sự cơn bng áp t 57
5.1.2 Sự nh hng ca ch s điu ch 58
5.1.3 Sự nh hng ca h s công sut ti 59
5.1.4 Sự nh hng ca đin dung các t 60
5.1.4.1 Trng hp hai t có đin dung bng nhau 60
5.1.4.2 Trng hp hai t có đin dung khác nhau 61
5.1.5 Sự nh hng ca b gii hn 61
5.2 Giá tr ti u ca tham s Kp 62
5.2.1 Phng pháp tìm giá tr ti u ca Kp 62
5.2.2 Kt qu đt đc 63
Chng 6 KT LUN 66
6.1 Kt lun 66
6.2 Hng phát trin 66

TÀI LIU THAM KHO 67
TING VIT 67
TING NC NGOÀI 67
Trang - xii -

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
APOD: Alternative Phase Opposition Disposition
CPWM: Carrier Based Pulse Width Modulation
FLC: Flying Capacitor Converter
IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor
LSC: Level Shifted Carriers
N: Negative
NP: Neutral Point
NPC: Neutral Point Diode Clamped
OVPWM: Overmodulation Pulse Width Modulation
P: Positive
PD: Phase Disposition
POD: Phase Opposition Disposition
PWM: Pulse Width Modulation
SPWM: Sinusoidal Pulse Width Modulation.
SFO-PWM: Switching Frequency Optimal-Pulse Width Modulation
SVPWM: Space Vector Pulse Width Modulation
VSI: Voltage Source Inverter
Trang - xiii -

DANH SÁCH CÁC BNG
Bng Trang
Bng 2.1: Trng thái kích đóng vƠ đin áp ngõ ra ca b nghch lu 1 nhánh 34
Bng 2.2: Quan h gia các giá tr ca tín hiu điu khin
vƠ đin áp nghch lu 13

Bng 2.3. Mi quan h trng thái đóng ngt ca b nghch lu NPC 3 bc
vi áp nghch lu 15
Bng 3.1: Mi liên quan gia dòng NP vƠ dòng ti trng thái kt ni 34
Bng 5.1: Giá tr ti u ca Kp ng vi các giá tr ca công sut ti vƠ
ch s điu ch. 64
Trang - xiv -

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình Trang
Hình 2.1: S đồ nguyên lỦ b nghch lu 1nhánh 7
Hình 2.2: Nguyên lỦ điu khin sóng mang 8
Hình 2.3: Dng sóng ca đin áp nghch lu theo áp điu khin vƠ sóng mang 9
Hình 2.4: S đồ nguyên lỦ b nghch lu cầu 1 pha 10
Hình 2.5: Mô hình áp trung bình tng đng 10
Hình 2.6: Mô hình mch tc thi vƠ trung bình ca b nghch lu cầu 1 pha 11
Hình 2.7: S đồ mch ca b nghch lu áp 3 pha, 2 bc 12
Hình 2.8: S đồ gii tích mch tng đng 13
Hình 2.9: Cu trúc ca nghch lu NPC ba bc ti RL hình Y. 14
Hình 2.10: S đồ các phng pháp điu ch tần s chuyn mch 17
Hình 2.11: Nguyên lỦ ca SPWM cho b nghch lu cầu H 18
Hình 2.12: Phng pháp SPWM vi kiu b trí sóng mang PSC 19
Hình 2.13: Các dng ca CPWM dùng sóng mang dch mc 20
Hình 2.14: Đin áp các pha vƠ đin áp dây ca ti khi dùng LSC CPWM 21
Hình 2.15: Dng sóng đin áp cực đi _max(Va,Vb,Vc) 22
Hình 2.16: Dng sóng đin áp cực tiu_min(Va,Vb,Vc) 23
Hình 2.17: Dng sóng đin áp offset 23
Hình 2.18: Dng sóng đin áp điu khin pha A khi dùng SFO-PWM 23
Hình 3.1: Cu trúc ca mch nghch lu NPC 3 bc, 3 pha có t nguồn 25
Hình 3.2: S đồ khi ca b nghch lu NPC ba bc dùng kỹ thut

điu ch SFO-PWM 26
Trang - xv -

Hình 3.3: Hin tng mt cơn bng đin áp trên các t 27
Hình 3.4: Mi liên h gia đin áp trên t vƠ dòng qua đim NP 27
Hình 3.5 : Đin áp nghch lu khi áp t không cơn bng 29
Hình 3.6 : Đin áp nghch lu khi áp t cơn bng 29
Hình 3.7: Đin áp dơy ab khi áp t không cơn bng 29
Hình 3.8: Đin áp dơy ab khi áp t cơn bng 30
Hình 3.9: Áp ti pha a khi áp t không cơn bng 30
Hình 3.10: Áp ti pha a khi áp t cơn bng 30
Hình 3.11: VƠi trng hp đóng ngt các khóa gơy mt cơn bng áp t 33
Hình 4.1: Mi quan h gia áp điu khin vƠ sóng mang vi dòng qua đim NP 37
Hình 4.2: Dng sóng đin áp điu khin ca 3 pha 39
Hình 4.3: Dng sóng đin áp điu khin ci bin ca pha a 39
Hình 4.4: S đồ khi ca b điu khin có áp dng phng pháp cơn bng 41
Hình 4.5: Lu đồ gii thut to đin áp offset 43
Hình 4.6: Mô hình mô phng gii thut cơn bng áp DC-Link cho b
nghch lu NPC 3 bc. 44
Hình 4.7: Khi to các tín hiu v
xp
và v
xn
45
Hình 4.8: Khi Max_Min 45
Hình 4.9: Khi to đin áp offset 46
Hình4.10: Khi tính toán các thông s 47
Hình 4.11: Khi to chui xung kích 48
Hình 4.12: Dng sóng ca đin áp trên t khi áp dng phng pháp cơn bng 50
Hình 4.13: Dng sóng áp nghch lu khi dùng phng pháp cơn bng 51

Hình 4.14: Dng sóng áp nghch lu khi không dùng phng pháp cơn bng 51
Trang - xvi -

Hình 4.15: Dng sóng áp ti pha a khi dùng phng pháp cơn bng 52
Hình 4.16: Dng sóng áp ti pha a khi không dùng phng pháp cơn bng 52
Hình 4.17: Phổ hƠi ca đin áp ti pha a khi dùng phng pháp cơn bng 53
Hình 4.18: Phổ hƠi ca đin áp ti pha a khi không dùng phng pháp cơn bng 53
Hình 4.19: Dng sóng áp dơy ab khi dùng phng pháp cơn bng 53
Hình 4. 20: Dng sóng áp dơy ab khi không dùng phng pháp cơn bng 54
Hình 4. 21: Phổ hƠi ca đin áp dơy ab khi dùng phng pháp cơn bng 54
Hình 4. 22: Phổ hƠi ca đin áp dơy ab khi không dùng phng pháp cơn bng 55
Hình 4. 23: Dng sóng dòng đin pha a khi dùng phng pháp cơn bng 55
Hình 4. 24: Dng sóng dòng đin pha a khi không dùng phng pháp cơn bng 55
Hình 4. 25: Phổ hƠi ca dòng đin pha a khi dùng phng pháp cơn bng 56
Hình 4. 26: Phổ hƠi ca dòng đin pha a khi không dùng phng pháp cơn bng 56
Hình 5.1: Dng sóng ca áp t vi các giá tr khác nhau ca Kp 57
Hình 5.2: Dng sóng áp t vi các giá tr khác nhau ca ch s điu ch 58
Hình 5.3: Dng sóng ca đin áp t vi các giá tr khác nhau ca cosφ 59
Hình 5.4a: Dng sóng đin áp t khi thay đổi giá tr ca đin dung 60
Hình 5.4b: Hình nh phóng to ca dng sóng đin áp t khi thay đổi
giá tr ca đin dung 60
Hình 5.5: Dng sóng đin áp trên hai t trng hp hai t có đin dung
khác nhau 61
Hình 5.6: Đin áp trên t khi thay đổi gii hn ca áp offset 62
Hình 5.7: Giá tr ti u ca Kp theo m vƠ cosφ 65


Trang - 1 -

Chng 1

TÔ
̉
NG QUAN

1.1 Tổng quan chung v nghịch lu NPC, các kt qu nghiên cứu trong vƠ
ngoƠi nc đƣ công b
1.1.1 Tổng quan
Ngày nay, các thit b n t công suc ng dng rt nhiu trong công
nghi ngh c s dng rc truyn
ng b i v  tin
cy, gim kh  m thiu chi phí b
u khin tinh vi. B nghc dùng trong các b phn ca b bin
tn, thit b lò cm ng trung tn, thit b hàn trung tn, b d tr  ng.
Ngoài ra, b nghc ng dc bù nhuyn công sut phn
n.
B ngh  m v chuy   ng t ngun mt chiu
i sang dn xoay chi cung cp cho ti xoay chiu.
u khin  n áp hon. Nc
u khin  n áp thì b nghc gi là b nghc
li gi là b nghn mt chiu cung cp cho b ngh
tính cht ngun áp và ngun mt chiu cung cp cho b ngh
tính cht ngu

 nghc gi là b ngh
ngun áp và b nghn dòng hoc gi tt là b ngh
ngh ng hp ngun   ng  ngõ ra
khác nhau ví d b nghn xoay chiu t ngun áp mt
chiu, ta gi chúng là b nghu khin t ngun áp hoc b
nghn áp.


Trang - 2 -

B nghc (t 3 bc tr c bi chuyi
công sut ln, có nhiu mn áp  ngõ ra so vi b nghc. B
nghbc, Multi-level Voltage Source Inverter (VSI), có các


n áp trên các t n nh, dn áp rt t
s bc càng cao thì chn càng tt và hiu sut bing
cao, gim các gn áp (dv/dt) trên các cun dây qun c
m ca b nghc là công sut ca b ngh
t lên các linh kin gim xung nên công sut t
ngt ca linh kim theo; vi cùng tn s t, các thành phn sóng
hài bc cao cn áp ra gim nh i b nghc. 



,






 u hn ch  ng khoá bán dn lu này
làm cho h thng tr nên phc tt tin. B nght nhiu lo
u pu khin khác nhau:
 Theo s u ra : ngh
 Theo s cp giá tr n áp gi u pha t n m  n th

chun trên mch có: hai bc (two-c (Multi_level  t 3 bc
tr lên).
 Theo cu hình ca b ngh  ng cascade (cascade inverter),
dng ngh  a diode kp NPC (Neutral Point Clamped
Multilevel Inverter), Floating Capacitor Converters (FLC)
 u khin:
 u rng
 u biên
   u ch  rng xung da vào sóng mang
(CPWM)
 u ch  rng xung ci bin (Modified PWM)


Trang - 3 -

 u ch vector không gian (SVPWM)
1.1.2 Các kt qu nghiên cứu đƣ công b
Vic nghiên c u khin ngh         
nhc nghiên cu khin ngh
c thc hin ngày mt nhing chính trong các nghiên cu
này,  thi k ng là nghiên cu nghu ch 
rng xung sóng mang (Carriers Based Pulse Width Modulation  CPWM). Ch n
nhi 1980 các nghiên cu mi có nhing chuyi mà mt trong
nhng m c nhiu thành qu là nghiên cu ch  rng
gian (Space Vector Pulse Width Modulation 
SVPWM).
n nay, các công trình nghiên cu v nghc xut phát t các
phòng thí nghin và các phòng thí nghin t công sut cc M,
Nht, Úc, Hàn Quc, Trung Qu theo mng trên. Các công
trình tiêu bi  ng CPWM có th k n các công trình ca Steinke.J.K-

Gemany, ca Tolbert, Cartrasa USA, nhóm hp tác ca T.A.Lipo-USA,
D.G.Holmes -Ustralia(1990-2005), Chiasson, Tolbert-USA, F.Blaabjerg Denmark
(1990-2005), D.S.Huyn-Korea (1990-2005), K.Gopakumar-Indie (2000- 2005),
J.W.Dixon-Chile (2000-      n k thut SVPWM
c bin bi các công trình liên quan tiêu biu ca F.Z.Peng, D.Boroyevich
(USA), D.S.Huyn-Korea, J.Rodriguez Chile, T.A.Meynard- France, Bin Wu-
Canada.
V cân bng áp t cho các b nghc c nhiu nhóm
nghiên cu quan tâm. Các nghiên cu này ch yu tp trung cân bng cho các b
nghc, b nghu H du ch
CPWM và SVPWM. Kt qu ca các nghiên ci quyc v cân
b    ng áp t ln, tn s chuyn mch ca linh kin cao. Vài
nghiên cu v v i:


Trang - 4 -

- 



 










 
















 ca nhóm tác gi Sergio Busquets-Monge1, Salvador
Alepuz2, Josep Bordonaul, and Juan Peracaula




 








 áp t. gii thut
nh v vi  i duty-ratio ca các pha  cân bng. 






















ch


. 










 n áp t c cân . Hn ch
c ng áp t sau cân bng ln, s ln chuyn mch
ca linh kin trong mt chu k 
- 







 










 ,
ca nhóm tác gi Kalpesh H. Bhalodi and Pramod Agarwal. 


PWM ( ) 





 -






3 

. 



ca 








-Link
















  













3 

. 































 

, 

i vector, 




















 . c

m cng ch ng áp t sau cân bng cao
-








 - 





  nhóm tác gi Lazhar Ben-Brahim,
  
  .

















 . 




 -link, 





















 . 


















 , v0, 





 . 

 , 



 . 








.


Trang - 5 -

y, v cân bn áp t DC-Link cho các b nghn
thit. Và cng sao cho thi gian cân b lch
áp t sau cân bng nh mà chng ngõ ra vm bo.
1.2 Mc đích của đ tƠi.
n áp trên các t ngun ca b C ng, hin
c  t DC-Link. 








 




 ngõ ra không c  , 


















 và có th gây quá áp
cho các t và linh kit.  tài này thc hin cân bng áp t DC-Link vi
mh:
-Khc phm ca b ngh n ngun: mt cân
bng áp t, làm gim 






 , 





 ,
.
-T  phát trin vic cân bng áp t cho các b ngh
bc l
-



ng dng 



, 

.
1.3 Nhim v của đ tƠi vƠ gii hn đ tƠi.
1.3.1 Nhiê
̣
m vu
̣

- Tìm hiu hing mt cân bng áp t, s ng ca hing

i v
- .
- Trình bày gii thut 

 C-



 ba


.
- Kho sát các thông s ngõ ra khi áp dng gii thut cân bng.
1.3.2 Gi
́
i ha
̣
n


Trang - 6 -

- Cân bng áp cho b ngh 

, ba pha.
- 


1.4 Phng pháp nghiên cứu.
- Tham kho tài liu: các ngun tài lin ngh

cân bng áp t.
- Png pháp mô hình hóa và mô phng.
-  pháp thng kê.


Trang - 7 -

Chng 2
C S
̉
LY
́
THUYÊ
́
T

2.1. Một s bộ nghịch lu truyn thng
2.1.1. Bộ nghịch lu 1 nhánh (single leg inverter)
 nguyên lý ca nght nhánh, hai bc ca
n áp ra [1]. Có hai khóa bán dc ký hiu là S1 và S2. Nu tín hiu
khin ca khóa S có mc c li tín hiu
khin có mc logic 0 thì khóa s  trng thái ngt (OFF).

Vdc





■ Gii tích mch

Tín hit các khóa có hai mc logic là 0 và 1. Nu tín hiu
kích ca mt khóa có m  trng thái ngc li
khi tín hiu kích có m  tr
Quy ti nghch: S
1
+ S
2
= 1


Trang - 8 -

óng 
S
1

S
2

u
A0

1
0
V
dc

0
1
0

■ Nguyên lý của kỹ thut sóng mang (Carrier based pulse width Modulaton ậ
CPWM)

Vd
Vdc
u
carr
u
đk



K thut này dùng mch so u khin (u

) vi tín hiu sóng
mang (u
carr
)  xut tín hit các khóa bán dn. Nu khin
lc
li, nu khin nh 

■ Điu khiển tuyn tính CPWM


Trang - 9 -

U
A0

1
0
u
đk
1
0
S1
T
S
T
ON
0
V
dc
u
A0
u
carr

Hình 2.3: 

Tr trung bình áp ngh
U
A0
=


s
T
s

on
dcA
S
T
T
Vdtu
T
0
0
1
(2.1)
U
A0
= V
dc
*
1
đk
u
= V
dc
* u



u

(2.2)

y, áp trung bình ngh l thun vi u khin

■ Mô hình trung bình áp của một nhánh nghịch lu



U
A0
=k * u

, k = V
dc

■ Tính cht của điu khiển tuyn tính CPWM.
- 0

u



1 suy ra: 0

U
A0


V
dc

- t : u

(x) = x suy ra: U

A0
(x) = V
dc
*x
0
A


Trang - 10 -

u

(v
0
) = v
0
suy ra: U
A0
(v
0
) = V
dc
*v
0

u

(x+v
0
) = x + v

0
suy ra :
U
A0
(x + v
0
) = U
A0
(x) + U
A0
(v
0
) = V
dc
*(x + v
0
) (2.3)
u kin là : 0

(x, v
0
, x+v
0
)

1
2.1.2 Bộ nghịch lu cầu 1 pha (H ậ Bridge)
Mô hình ngh  u 1 pha có th   m 2 mch ngh  
nhánh.

Vdc






k=V
dc

U
10
=k*u
1
U
20
=k*u
2



Nhánh 1: u khin u
k1
; áp ngh
10
,


Trang - 11 -

Áp trung bình: U
10
= V
d
*u


Nhánh 2: n u khi
k2
; áp ngh
20
,
Áp trung bình: U
20
= V
d
*u

Áp ti trung bình: U
10
 U
20
= V
dc
*u

- V
dc
*u



■ Mô hình mch tức thi và mô hình trung bình

U
10
=V
dc
*u
đk1
U
20
=V
dc
*u
đk2

a. Mch tc thi b. Mô hình trung bình

c giu khin ca tt c c gia 2
u ti là i.
t: u

(x
1
) = x
1
suy ra U
10
(x

1
) = V
dc
* x
1

u

(x
2
) = x
2
suy ra U
20
(x
2
) = V
dc
* x
2

Suy ra : U
12
(x
1
, x
2
) = V
dc
*(x

1
 x
2
) (*) (2.4)
 :
t: u

(x
1
+v
0
) = x
1
+v
0
suy ra U
10
(x
1
+v
0
) = V
dc
*( x
1
+v
0
)
u


(x
2
+v
0
) = x
2
+v
0
suy ra U
20
(x
2
+v
0
) = V
dc
* (x
2
+v
0
)
Suy ra : U
12
(x
1
+v
0
, x
2
+v

0
) = V
dc
*(x
1
 x
2
) (**)
T c :
U
12
(x
1
, x
2
) = U
12
(x
1
+v
0
, x
2
+v
0
) = V
dc
* (x
1
 x

2
) (2.5)


Trang - 12 -

Giá tr hàm v
o
c gi là hàm offset. Hàm offset là hàm cng thêm vào tt c
u khin ca các nhánh nghi kt qu
u khin áp ti trung bình.
u kin tuyn tính:
0

x
1
+v
0

1 (2.6)
Và : 0

x
2
+v
0

1
2.1.3. Bộ nghịch lu áp 3 pha 2 bc đn gin
Cu trúc ca b nghc trình bày trong hình 2.7. V

dc
n áp ngun
cung cp, u
tx
n áp ti ca pha x, vi x là các pha x ={a, b, c}. n áp ngõ ra
ca b ngh(v
x0
) 2 bc có th i trong khong t n V ph thuc vào
tr  t ca các khóa S. Các n áp iu khin u

 i trong
khong t n 1  

, i tuyn tính trong n
[0,V
dc
].
V
DC
S
a2
S
a1
S
b2
S
b1
S
c2
S

c1
i
c
i
a
i
b
a
b
c
u
ta
u
tb
u
tc
0
N



2.1.3.1 Phơn tích mch


Trang - 13 -

Ta có 3 cp linh kin u khin bi các tín hiu t ngõ ra ca b so sánh
u khin vi sóng mang. Cu khic ký hiu
chung là u


. Vi x là các pha a, b hoc c.
u
a
u khin cp linh kin nhánh a
u
b
u khin cp linh kin nhánh b
u
c
u khin cp linh kin nhánh c
yn áp ngha các pha:
U
a0
= u
a
*V
dc
, U
b0
= u
b
*V
dc
, U
c0
= u
c
*V
dc

Mô hình gii tích mch cho hình 2.7

u
tb
u
ta
u
tc
v
a0
v
b0
v
c0
u
a0
u
b0
u
c0



2.1.3.2 Đin áp ngõ ra thay đổi tuyn tính theo tính hiu điu khiển
:  
u


u
x0

0
0
0< u

<1
u

*V
dc

1
V
dc



Trang - 14 -

2.1.4. Bộ nghịch lu áp NPC ba bc
Xét b ngh ba bc NPC (hình 2.9). Vi V
dc
/2  ln áp trong
mi ngun riêng l.
V
dc
/2
+
+
-

-
S
a4
S
a3
S
a2
S
a1
S
b4
S
b3
S
b2
S
b1
S
c4
S
c3
S
c2
S
c1
i
c
i
a
i

b
u
tb
u
tc
M
V
dc
/2
0
u
ta
c
b
a



Trng thái kích ngt ca các khóa bán dn trên mt nhánh pha ti ca các pha
a, b, c phi thu kii nghch.
S
a3
+ S
a1
=1; S
b3
+S
b1
=1; S
c3

+ S
c1
=1
S
a4
+ S
a2
=1; S
b4
+S
b2
=1; S
c4
+ S
c2
=1 (2.7)
Gm nút ba pha ti di xn áp ti ca ba pha:
u
ta
= u
a0
 u
M0
; u
tb
= u
b0
 u
M0
; u

tc
= u
c0
 u
M0

Ta có: u
ta
+ u
tb
+ u
tc
= 0 (ti xng)
 u
a0
+ u
b0
+ u
c0
 3u
M0
= 0

3
000
0
cba
M
uuu
u



(2.8)