Điều khiển vector tựa từ thông stator động cơ không đồng bộ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - ĐẶNG THỊ THU ĐIỀU KHIỂN VECTOR TỰA TỪ THÔNG STATOR ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ Chuyên ngành : Điều khiển Tự động hoá LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS TS Nguyễn Văn Liễn Hà Nội – Năm 2014 LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan luận văn : Điều khiển vector tựa từ thông stator động không đồng em tự thiết kế hướng dẫn thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Liễn Các số liệu kết hoàn toàn với thực tế Để hoàn thành luận văn em sử dụng tài liệu ghi danh mục tài liệu tham khảo không chép hay sử dụng tài liệu khác Hà Nội, ngày tháng 10 năm 2014 Học viên thực Đặng Thị Thu MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC TÊN GỌI CÁC ĐẠI LƢỢNG VÀ TỪ VIẾT TẮT LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG I : MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ TRONG KHÔNG GIAN VECTOR 1.1 Tổng quan động không đồng 1.1.1 Phân loại .9 1.1.2 Kết cấu 1.1.3 Nguyên lý làm việc .10 1.1.4.Ưu, nhược điểm ứng dụng .11 1.2 Mơ hình động khơng đồng pha .12 1.2.1 Khái niệm đại lượng véc tơ không gian .12 1.2.2 Chuyển vị tuyến tính- véc tơ khơng gian hệ trục tọa độ quay 18 1.2.3 Hệ tọa độ d,q .21 CHƢƠNG II : ĐIỀU KHIỂN VÉC TƠ TỰA TỪ THÔNG STATOR .22 2.1 Nguyên lý điều khiển 22 2.1.1 Nguyên lý điều khiển .22 2.1.2 Các điều khiển 23 2.2 Điều khiển dòng 23 2.3 Điều khiển từ thông 24 2.4 Điều khiển dòng 29 2.5 Điều khiển tốc độ 30 CHƢƠNG III: VẤN ĐỀ ƢỚC LƢỢNG TỪ THÔNG VÀ TỐC ĐỘ 32 3.1.Ƣớc lƣợng từ thông .32 3.1.1 Ước lượng từ thơng phương pháp tích phân trực tiếp 32 3.1.2 Ước lượng từ thông sử dụng lọc thông thấp 33 3.1.3 Ước lượng từ thông sử dụng lọc thông cao 34 3.2 Ƣớc lƣợng tốc độ IV : THIẾT KẾ CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN 38 4.1.Bộ điều khiển dòng .38 4.2.Bộ điều khiển dòng 39 4.3.Bộ điều khiển từ thông 40 4.4.Bộ điều khiển tốc độ 42 CHƢƠNG V : MÔ PHỎNG TRÊN PHẦN MỀM MATLAB- SIMULINK 44 51.Bộ điều khiển dòng 44 5.2.Bộ điều khiển dòng 47 5.3.Bộ điều khiển từ thông 49 5.4.Bộ điều khiển tốc độ 51 KẾT LUẬN .54 TÀI LIỆU THAM KHẢO .55 DANH MỤC HÌNH VẼ Số hình Tên hình Hình 1-1 Sơ đồ dây quấn véc tơ điện áp khơng gian Hình 1-2 Trang Mơ hình véc tơ động không đồng pha hình ảnh véc tơ thời điểm t0 13 14 Hình 1-3 Mơ hình máy điện hệ toạ độ cực 14 Hình 1-4 Sơ đồ thay mơ hình tọa độ cực 15 Hình 1-5 Mơ tả hệ toạ độ α, β 16 Hình 1-6 Sơ đồ thay động không đồng hệ trục hai pha α,β 17 Hình 1-7 Khái niệm hệ trục tọa độ quay 18 Hình 1-8 Sơ đồ thay quy đổi hệ tọa độ quay 19 Hình 1-9 Các hệ thống tọa độ trực giao 20 Hình 1-10 Hình 1-11 Sơ đồ thay động không đồng hệ trực giao, quay đồng với từ trường quay Đồ thị véc tơ cho phương pháp điều khiển véc tơ tựa từ thông rôto 20 21 Véc tơ dòng stato hệ tọa độ quay đồng với trục d trùng Hình 2-1 với véc tơ từ thông stator Véc tơ từ thông stator có thành 22 phần thực Hình 2-2 Sơ đồ khối phương pháp điều khiển tựa từ thơng stator 23 Hình 2-3 Sơ đồ chuyển đổi véc tơ hệ tọa độ 24 Hình 2-4 Sơ đồ khối cấu trúc mạch vịng điều khiển dịng isd 27 Hình 2-5 Sơ đồ khối mạch vịng từ thơng 28 Hình 2- Sơ đồ khối mạch vòng dòng isq 30 Hình 2-7 Sơ đồ khối mạch vịng tốc độ có mơ men tải 31 Hình 3.1 Mơ hình ước lượng từ thơng tích phân trực tiếp 33 Hình 3-2 Mơ hình ước lượng từ thơng sử dụng lọc thơng thấp 34 Hình 3-3 Mơ hình ước lượng từ thông sử dụng lọc thông cao 35 Hình 4-1 Sơ đồ khối mạch vịng điều khiển dịng isd 38 Hình 4-2 Sơ đồ khối mạch vịng từ thơng 39 Hình 4-3 Sơ đồ khối mạch vịng từ thơng biến đổi 39 Hình 4-4 Sơ đồ khối mạch vịng dịng 40 Hình 4-5 Sơ đồ khối mạch vòng tốc độ có tốc độ vào 41 Hình 4-6 Sơ đồ khối mạch vịng tốc độ có mơmen vào 42 Hình 4-7 Sơ đồ khối mạch vịng lặp kín tốc độ Mơ men tải coi đầu vào hệ thống tốc độ đặt 42 Hình 5-1 Mạch vịng dịng điện isd 45 Hình 5-2 Đáp ứng dịng điện isd 45 Hình 5-3 Biểu đồ điểm cực - điểm không mạch vịng dịng điện isd 46 Hình 5-4 Mạch vịng dịng điện isq 47 Hình 5-5 Đáp ứng dịng điện isq 47 Hình 5-6 Biểu đồ điểm cực - điểm khơng mạch vịng dịng điện isq 48 Hình 5-7 Mạch vịng từ thơng 49 Hình 5-8 Đáp ứng từ thơng 49 Hình 5-9 Biểu đồ điểm cực - điểm khơng mạch vịng từ thơng 51 Hình 5-10 Mạch vịng tốc độ mômen tải không, đầu vào tốc độ 51 Hình 5-11 Đáp ứng tốc độ mô men tải không ,đầu vào tốc độ 51 Hình 5-12 Mạch vịng tốc độ tốc độ đặt không đầu vào mômen tải 51 Hình 5-13 Đáp ứng hệ thống n = đầu vào mơ men tải 52 Hình 5-14 Biểu đồ điểm cực - điểm không mạch vòng tốc độ 53 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tên đầy đủ SFOC Stator Field Oriented Control HPF High- Pass Filter LPF Low- Pass Filter IM Induction Motor ( Machine) SVM Space Vector Modulation VSI Voltage Source Inverter PI Proportional Integral TT LỜI NÓI ĐẦU Động không đồng loại máy điện quay dùng phổ biến kỹ thuật truyền động điện có ưu điểm : khả tải mơ men lớn , làm việc tốc độ thấp cao Hiện nay, với tiến khoa học kĩ thuật phát triển lý thuyết điều khiển tự động , điện tử cơng suất, kĩ thuật vi xử lí khắc phục nhược điểm động không đồng Các hệ truyền động điện tự động ngày thường sử dụng nguyên tắc điều khiển theo mạch điều khiển thích nghi , điều khiển véc tơ cho động xoay chiều Phương pháp điều khiển vec tơ động khơng đồng điều khiển động chiều Mơmen điện từ điều khiển riêng rẽ hai thành phần : thành phần tạo từ thông thành phần tạo momen Điều tương tự điều khiển riêng rẽ mạch điện phần ứng mạch kích từ động điện chiều kích từ độc lập Bằng phương pháp điều khiển vector ta xây dựng hệ truyền động điện có chất lượng cao Trong hệ thống truyền động điện điều khiển tần số phương pháp điều khiển theo từ thơng (phương pháp gián tiếp) tạo cho động đặc tính tĩnh động tốt Trong báo cáo này, em định hướng sử dụng phương pháp điều khiển véc tơ tựa từ thông stator Nội dung luận văn em gồm chương: Chương 1: Mơ hình động khơng đồng không gian véc tơ Chương : Điều khiển véc tơ tựa từ thông stator Chương : Vấn đề ước lượng từ thông tốc độ Chương : Thiết kế điều khiển Chương : Mô phần mềm matlab – simulink Sau thời gian nghiên cứu, với nỗ lực thân với giúp đỡ bảo tận tình thầy PGS TS Nguyễn Văn Liễn em thu số kết cụ thể việc phân tích đánh giá phương pháp điều khiển véc tơ tựa từ thông stator Tuy nhiên, thời gian có hạn, kiến thức cịn hạn chế nên luận văn em cịn nhiều điều thiếu sót Em mong nhận nhiều đóng góp quý thầy, cô giáo bạn để luận văn em hoàn thiện Hà Nội, ngày tháng 10 năm 2014 Học viên thực Đặng Thị Thu CHƢƠNG I : MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ TRONG KHÔNG GIAN VÉC TƠ 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ( KĐB ): 1.1.1 Phân loại - Theo kết cấu vỏ máy : Kiểu kín, kiểu hở, kiểu bảo vệ, kiểu phịng nổ - Theo kết cấu rô to : Loại rô to kiểu lồng sóc loại rơto dây quấn - Theo số pha dây quấn stato : Loại pha, hai pha ba pha 1.1.2 Kết cấu a Phần tĩnh hay Stator - Vỏ máy Vỏ máy có tác dụng cố định lõi sắt dây quấn , không dùng để làm mạch dẫn từ Thường vỏ máy làm gang Đối với máy có cơng suất tương đối lớn (1000kW) thường dùng thép hàn lại làm thành vỏ Tuỳ theo cách làm nguội vỏ mà dạng vỏ khác - Lõi sắt Lõi sắt phần dẫn từ Vì từ trường qua lõi sắt từ trường xoay chiều nên để giảm tổn hao, lõi sắt làm thép kỹ thuật điện dày 0,5mm ép lại Khi đường kính ngồi lõi sắt nhỏ 990mm dùng trịn ép lại Khi đường kính ngồi lớn trị số phải dùng hình rẻ quạt ghép lại thành khối tròn Mỗi thép kỹ thuật điện có phủ sơn cách điện bề mặt để giảm tổn hao dịng điện xốy gây nên Nếu lõi sắt ngắn ghép thành khối lõi sắt q dài ghép thành thếp ngắn , thếp dài đến cm , đặt cách 1cm để thông gió cho tốt Mặt thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn - Dây quấn Dây quấn stato đặt vào rãnh lõi sắt cách điện tốt với lõi sắt Dây quấn có nhiệm vụ cảm ứng sức điện động định đồng thời tham gia vào việc tạo nên từ trường cần thiết cho biến đổi lượng điện máy Kết cấu dây quấn phải đảm bảo yêu cầu tiết kiệm dây đồng, bền cơ, điện, nhiệt đồng thời chế tạo đơn giản, lắp ráp sửa chữa dễ dàng Một số kiểu dây quấn : Dây quấn có q số nguyên ( dây quấn lớp dây quấn hai lớp ), dây quấn có q phân số b.Phần quay hay rơto : Có hai phận lõi sắt dây quấn - Lõi sắt Thường dùng thép kỹ thuật điện stato Lõi sắt ép trực tiếp lên trục máy lên giá rôto máy Phía ngồi thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn - Dây quấn rơto : Có hai loại loại rơto kiểu dây quấn loại rơto kiểu lồng sóc + Loại rơto kiểu dây quấn Rơto có dây quấn dây quấn stato Trong máy điện cỡ trung bình trở lên thường dùng dây quấn kiểu sóng hai lớp bớt đầu dây nối, kết cấu dây quấn rôto chặt chẽ Trong máy điện cỡ nhỏ thường dùng dây quấn đồng tâm lớp Dây quấn ba pha rơto thường đấu hình sao, ba đầu nối vào ba vành trượt thường làm đồng đặt cố định đầu trục thơng qua chổi than có đấu với mạch điện bên Đặc điểm loại động điện rơto kiểu dây quấn thơng qua chổi than đưa điện trở phụ hay sức điện động phụ vào mạch điện rơto để cải thiện tính mở máy, điều chỉnh tốc độ cải thiện hệ số công suất máy Khi máy làm việc bình thường dây quấn rơto nối ngắn mạch + Loại rơto kiểu lồng sóc Trong rãnh lõi sắt rôto đặt vào dẫn đồng hay nhôm dài khỏi lõi sắt nối tắt lại hai đầu hai vành ngắn mạch đồng hay nhôm làm thành lồng mà người ta quen gọi lồng sóc Dây quấn lồng sóc khơng cần cách điện với lõi sắt Để cải thiện tính mở máy, máy cơng suất tương đối lớn , rãnh rơto làm thành dạng rãnh sâu làm thành hai rãnh lồng sóc hay cịn gọi lồng sóc kép Trong máy điện cỡ nhỏ, rãnh rôto thường làm chéo góc so với tâm trục c Khe hở Vì rơto khối trịn nên khe hở Khe hở máy điện không đồng nhỏ (từ 0.2 đến 1mm máy điện cỡ nhỏ vừa) để hạn chế dịng điện từ hố lấy từ lưới vào làm cho hệ số công suất máy cao 1.1.3 Nguyên lý làm việc : Đặt điện áp xoay chiều vào ba pha dây quấn stato sinh dòng điện sức từ động Các sức từ động lệch góc 1200 khơng gian thời gian tạo thành từ trường quay Từ trường quay sinh từ thông  1 xuyên qua dây quấn roto cảm ứng 10 Ta có: ( ( = Vì : ( ] ( ( ( ( ( ( )( = ( nên chọn ( = ( ( ( ( ( = Có dạng kp + ( ( ( (2) = ( ( ( + ( ( ( ( ( ( = T = 2.5 = ] ( )( ( + (4.11) Dùng điều khiển PI Vậy, điều khiển PI mạch vòng dòng trục q có tham số sau : = = ( = ( (4.12) ( = 4.4 Thiết kế điều khiển tốc độ : Hệ thống phân tích coi tuyến tính Đầu tiên, vào hệ thống coi đầu đặt khơng Sau đó, xét trường hợp có mơmen tải đầu vào tốc độ đặt không - Trong trường hợp khơng có mơmen tải : ( ( + Trễ Mạch vòng dòng Đối tượng lấymạch mẫu vịng lặp kín tốc độ Đầuđiều Hình 2-15 : Sơ đồ khối vàokhiển tơc độ Hình 4-5: Sơ đồ khối mạch vòng tốc độ có tốc độ đầu vào Tổng hợp theo phương pháp tối ưu đối xứng : S 0(s) = ( (4.13) Hằng số thời gian tương đương xác định : 41 = ( ( + (4.14) ( + Đối tượng điều khiển Hình 2-15 : Sơ đồ khối mạch vịng lặp kín tốc độ Đầu vào tơc độ Hình 4-6: Sơ đồ khối mạch vịng tốc độ có tốc độ đầu vào Hàm truyền (4.13) đơn giản hố phần hệ thống ( S 0(s) = (4.15) = aT1= = √ = ( (4.16) √ = Khi mô men tải coi đầu vào hệ thống cịn tốc độ đặt 0, ta có sơ đồ hình 4-7 : + - ( PI Đối tượng điều khiển Hình 4-7 : Sơ đồ khối mạch vịng lặp kín tốc độ Mơ men tải coi đầu vào hệ thống tốc độ đặt Từ sơ đồ khối hình 4-6 ta có hàm truyền : ( ( = ( )( (4.17) ( Biến đổi ta có : ( ( = ( (4.18) ( 42 Dùng tiêu chuẩn tối ưu đối xứng để tìm số thời gian điều khiển tích phân =4 Ta có điều khiển : = aT1= = √ = ( (4.19) √ = 43 CHƢƠNG V MÔ PHỎNG TRÊN PHẦN MỀM MATLAB - SIMULINK Thông số động cơ: - Công suất định mức: Điện áp định mức : Pđm = 90 kW Uđm = 380 V - Dòng điện định mức : Iđm = 158 A - Momen đinh mức: Mđm = 580 N.m - Tốc độ định mức : Tần số : Số đơi cực : Momen qn tính : = 1483 rpm f= 50 Hz pp = J = 1,5 kg.m2 - Điện trở stator : Rs = 0.02 Ohm - Điện trở rotor : Điện cảm stator : Điện cảm rotor : Rr = 0.016 Ohm Ls = 16.36 mH Lr = 16.74 mH - Hỗ cảm Stator Rotor : Lm=16 mH Tính tốn tham số động cơ: + Hệ số tản từ : ( ) 0652 + Các số thời gian: ( ( ( ( = 0,0002 (s) = 0,0002 (s) = - = 44 - 16 .16 = (273,8664-256) = 17,8664 = = 68,255 = =( (s) = 1,046- 0,0683 = 0,9777 (s) = 0.0652 5.1 Bộ điều khiển dòng : = T's = 0,053 (s) = = ( = = ( = = = 1,02 = 19,24 = 1,02 + Step 1.02s+19.24 50 s 0.0005s+1 0.053s+1 PI-isd Fcn Plant Scope Hình 5-1 : Mạch vịng dòng điện 180 160 140 isd(A) 120 100 80 60 40 20 0 t(s) Hình 5-2 : Đáp ứng dịng điện Ta có : Mp = 3.8 % t = 3,2(ms ); ts(2%) = 4,3(ms) 45 -3 x 10 - Tìm hàm truyền hệ thống biểu đồ điểm cực - điểm không : is1= tf([1.02 19.24],[1 0]); is2=tf([0 1],[0.0005 1]); is3= tf([0 50],[0.053 1]); g1= is1*is2*is3; gisd = feedback(g1,1); p=pole(gisd); z=zero(gisd); pzmap(gisd); sgrid; Hàm truyền hệ thống : 51 s + 962 Gisd = 2.65e-005 s^3 + 0.0535 s^2 + 52 s + 962 Pole-Zero Map 1000 0.72 0.58 0.44 0.32 0.22 0.1 800 0.86 600 Imaginary Axis 400 0.96 200 1.2e+003 1e+003 800 600 400 200 -200 -400 0.96 -600 0.86 -800 0.72 -1000 -1200 -1000 0.58 -800 0.44 -600 0.32 -400 0.22 -200 0.1 Real Axis Hình 5-3 : Biểu đồ điểm cực - điểm khơng mạch vịng dịng điện Nhận xét : + Kết mô bám sát giá trị đặt + Mp = 3.8% thoả mãn điều kiện thiết kế ban đầu Mp < 4% + Tất điểm cực , điểm không nằm bên trái trục thực Hệ thống làm việc ổn định điều khiển thiết kế đạt yêu cầu 46 5.2 Bộ điều khiển dòng : (s) = ( ( 0,075(s) ( = = ( 0,75 (s) = 0,75 (s) = ( = = = 0,096 = 0.128 0.096s+0.128 50 0.0005s+1 0.056s2+0.818s+1 Fcn Plant s Step Scope PI-isq Hình 5-4 : Mạch vòng dòng điện isq 200 isq(A) 150 100 50 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 t(s) 0.6 0.7 0.8 Hình 5-5 : Đáp ứng dịng điện isq Ta có : Mp = 3,91 % t = 0,48(s) ; ts(2%) = 0,63(s) - Tìm hàm truyền hệ thống biểu đồ điểm cực - điểm không : Hàm truyền hệ thống : 4.8 s + 6.4 Gisq = 2.8e-005 s^4 + 0.05641 s^3 + 0.8185 s^2 + 5.8 s + 6.4 47 0.9 iq1=tf([0.096 0.128],[1 0]); iq2=tf([0 1],[0.0005 1]); iq3=tf([0 50],[0.056 0.818 1]); g2= iq1*iq2*iq3; gisq = feedback(g2,1); p=pole(gisq); z=zero(gisq); pzmap(gisq); sgrid; Pole-Zero Map 1 1 0.999 0.999 Imaginary Axis 2.5e+003 2e+003 1.5e+003 1e+003 500 -2 -4 -6 1 -8 -2500 -2000 1 -1500 -1000 -500 Real Axis Hình 5-6 : Biểu đồ điểm cực - điểm khơng mạch vịng dịng điện Nhận xét : + Kết mô bám sát giá trị đặt + Mp = 3,91% thoả mãn điều kiện thiết kế ban đầu Mp < 4% + Tất điểm cực , điểm không nằm bên trái trục thực + Bộ điều khiển thực chậm điều khiển Hệ thống làm việc ổn định điều khiển thiết kế đạt yêu cầu 48 5.3 Bộ điều khiển từ thông : = = 0,9777 (s) = = = = 24900 = Hàm truyền đối tượng : (s) = ( = 24900s+25467 0.01636 s 0.0012s+1 0.9777s+1 Tre Doi tuong Step PI - tuthong Scope Hình 5-7 : Mạch vịng từ thông 1.4 1.2 Phi(Wb) 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 t(s) 0.012 0.014 0.016 0.018 Hình 5-8: Đáp ứng Ta có : Mp = % t = 7,5(ms) ; ts(2%) = 10,1(ms) - Tìm hàm truyền hệ thống biểu đồ điểm cực - điểm không : ip1=tf([24900 25467],[1 0]); 49 0.02 ip2=tf([0 1],[0.0012 1]); ip3=tf([0 0.01636],[0.9777 1]); g3= ip1*ip2*ip3; ip4=tf([0 1],[0 1]); gph=feedback(g3,ip4); p=pole(gph); z=zero(gph); pzmap(gph); sgrid; Hàm truyền hệ thống : 407.4 s + 416.6 Gphi = 0.001173 s^3 + 0.9789 s^2 + 408.4 s + 416.6 Pole-Zero Map 500 500 0.6 0.46 0.36 0.25 0.16 0.08 400 400 0.78 300 300 Imaginary Axis 200 200 0.92 100 100 -100 -200 100 0.92 200 -300 300 0.78 -400 400 0.6 -500 -450 -400 -350 0.46 -300 -250 0.36 -200 0.25 -150 0.16 -100 0.08 -50 500 Real Axis Hình 5-9 : Biểu đồ điểm cực - điểm khơng mạch vịng từ thông Nhận xét : + Kết mô bám sát giá trị đặt + Mp = 4,3% lớn so với hai điều khiển dòng điện + Tất điểm cực, điểm không nằm bên trái trục thực + Thời gian tăng tốc chậm so với biến đổi dòng điện điều kiện thiết kế ban đầu Hệ thống làm việc ổn định điều khiển thiết kế đạt yêu cầu 50 , thoả mãn 5.4 Bộ điều khiển tốc độ : Chọn ( = = 0.98Wb ( =9 = = = 2.0,075+ 0,0002 = 0,1512 (s) = 9.0,1512= 1,36 (s) √ = ( √ = = 0,563 = 0,414 0.563s+0.414 2.94 s 0.1512s+1 1.5s PI - tocdo Fcn Doi tuong Step fcn Scope Momen tai Hình 5-10 : Mạch vịng tốc độ mơmen tải không, đầu vào tốc độ 2000 n (v/ph) 1500 1000 500 0 0.5 1.5 2.5 t(s) 3.5 4.5 Hình 5-11: Đáp ứng tốc độ mô men tải không , đầu vào tốc độ Ta có : Mp = 24,83 % t=1,37(s) ; ts(2%) = 3,57(s) 0.563s+0.414 Step s PI - tocdo 2.94 0.1512s+1 1.5s Mach vong dong Doi tuong Constant fn Scope Hình 5-12 : Mạch vịng tốc độ hệ thống có n=0 đầu vào mơ men tải 51 Hình 5-13 : Đáp ứng tốc độ tốc độ đặt không đầu vàolà mômen tải -50 toc (v/ph) -100 -150 -200 -250 -300 t(s) - Tìm hàm truyền hệ thống biểu đồ điểm cực - điểm không : in1=tf([0.563 0.414],[1 0]); in2=tf([0 1],[0.1512 1]); in3=tf([0 2.94],[0 1]); in4=tf([0 2],[1.5 0]); g4= in1*in2*in3*in4; g_n = feedback(g4,1); p=pole(g_n); z=zero(g_n); pzmap(g_n); sgrid; 3.33 s + 2.359 Gtocdo= 0.2268 s^3 + 1.5 s^2 + 3.33 s + 2.359 52 Pole-Zero Map 0.25 0.993 0.986 0.972 0.945 0.88 0.65 0.2 0.998 0.15 Imaginary Axis 0.1 0.999 0.05 2.5 1.5 0.5 -0.05 -0.1 0.999 -0.15 0.998 -0.2 0.993 -0.25 -2.5 -2 0.986 0.972 -1.5 -1 0.945 0.88 0.65 -0.5 Real Axis Hình 5-14 : Biểu đồ điểm cực - điểm khơng mạch vòng tốc độ Nhận xét : + Kết mô bám sát giá trị đặt + Mp = 24,83% lớn so với hai điều khiển dòng điện + Tất điểm cực, điểm không nằm bên trái trục thực + Thời gian tăng tốc chậm so với biến đổi dòng điện kiện thiết kế ban đầu Hệ thống làm việc ổn định điều khiển thiết kế đạt yêu cầu 53 , thoả mãn điều KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận : -Bản luận văn hồn thành mục tiêu đề tài : Hồn thiện việc thiết kế mạch vịng điều khiển hệ thống SFOC - Các điều khiển thiết kế mạch vòng mô đạt kết theo yêu cầu đề - Có thể điều khiển động không đồng phương pháp điều khiển véc tơ tựa từ thông stator Kiến nghị : - Có thể tiếp tục nghiên cứu, thí nghiệm chạy thử động cụ thể - Nghiên cứu thiết kế ước lượng từ thông tốc độ 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Khánh Hà (1997), Máy điện 1- , NXB KHKT [2] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn (2009), Cơ sở truyền động điện, NXB KHKT [3] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi (1999), Điều chỉnh tự động truyền động điện, NXB KHKT [4] Nguyễn Doãn Phước (2009), Lý thuyết điều khiển tuyến tính, NXB KHKT [5] Nguyễn Phùng Quang (2005), Matlab & Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động, NXB KHKT [6] Bimal K Bose (1996) , " Modern Power Electronics and AC Drives" , IEEE Trans on Power Electronics [7] Nguyễn Văn Liễn ," Bài giảng truyền động điện ", ĐHBKHN [8] Phạm Minh Tú, " Bài giảng máy điện 1" , ĐKBKHN [9] Kaiyuan Lu (2009) , " High Speed Field Oriented Control " , Institute of Energy Technology, Aalborg Universitet 55 ... đồ hệ thống hình 2.2 gồm điều khiển : Bộ điều khiển từ thông, 23 điều khiển tốc độ điều khiển dịng Tín hiệu phản hồi cho điều khiển từ thông tốc độ lấy từ quan sát từ thông tốc độ Đầu vào quan... IV : THIẾT KẾ CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN 38 4.1 .Bộ điều khiển dòng .38 4.2 .Bộ điều khiển dòng 39 4.3 .Bộ điều khiển từ thông 40 4.4 .Bộ điều khiển tốc độ ... nghi , điều khiển véc tơ cho động xoay chiều Phương pháp điều khiển vec tơ động không đồng điều khiển động chiều Mơmen điện từ điều khiển riêng rẽ hai thành phần : thành phần tạo từ thông thành