Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu các phương pháp điều chế và điều khiển bộ biến đổi bán dẫn công suất đa mức kiểu module hóa

Mục tiêu của đề tài nghiên cứu nhằm xây dựng thuật toán điều chế cho MMC có khả năng mở rộng để tạo sốmức bất kỳ, thiết kế các thuật toán điều khiển dòng điện vòng, điều khiển cân bằng điện áp trên tụ điện, điều khiển BBĐ MMC trong các ứng dụng, xây dựng mô hình thực nghiệm BBĐ MMC ba pha có 12 SM trên mỗi pha nhằm chứng minh khả năng chế tạo BBĐ này trong các hệ thống biến đổi nguồn điện.

Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu các phương pháp điều chế và điều khiển bộ biến đổi bán dẫn công suất đa mức kiểu module hóa LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của các Thầy hướng dẫn và các nhà khoa học. Tài liệu tham khảo trong luận án được trích dẫn đầy đủ. Các số liệu, kết quả trong luận án hoàn toàn trung thực và chưa từng được tác giả khác công bố. Hà Nội, ngày 12 tháng 02 năm 2020 Người hướng dẫn khoa học Tác giả luận án Trần Hùng Cường i LỜI CẢM ƠN Luận án này được hoàn thành trên cơ sở những kết quả nghiên cứu của Tôi tại trường Bách khoa Hà Nội, sau một thời gian học tập nghiên cứu, Tôi đã hoàn thành luận án này dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Trần Trọng Minh và TS. Phạm Việt Phương, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Trước hết, Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với sự chỉ dẫn tận tình của tập thể các thầy hướng dẫn, những người đã dìu dắt, chia sẻ, quan tâm, tạo mọi điều kiện, giúp đỡ kịp thời về thời gian và chuyên môn để tôi hoàn thiện luận án này. Tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô trong bộ môn Tự động hóa Công nghiệp, các Thầy Cô công tác tại viện Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa, đã có những ý kiến góp ý chân thành, sâu sắc trong suốt quá trình tôi học tập, làm việc, xây dựng thực nghiệm cũng như từng bước thực hiện luận án. Tôi xin cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng đào tạo, Viện Điện Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi nhất về nhiều mặt để tôi hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn các anh chị em Nghiên cứu sinh cùng chuyên ngành, các bạn sinh viên Tự động hóa, các kỹ sư và nhà nghiên cứu trẻ tại Phòng thí nghiệm 203-C9 trường ĐH Bách khoa Hà Nội, những người luôn cùng Tôi đồng hành, luôn động viên, giúp đỡ lẫn nhau, cùng trao đổi chuyên môn, hỗ trợ Tôi trong việc tìm kiếm tài liệu nghiên cứu trong học tập để tôi có kết quả như ngày hôm nay. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sự quan tâm, giúp đỡ, động viên và tạo điều kiện của Ban giám hiệu trường Đại học Hồng Đức, Ban chủ nhiệm khoa Kỹ thuật Công nghệ và các đồng nghiệp tại khoa Kỹ thuật Công nghệ, Trường Đại học Hồng Đức đã giúp đỡ tạo điều kiện về mặt thời gian, công việc để Tôi học tập, nghiên cứu một cách thuận lợi. Sau cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến gia đình Tôi đã luôn quan tâm, động viên và giúp đỡ để Tôi vượt qua mọi khó khăn để hoàn thành luận án. Hà Nội, ngày 12 tháng 02 năm 2020 Tác giả luận án Trần Hùng Cường ii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. ii MỤC LỤC ................................................................................................................. iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................ vii DANH MỤC BẢNG ............................................................................................... viii MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỘ BIẾN ĐỔI ĐA MỨC MMC........................... 5 1.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ...................................................... 5 1.1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước ............................................................... 5 1.1.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước ............................................................... 6 1.2 Cấu trúc cơ bản và hoạt động của bộ biến đổi MMC ..................................... 8 1.2.1 Cấu trúc của bộ biến đổi MMC .................................................................. 8 1.2.1 Nguyên lý tạo một mức điện áp của SM dạng nửa cầu ........................... 10 1.2.2 Nguyên lý hoạt động của bộ biến đổi MMC ........................................... 11 1.3 Vấn đề điều chế cho bộ biến đổi MMC ......................................................... 13 1.4 Vấn đề điều khiển cho bộ biến đổi MMC ...................................................... 14 1.5 Định hướng nghiên cứu và đóng góp của luận án.......................................... 18 1.6 Tóm tắt và kết luận ......................................................................................... 19 CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH HÓA BỘ BIẾN ĐỔI MMC ............................................. 20 2.1 Mô hình trạng thái liên tục của BBĐ MMC khi nối tải R-L.......................... 20 2.2 Mô hình BBĐ MMC trong chế độ nối lưới ................................................... 26 2.3 Mô hình MMC trong các phương pháp điều chế cơ bản ............................... 30 2.3.1 Mô hình MMC trong phương điều chế mức gần nhất NLM ...................... 30 2.3.1.1 Điều chế NLM cổ điển cho MMC ....................................................... 31 2.3.1.2 Điều chế NLM cải tiến cho MMC ........................................................ 33 2.4 Mô phỏng các phương pháp điều chế cơ bản cho MMC ............................... 40 2.4.1 Mô phỏng phương pháp điều chế NLM cải tiến cho BBĐ MMC ........... 41 2.4.2 Mô phỏng phương pháp điều chế PS-PWM cho BBĐ MMC ...... ...