Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về iều khiển và Tự động hoá - VCCA-2015 VCCA-2015 Thực nghiệm bộ nguồn biến đổi tần số 3 pha 50Hz/400Hz 90kVA Experimental Verification of 3-phase Frequency Converter 50Hz/400Hz 90kVA Nguyễn Vn Nhờ (1) , Nguyễn Vn Hiếu (2) , Nguyễn ình Tuyên (1) ,Trần Thanh V (1) , Nguyễn Vn Vui (1) (1) Trường ại Học Bách Khoa – ại Học Quốc Gia TpHCM (2) Cục Kỹ thuật Quân chủng Phòng Không-Không quân e-Mail: nvnho@hcmut.edu.vn, hieukt41@yahoo.com, ndtuyen@hcmut.edu.vn, tranthanhvu101@yahoo.com, nguyenvanvui30@yahoo.com Tóm tắt Bài báo này trình bày kết quả thực nghiệm bộ nguồn biến đổi tần số 3 pha 50Hz/400Hz 90kVA ứng dụng cho ngành hàng không. Bộ nguồn sử dụng công nghệ biến đổi 3 bậc NPC giúp có thể cải thiện khả nng công suất, hiệu suất, phẩm chất điều khiển so với cấu trúc sử dụng công nghệ biến đổi 2 bậc. Kỹ thuật điều chế độ rộng xung sóng mang được sử dụng có ưu thế đơn giản và dễ thực hiện. Kỹ thuật điều khiển điện áp một vòng kín với bộ hiệu chỉnh điện áp tần số 400Hz sử dụng bộ hiệu chỉnh khuếch đại- cộng hưởng được áp dụng. Bộ nguồn 400Hz được chế tạo đã được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm với tải trở; và được chạy thực nghiệm chế độ quá độ với thiết bị thử tải động R-L APA của Nhà máy A41, Cục kỹ thuật Phòng không- không quân. Công suất thử tải đạt đến công suất 90.5kVA, hệ số công suất 0.92. Từ khóa: Bộ nguồn cho máy bay 400 Hz, biến tần công nghệ 3 bậc, kỹ thuật điều chế sóng mang, điều khiển cộng hưởng. Abstract: This paper presents the experimental implementation of 3-phase frequency converter 50Hz/400Hz 90KVA for aerospace applications. The proposed frequency converter uses 3-level NPC technology, which can help to obtain high power performance, to improve efficiency, and output quality control compared with using conventional 2- level converter topology. Carrier based Pulse width modulation has been used because it is simple to implement. A close single loop control of the 400Hz three phase output voltages has been designed with the Proportional Resonant Controller. The designed 3-phase frequency converter 50Hz/400Hz was tested in the HCMUT laboratory. It also passed successfully dynamical test from the Automatic Dynamic Test APA in the A41 Factory. The load testing capacity reached the power of 90.5kVA, at the power factor of 0.92. Keywords: Aircraft Ground Power Unit 400 Hz 90kVA, 3-level Technology, H- bridge inverter, carrier-based PWM method, PR controller. Ký hiệu Ký hiệu ơn vị Ý ngha Ts μs Thời gian lấy mẫu f sw kHz Tần số đóng cắt linh kiện i ξ u Hàm điều khiển V dc V iện áp trên tụ DC V dc V ộ chênh lệch điện áp trên hai tụ Chữ viết tắt CPWM Carrier-based Pulse Width Modulation – Kỹ thuật điều chế sóng mang IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor NPC Neutral Point Clamped – Kẹp điểm trung tính THD Total Harmonic Distortion – Tổng độ méo dạng sóng hài. DSP Digital Signal Processing – Xữ lý tín hiệu số UPS Uninterruptible Power Supplies GPU Ground Power Unit PR Proportional Resonant Controller Giới thiệu Các bộ biến đổi công suất ngày nay được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp như: điều khiển các hệ truyền động, tạo bộ nguồn có khả nng cung cấp điện liên tục (UPS Uninterruptible Power Supplies), và nguồn cung cấp điện cho máy bay khi máy bay ở mặt đất (GPU Ground Power Unit) [1].