Cực tiêu công suất bộ nghịch lưu cho mạch lọc tích cực lai ghép dạng ba pha bốn dây: Luận văn thạc sĩ - Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

PHAN TRẦN PHÚ LỘC

CỰC TIỂU CÔNG SUẤT BỘ NGHỊCH LƯU

CHO MẠCH LỌC TÍCH CỰC LAI GHÉP

DẠNG BA PHA BỐN DÂY

Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN

Mã chuyên ngành: 8520201

LUẬN VĂN THẠC SĨ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2020

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

PHAN TRẦN PHÚ LỘC

CỰC TIỂU CÔNG SUẤT BỘ NGHỊCH LƯU

CHO MẠCH LỌC TÍCH CỰC LAI GHÉP

DẠNG BA PHA BỐN DÂY

Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN

Mã chuyên ngành: 8520201

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. CHÂU MINH THUYÊN

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2020

ii

Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh.

Người hướng dẫn khoa học: TS. Châu Minh Thuyên...................................................

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Người phản biện 1: PGS.TS. Trương Đình Nhơn.........................................................

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Người phản biện 2: TS. Nguyễn Nhật Nam..................................................................

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn thạc sĩ Trường Đại

học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày 11 tháng 10 năm 2020

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1. PGS.TS. Võ Ngọc Điều - Chủ tịch Hội đồng

2. PGS.TS. Trương Đình Nhơn - Phản biện 1

3. TS. Nguyễn Nhật Nam - Phản biện 2

4. TS. Trần Thanh Ngọc - Ủy viên

5. TS. Dương Thanh Long - Thư ký

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

iii

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Phan Trần Phú Lộc MSHV: 17112651

Ngày, tháng, năm sinh: 01/ 04/ 1983 Nơi sinh: Sông Bé

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã chuyên ngành: 8520201

I. TÊN ĐỀ TÀI:

“Cực tiểu công suất bộ nghịch lưu cho mạch lọc tích cực lai ghép dạng ba pha

bốn dây”

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Tổng quan về đề tài

- Phân tích mô hình toán của HAPF

- Cực tiểu công suất bộ nghịch lưu cho HAPF ba pha bốn dây

- Các kết quả mô phỏng và thảo luận

II. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 02/12/2019

III. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 12/08/2020

IV. NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Châu Minh Thuyên

Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20 …

NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

TS. Châu Minh Thuyên

TRƯỞNG KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

i

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến Ban lãnh đạo nhà trường, quý thầy cô

Trường Đại học Công nghiệp Tp. HCM, Phòng Sau Đại học đã tạo điều kiện, quan

tâm, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.

Đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc nhất với thầy hướng dẫn khoa học TS.

Châu Minh Thuyên đã tận tình hướng dẫn, chỉ dạy trong quá trình tôi học tập và

nghiên cứu đề tài luận văn này.

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, đồng nghiệp đã động viên, tạo

điều kiện thuận lợi tốt nhất để tôi hoàn thành luận văn này.

Trong thời gian tôi học tập và nghiên cứu, bản thân đã có nhiều cố gắng, nỗ lực vươn

lên trong học tập để nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Song không thể tránh khỏi

những thiếu sót. Vì vậy, kính mong Ban lãnh đạo nhà trường, quý thầy cô chỉ dẫn để

luận văn được hoàn thiện hơn.

Trân trọng cảm ơn!

ii

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Để bù các dòng điện nhằm triệt tiêu các hài bậc lẻ, mạch lọc tích cực lai ghép đòi hỏi

phải tăng điện áp DC-Link cao hơn hoặc thêm các nhánh LC phụ. Tuy nhiên, các

phương pháp này có thể làm tăng chi phí và kích thước của hệ thống do phải tăng giá

trị điện áp định mức của các linh kiện chuyển mạch và tụ điện DC-Link. Hơn nữa,

điện áp DC-Link cao hơn sẽ làm tăng tổn thất chuyển mạch và sinh nhiễu do đóng

ngắt chuyển mạch. Do vậy nghiên cứu để “Cực tiểu công suất bộ nghịch lưu cho

mạch lọc tích cực lai ghép dạng ba pha bốn dây” mang tính cần thiết, có ý nghĩa

khoa học và thực tiễn cao.

Cấu trúc luận văn được thực hiện trong 4 chương với các nội dung cơ bản như sau:

- Chương 1: Tổng quan về đề tài

- Chương 2: Xây dựng mô hình toán của mạch lọc tích cực lai ghép HAPF

- Chương 3: Cực tiểu công suất bộ nghịch lưu cho HAPF ba pha bốn dây

- Chương 4: Các kết quả mô phỏng và thảo luận

- Kết luận và hướng phát triển đề tài

Kết quả nghiên cứu: Một là, nghiên cứu các mô hình mạch tương đương của HAPF

ba pha bốn dây trong tọa độ d-q-0. Dựa trên các mô hình mạch, hiệu suất lọc của

HAPF cho thấy có thể được cải thiện hiệu suất lọc bằng cách thêm một cuộn cảm vào

dây trung tính của HAPF. Hai là, thiết lập các biểu thức nhằm cực tiểu điện áp dc￾link cho HAPF trong trường hợp không có và có cuộn cảm ở dây trung tính. Căn cứ

theo tiêu chuẩn chất lượng điện năng để phân tích các biểu thức nhằm làm giảm điện

áp dc-link cho HAPF có cuộn cảm ở dây trung tính nhưng vẫn đảm bảo bù hài dòng

điện và công suất phản kháng cho tải phi tuyến. Cực tiểu công suất bộ nghịch lưu cho

mạch lọc tích cực lai ghép dạng ba pha bốn dây giúp giảm chi phí ban đầu, giảm tổn

thất chuyển mạch và nhiễu do các linh kiện bán dẫn đóng ngắt ở tần số cao và biên

độ lớn.

iii

ABSTRACT

To compensate for currents to eliminate odd-order harmonics, the positive hybrid

filter circuit requires higher DC-Link voltage or by adding auxiliary LC branches.

However, these methods can increase the cost and size of the system by increasing

the value of the rated voltage of switching components and DC-Link capacitors.

Moreover, higher DC-Link voltage will increase switching loss, and

switching noise due to switching on and off. Therefore, researching to "Minimize the

inverter capacity for active filter circuit hybrid three-phase four-wire" is essential, of

high scientific and practical significance. The structure of the thesis consists of four

chapters with the following basic contents:

- Chapter 1: Overview of the topic

- Chapter 2: Construction of HAPF's mathematical model

- Chapter 3: Minimum inverter capacity for HAPF three-phase four-wire

- Chapter 4: Simulation results and discussion

- Conclusion and topic development

Research results: Firstly, studying equivalent circuit models of three-phase four-wire

HAPF in d-q-0 coordinates. Based on circuit models, the filter performance of HAPF

shows that the filtering performance can be improved by adding an inductor to the

neutral wire of the HAPF. Second, establish expressions to minimize dc-link voltage

for HAPF without and with neutral inductor. Based on power quality standards to

analyze expressions to reduce dc-link voltage for HAPF with inductors in the neutral

wire, while ensuring current harmonics compensation and reactive power for

nonlinear loads. Minimizing the inverter's power for a three-phase four-wire HAPF

in reactive power and current harmonic helps reduce the initial cost, switching loss,

and switching noise caused by semiconductor components that break at high

frequencies and amplitudes.

iv

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tôi. Các kết quả nghiên

cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn

nào và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã được

thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.

Học viên

Phan Trần Phú Lộc