Phương pháp điều khiển Vector không gian cho mạch nghịch lưu 3 pha 2 bậc giảm Spike điện áp Common-Mode và số lần chuyển mạch

Các tác giả

Email tác giả liên hệ:

tridd@hcmute.edu.vn

DOI:

https://doi.org/10.54644/jte.2025.1998

Từ khóa:

Bộ nghịch lưu ba pha, Điều chế vector không gian, Điện áp common mode, điều chế độ rộng xung, Dòng điện rò

Tóm tắt

Bộ nghịch lưu nguồn áp ba pha hai mức (3P 2L-VSI) đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi DC thành AC, nhưng quá trình chuyển mạch tạo ra điện áp common mode (CMV), dẫn đến dòng rò, điện áp trục và nhiễu điện từ. Các phương pháp AZSPWM, RSPWM và NSPWM giảm CMV hiệu quả, nhưng vẫn tồn tại nhược điểm như số lần chuyển mạch cao, sóng hài lớn hoặc phạm vi điều chế hạn chế. Một vấn đề đặc biệt quan trọng là sự xuất hiện các CMV spikes, thường xảy ra do dead-time trong quá trình đóng cắt các khóa bán dẫn và sự chuyển mạch giữa các sector, gây tăng đột ngột điện áp mode chung và làm giảm chất lượng điện áp đầu ra. Bài báo đề xuất một giải thuật SVPWM cải tiến, tổng hợp vector zero bằng các cặp vector đối nghịch, linh hoạt theo sector. Phương pháp này vừa giảm CMV spikes, vừa giảm tổng số lần chuyển mạch nhờ loại bỏ chuyển mạch khi chuyển sector và tối ưu phân bố các xung PWM. Kết quả thực nghiệm cho thấy giải thuật đề xuất giảm đáng kể biên độ và THD của CMV, hạn chế các spike, nâng cao chất lượng điện áp đầu ra, giảm tổn hao chuyển mạch, đồng thời duy trì độ ổn định và tin cậy của hệ thống.

Tải xuống: 0

Dữ liệu tải xuống chưa có sẵn.

Tiểu sử của Tác giả

Nguyễn Nhật Tân, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam

Nhat Tan Nguyen was born in Viet Nam, in 2004. He is a junior student at Ho Chi Minh City University of Technology and Education, Viet Nam and his major in Electrical and Electronic.

Email: 22142399@student.hcmute.edu.vn. ORCID:  https://orcid.org/0009-0008-6679-265X

Phan Nguyễn Tuấn Anh, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam

Tuan Anh Phan Nguyen was born in Viet Nam, in 2000. He received the B.S. in Electrical and Electronic Engineering from Ho Chi Minh City University of Technology and Education, Viet Nam, in 2023. He currently working toward the M.S degree in Electrical Engineering at Ho Chi Minh City University of Technology and Education, Viet Nam. His current research interests include the control of multi-level inverter and renewable energy.

Email: 2340604@student.hcmute.edu.vn. ORCID:  https://orcid.org/0009-0001-9504-5871

Nguyễn Hữu Tiến, Công ty TNHH Samsung Electronics, Việt Nam

Huu Tien Nguyen was born in Viet Nam, in 2002. He is a junior student at Ho Chi Minh City University of Technology and Education, Viet Nam and his major in Electrical and Electronic.

Email: nguyentienbm2709@gmail.com. ORCID:  https://orcid.org/ 0009-0009-9425-2527

Trần Vĩnh Thanh, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam

Vinh Thanh Tran was born in Viet Nam, in 1995. He received the B.S., the M.S, and the Ph.D degrees in Electronic Engineering from Ho Chi Minh City University of Technology and Education, Viet Nam, in 2018, 2020, and 2024, respectively. He is currently a Lecturer with the Faculty of Electrical and Electronics Engineering, Ho Chi Minh City University of Technology and Education. His current research interests include impedance source inverters and control of multi-level inverters.

Email: thanhtv@hcmute.edu.vn. ORCID:  https://orcid.org/0000-0001-7135-5077

Đỗ Đức Trí, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam

Duc Tri Do (Member, IEEE) was born in Vietnam in 1973. He received the B.S., M.S. and Ph.D degrees in electronic engineering from the Ho Chi Minh City University of Technology and Education, Ho Chi Minh City, Vietnam, in 1999, 2012 and 2021, respectively. He is currently a Lecturer with the Faculty of Electrical and Electronics Engineering, Ho Chi Minh City University of Technology and Education. His current research interests include power converters for renewable energy systems.

Email: tridd@hcmute.edu.vn. ORCID:  https://orcid.org/0000-0002-4096-5208

Tài liệu tham khảo

X. Xu, C. Hao, M. Bishop, M. J. S. Edmonds, J. Sember, and J. Zhang, “Development and planning of solar power in China,” in Proc. IEEE Power & Energy Society General Meeting, 2013, pp. 1–5. DOI: https://doi.org/10.1109/PESMG.2013.6672066

S. Garroum, “How solar got cheap,” Climate Drift, Aug. 2023.

H. A. Rub, J. Holtz, J. Rodriguez, and G. Baoming, “Medium-voltage multilevel converters—state of the art, challenges, and requirements in industrial applications,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 57, no. 8, pp. 2581–2596, Aug. 2010. DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2010.2043039

M. Quraan, P. Tricoli, S. D’Arco, and L. Piegari, “Efficiency assessment of modular multilevel converters for battery electric vehicles,” IEEE Trans. Power Electron., vol. 32, no. 3, pp. 2041–2051, Mar. 2017. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2016.2557579

E. Rasool and M. Darwish, “High frequency inverter circuit for UPS systems,” in Proc. Int. Universities Power Engineering Conf. (UPEC), Sep. 2012, pp. 1–4. DOI: https://doi.org/10.1109/UPEC.2012.6398602

D. T. Do, N. A. Truong, M. K. Nguyen, and T. D. Duong, “Highly-reliable switched-boost four-leg inverter with leakage current suppression,” IEEE Access, vol. 12, pp. 137054–137062, Sep. 2024, doi: 10.1109/ACCESS.2024.3463719. DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2024.3463719

D. T. Do, H. M. Le, T. L. Nguyen, and V. T. Tran, “An SVM method for three-phase quasi-switched boost inverter to eliminate leakage current,” J. Tech. Educ. Sci., vol. 20, no. 2, pp. 34–44, 2025, doi: 10.54644/jte.2025.1562. DOI: https://doi.org/10.54644/jte.2025.1562

R. P. Alzola et al., “Robust active damping in LCL-filter based medium-voltage parallel grid inverters for wind turbines,” IEEE Trans. Power Electron., vol. 33, no. 12, pp. 10846–10857, Dec. 2018. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2018.2801126

D. T. Do, M. K. Nguyen, V. T. Ngo, T. H. Quach, and V. T. Tran, “Common mode voltage elimination for quasi-switch boost T-type inverter based on SVM technique,” Electronics, vol. 9, no. 1, pp. 1–16, 2020. DOI: https://doi.org/10.3390/electronics9010076

H. Chen and H. Zhao, “Review on pulse-width modulation strategies for common-mode voltage reduction in three-phase voltage-source inverters,” IET Power Electron., May 2016, ISSN 1755-4535. DOI: https://doi.org/10.1049/iet-pel.2015.1019

L. Helle, Modeling and Comparison of Power Converters for Doubly Fed Induction Generators in Wind Turbines. Ph.D. dissertation, Inst. Energy Technol., Aalborg Univ., Denmark.

V. N. Nho and M. J. Youn, “A single carrier multi-modulation method in multilevel inverters,” J. Power Electron., vol. 5, no. 1, pp. 65–72, Jan. 2005.

D. O. Neacsu, “Space Vector Modulation — An Introduction,” Tutorial at IECON 2001, in Proceedings of the 27th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Denver, CO, USA, 2001, pp. 1583–1592.

N. V. Nho, H. H. Lee, and N. H. Khuong, “Sinusoidal based step pulse PWM method in cascade multilevel inverters,” in Proc. IEEE, 2006. DOI: https://doi.org/10.1109/IFOST.2006.312319

G. Oriti, A. L. Julian, and T. A. Lipo, “A new space vector modulation strategy for common mode voltage reduction,” in Proc. IEEE Annu. Power Electron. Spec. Conf. (PESC), Jul. 1997, doi: 10.1109/PESC.1997.618066. DOI: https://doi.org/10.1109/PESC.1997.618066

M. Cacciato, A. Consoli, and G. Scarcella, “Reduction of common-mode currents in PWM inverter motor drives,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 35, no. 2, pp. 469–476, Mar./Apr. 1999. DOI: https://doi.org/10.1109/28.753643

S. M. Ali, V. V. Reddy, and M. S. Kalavathi, "Simplified active zero state PWM algorithms for vector controlled induction motor drives for reduced common mode voltage," International Conference on Recent Advances and Innovations in Engineering (ICRAIE-2014), Jaipur, India, 2014, pp. 1-7, doi: 10.1109/ICRAIE.2014.6909170. DOI: https://doi.org/10.1109/ICRAIE.2014.6909170

T. Kashihara, Y. Araki, H. Yoshida, and K. Kobayashi, "Overmodulation Technique on Common Mode Voltage Reduction PWM Inverter using Saw-Wave Carrier Signal," 2022 International Power Electronics Conference (IPEC-Himeji 2022- ECCE Asia), Himeji, Japan, 2022, pp. 741-745, doi: 10.23919/IPEC-Himeji2022-ECCE53331.2022.9807216. DOI: https://doi.org/10.23919/IPEC-Himeji2022-ECCE53331.2022.9807216

M. R. A. Pahlavani and Y. K. Vaneqi, “Optimization of space vector pulse width modulation switching algorithms for two-level inverters regarding different objective functions,” J. Basic Appl. Sci. Res., ISSN 2090-4304.

Y. S. Lai and F. S. Shyu, “Optimal common-mode voltage reduction PWM technique for inverter control with consideration of the dead-time effects. Part I: Basic development,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 40, no. 6, pp. 1605–1612, Nov./Dec. 2004. DOI: https://doi.org/10.1109/TIA.2004.836149

H. H. Goh, X. Li, C. S. Lim, D. Zhang, W. Dai, T. A. Kurniawan, and K. C. Goh, “Common-mode voltage reduction algorithm for photovoltaic grid-connected inverters with virtual-vector model predictive control,” Electronics, vol. 10, no. 21, p. 2607, 2021, doi: 10.3390/electronics10212607. DOI: https://doi.org/10.3390/electronics10212607

M. R. Rusli et al., “Digital implementation of space vector PWM for three phase inverter with simplified C-block PSIM utilization,” in Proc. Int. Electron. Symp. (IES), Surabaya, Indonesia, 2021, pp. 24–29, doi: 10.1109/IES53407.2021.9593292. DOI: https://doi.org/10.1109/IES53407.2021.9593292

Tải xuống

Đã Xuất bản

2025-11-28

Cách trích dẫn

[1]
Nguyễn Nhật Tân, Phan Nguyễn Tuấn Anh, Nguyễn Hữu Tiến, Trần Vĩnh Thanh, và Đỗ Đức Trí, “Phương pháp điều khiển Vector không gian cho mạch nghịch lưu 3 pha 2 bậc giảm Spike điện áp Common-Mode và số lần chuyển mạch”, JTE, vol 20, số p.h 04SI(V), tr 46–57, tháng 11 2025.

Số

T. 20 S. 04SI(V) (2025)

Chuyên mục

Bài báo khoa học

Categories

Giấy phép

Bản quyền (c) 2025 Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ Thuật

Giấy phép Creative Commons

Tác phẩm này được cấp phép theo Giấy phép quốc tế Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 .

Bản quyền thuộc về JTE.

Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC

Các bài báo được đọc nhiều nhất của cùng tác giả

1 2 > >>