การพัฒนาอุปกรณ์ชดเชยแรงดันตกชั่วครู่แบบอนุกรมโดยใช้โครงสร้างวงจรแปลงผัน 3 ระดับแบบไดโอดแคลมป์

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอการพัฒนาอุปกรณ์ชดเชยแรงดันตกชั่วครู่แบบอนุกรมโดยใช้โครงสร้างวงจรแปลงผัน 3 ระดับแบบไดโอดแคลมป์เพื่อแก้ปัญหาแรงดันตกชั่วครู่ ซึ่งปัญหาที่ทำให้เกิดแรงดันตกชั่วครู่ส่วนใหญ่จะเกิดจากความผิดพร่องในระบบไฟฟ้า เมื่อมีแรงดันตกชั่วครู่เกิดขึ้นจะส่งผลให้เกิดความเสียหายต่ออุปกรณ์ที่มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดันเป็นอย่างมาก จึงจำเป็นอย่างยิ่งในการแก้ปัญหานี้ อุปกรณ์ชดเชยแรงดันตกชั่วครู่แบบอนุกรมในส่วนการชดเชยแรงดันโดยทั่วไปจะใช้วงจรแปลงผันแบบ 2 ระบบไดโอดแคลมป์มาใช้ในอุปกรณ์ชดเชยแรงดันตกชั่วครู่แบบอนุกรมที่พิกัดแรงดัน 3 เฟส 380 โวลต์ ขนาด 10 กิโลโวลต์แอมแปร์ เพื่อลดผลกระทบดังกล่าว โดยทำการจำลองการทำงานเปรียบเทียบระหว่างการใช้วงจรแปลงผันทั้งสอง พร้อมทั้งสร้างตัวต้นแบบโดยใช้วงจรแปลงผัน 3 ระดับแบบไดโอดแคลมป์ ควบคุมการทำงานด้วย dSPACE รุ่น DS1104 เพื่อยืนยันประสิทธิภาพการทำงาน และใช้วิธีการควบคุมแบบสเปซเวกเตอร์ ผลการจำลองพบว่า ในส่วนการชดเชยแรงดันด้วยวงจรแปลงผัน 3 ระดับแบบไดโอดแคลมป์มีสัญญาณความคิดเพี้ยนลดลงเมื่อเปรียบเทียบกับวงจรแปลงผันแบบ 2 ระดับ โดยพิจารณาจากรูปคลื่นแรงดันด้านออกของวงจรแปลงผันในขณะทำงานชดเชยแรงดัน วิธีการควบคุมแบบเปซเวกเตอร์สามารถตรวจจับและชดเชยแรงดันตกชั่วครู่ได้อย่างรวดเร็ว โดยใช้เวลาน้อยกว่าครึ่งวงรอบของแรงดัน อีกทั้งยังสามารถนำไปชักับ dSPACE ในตัวต้นแบบได้ง่าย และจากผลการทดลองสามารถยืนยันได้ว่าอุปกรณ์ชดเชยแรงดันตกชั่วครู่แบบอนุกรมที่นำเสนอมีประสิทธิภาพในการชดเชยแรงดันตกชั่วครู่ได้ดียิ่งขึ้นและสามารถชดเชยได้ไม่ต่ำกว่า 0.1 วินาที

This thesis proposes the development of dynamic voltage restorer (DVR) using the topology of diode-clamped three-level converter. The DVR is the voltage sag compensator that cause by power quality problem. Voltage sag problem is mainly caused by fault in the power system. When the voltage sag occurs, it will damage the sensitive loads in industry. Therefore, it is necessary to solve this problem using the proposed DVR. The conventional DVR has two-level converter in order to inject voltage into the power system during voltage sag. The output voltage of two-level converter has much signal distortion (harmonics) flow into the power system. Consequently, this thesis presents the new DVR using diode-clamped three-level converter at voltage 3 phase 380 V 10 kVA for mitigation as above. The diode-clamped three-level converter is comparing the conventional converter by simulation. Moreover, prototype of proposed DVR using diode-clamped three-level converter is created, it will controlled by dSPACE DS1104. And the proposed DVR use space vector control method. The simulation result shows that the diode-clamped three-level converter can reduce signal distortion (harmonics) compared with the conventional converter. Space vector control method is able to rapidly detection and voltage sag compensation at period time less than ½ cycles of voltage, which simply use to dSPACE in prototype. The experimental result shows that the proposed DVR has increased the efficiency and also it is able to compensation more than 0.1 second.