174

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Phạm Văn Tuấn ƯỚC LƯỢNG CÁC THÔNG SỐ CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA RÔTO LỒNG SÓC SỬ DỤNG MẠNG NƠRON NHÂN TẠO Ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 9520201 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Hà Nội - 2019 Cơng trình hoàn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: HD1: TS Phạm Hùng Phi HD2: TS Nguyễn Thanh Sơn Phản biện 1: PGS.TS Võ Quang Lạp Phản biện 2: PGS.TS Đỗ Như Ý Phản biện 3: TS Đỗ Văn Tốn Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Trường họp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi 30 phút, ngày 31 tháng 10 năm 2019 Có thể tìm hiểu luận án thư viện: Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội Thư viện Quốc gia Việt Nam DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN [1] Son T.Nguyen, Phi H.Pham, Tuan V.Pham, Hoa X.Ha, Cong T.Nguyen, Phi C.Do (2017); “A Sensorless Three-Phase Induction Motor Drive Using Indirect Field Oriented Control and Artificial Neural Network”; ICIEA 2017- The 12th IEEE conference on industrial electronics and application 18 – 20 June 2017, Siem Reap, Cambodia; pages 1451÷1456 [2] Phạm Văn Tuấn, Phạm Hùng Phi, Nguyễn Thanh Sơn, Thái Hữu Nguyên (2017); “Truyền động động không đồng không cảm biến tốc độ với ước lượng điện trở rô to sử dụng mạng nơ ron nhân tạo”; Tạp chí nghiên cứu khoa học cơng nghệ quân sự, số 51- Tháng 10/ 2017, trang 46÷57 [3] Phạm Văn Tuấn, Phạm Hùng Phi, Nguyễn Thanh Sơn, Nguyễn Thế Cơng (2018); “Thuật tốn học nơron sửa đổi để ước lượng điện trở roto stato hoạt động cho truyền động động không đồng khơng cảm biến tốc độ”; Tạp chí khoa học công nghệ Năng lượng- Trường Đại học Điện lực, số 17 năm 2018, trang 39÷49; ISSN: 1859 – 4557 [4] Phạm Văn Tuấn, Phạm Hùng Phi, Nguyễn Thanh Sơn, Nguyễn Tùng Lâm (2019); “Ước lượng điện trở rô to stato sở mạng nơ ron nhân tạo ứng dụng điều khiển động cơ”; Tạp chí khoa học công nghệ - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, số 133, tháng năm 2019, trang 8÷14 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Nhiều cơng trình nghiên giới đề cập đến việc ước lượng tốc độ động không đồng ba pha rơto lồng sóc với nhiều phương pháp ước lượng khác Tuy nhiên trình ước lượng tốc độ động địi hỏi phải biết trước thơng số động điện trở rôto, điện trở stato [5], [9], [14], [15] Do ước lượng điện trở rơto stato theo thời gian thực có ý nghĩa quan trọng lĩnh vực truyền động không cảm biến tốc độ động không đồng ba pha rôto lồng sóc Tổng quan tình hình nghiên cứu nước Các phương pháp ước lượng tốc độ động không đồng ba pha phụ thuộc vào giá trị điện trở rơto stato Ngồi phương pháp điều khiển tựa từ thơng rơto gián tiếp, tính tốn góc từ thơng rơto phụ thuộc vào giá trị điện trở rôto [6], [16], [35] Mặt khác điện trở rôto biến thiên tới 100% thay đổi nhiệt độ, tần số rôto lấy lại thông tin với mơ hình nhiệt cảm biến nhiệt độ khó khăn, phức tạp cảm biến nhiệt độ phải gắn vào vị trí khác rơto, điều không thực tất ứng dụng [5], [14], [17], [36], [37] Điện trở stato thay đổi 50% trình làm việc động [5], [17], [37] thay đổi nhiệt độ Trên giới có nhiều phương pháp ước lượng điện trở rơto stato Tuy có nhiều kết cơng bố, cịn nhiều vấn đề cần quan tâm nghiên cứu giải tiếp để nâng cao chất lượng việc ước lượng điện trở rôto stato động khơng đồng ba pha rơto lồng sóc Cụ thể: Các phương pháp đề cập chưa giải vấn đề ước lượng online đồng thời điện trở rôto stato cho truyền động khơng cảm biến tốc độ xảy vịng lặp đại số chương trình ước lượng đồng thời tốc độ điện trở rôto, dẫn đến việc ước lượng tốc độ điện trở không thực Chính vậy, nghiên cứu ước lượng online điện trở rôto stato cho động không đồng ba pha ứng dụng truyền động động không đồng ba pha không cảm biến tốc độ cấp thiết thu hút quan tâm nhà khoa học nước đặc phương pháp ước lượng điện trở rôto stato sử dụng mạng nơron nhân tạo Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu ước lượng thông số động không đồng xoay chiều ba pha rơto lồng sóc q trình làm việc sử dụng mạng nơron nhân tạo Phạm vi nghiên cứu: luận án tác giả nghiên cứu ước lượng điện trở rôto stato động khơng đồng xoay chiều ba pha rơto lồng sóc Bởi điện trở rơto stato thay đổi lớn trình làm việc động cơ, lấy thông tin giá trị điện trở khó khăn đặc biệt động khơng đồng ba pha rơto lồng sóc Mặt khác việc ước lượng xác điện trở rơto stato nâng cao chất lượng làm việc cho hệ truyền động không cảm biến tốc độ động không đồng Mục tiêu đề tài luận án Các mục tiêu nghiên cứu sau thực luận án: Các phương pháp ước lượng tốc độ động không đồng ba pha Hệ truyền động động không đồng ba pha không cảm biến tốc độ tựa từ thông rôto, ưu nhược điểm hệ truyền động này; tham số ảnh hưởng đến trình ước lượng tốc độ Các phương pháp ước lượng điện trở rôto động khơng đồng ba pha rơto lồng sóc, đánh giá ưu nhược điểm phương pháp Các phương pháp ước lượng điện trở stato động không đồng ba pha rơto lồng sóc, đánh giá ưu nhược điểm phương pháp Sử dụng mạng nơron nhân tạo để ước lượng đồng thời điện trở rôto stato trình làm việc hệ truyền động động không đồng Sau điện trở rôto stato nhận dạng đưa vào hệ truyền động không cảm biến tốc độ động không đồng ba pha điều khiển tựa từ thông rôto gián tiếp, để đánh giá chất lượng hệ truyền động hai trường hợp: có ước lượng điện trở tác động khơng có ước lượng điện trở tác động vào hệ truyền động không cảm biến tốc độ Các thuật toán thực card DS 1104 Mục đích nội dung nghiên cứu để kiểm chứng phương pháp ước lượng đồng thời điện trở rơto stato q trình làm việc sử dụng mạng nơron nhân tạo tác giả đề xuất luận án; để đánh giá, kiểm chứng ý nghĩa việc ước lượng điện trở rôto stato cho hệ truyền động không cảm biến tốc độ với phương pháp điều khiển tựa từ thông rôto gián tiếp- phương pháp điều khiển bản, sử dụng rộng rãi biến tần Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Ứng dụng lý thuyết trí tuệ nhân tạo nhận dạng tham số điều khiển không cảm biến tốc độ động không đồng ba pha Xây dựng phương pháp ước lượng điện trở rôto stato động không đồng ba pha sử dụng mạng nơron với tốc độ học thay đổi Nâng cao chất lượng làm việc hệ truyền động động khơng đồng ba pha rơto lồng sóc khơng cảm biến tốc độ có ước lượng điện trở rơto stato Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu vận dụng luận án bao gồm: Sử dụng lý thuyết điều khiển mạng nơron nhân tạo để nhận dạng điện trở rôto stato cho hệ thống điều khiển không cảm biến tốc độ động khơng đồng ba pha rơto lồng sóc; Sử dụng phần mềm mơ máy tính (phần mềm Matlab/ Simulink) để kiểm chứng nghiên cứu lý thuyết; Thực nghiệm kiểm tra, khẳng định kết nghiên cứu lý thuyết cài đặt vi điều khiển DS 1104 Các đóng góp luận án Đề xuất phương pháp ước lượng đồng thời điện trở rơto stato q trình làm việc hệ truyền động động không đồng sử dụng mạng nơron nhân tạo với tốc độ học thay đổi (khác với [5], [17]- tốc độ học số) Ở tác giả đưa hai thuật tốn để ước lượng điện trở rơto stato, bao gồm: - Sử dụng mạng nơron với tốc độ học hàm số để ước lượng đồng thời điện trở rôto stato; - Sử dụng mạng nơron với tốc độ học xây dựng từ lôgic mờ để ước lượng đồng thời điện trở rôto stato Tiến hành thực nghiệm kiểm chứng phương pháp ước lượng đồng thời điện trở rôto stato sử dụng mạng nơron nhân tạo với tốc độ học hàm số vi điều khiển DS 1104 Sử dụng thuật toán ước lượng đồng thời điện trở rôto stato đề xuất, nâng cao chất lượng làm việc hệ truyền động động khơng đồng ba pha rơto lồng sóc khơng cảm biến tốc độ Cấu trúc luận án Luận án trình bày theo chương sau đây: Mở đầu Chương 1: Tổng quan ước lượng điện trở rôto stato động không đồng ba pha Chương 2: Nghiên cứu ước lượng điện trở rôto stato trình làm việc sử dụng mạng nơron nhân tạo Chương 3: Truyền động động không đồng ba pha rơto lồng sóc khơng cảm biến tốc độ với ước lượng điện trở rôto stato Chương 4: Thực nghiệm Kết luận kiến nghị Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ƯỚC LƯỢNG ĐIỆN TRỞ RÔTO VÀ STATO CHO ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 1.1 Mơ hình tốn động khơng đồng ba pha rơto lồng sóc 1.2 Tổng quan số phương pháp ước lượng điện trở rôto stato Trên giới có nhiều phương pháp ước lượng điện trở rơto: thuật tốn thích nghi tham chiếu mơ hình MRAS từ thông công suất phản kháng thực [38], [39], [40], [41]; lọc Kalman mở rộng [42], [43], [44], [45]; quan sát trượt [46], [47], [48]; lôgic mờ [50], [51], [52], [53]; mạng nơron nhân tạo [5], [17], [54] Phương pháp ước lượng điện trở stato thực [21], [55] sử dụng MRAS; lọc Kalman mở rộng [56], [57]; quan sát trượt [47], [58]; quan sát Luenberger [4], [59]; lôgic mờ [60], [61], [62], [63], [64]; mạng nơron nhân tạo [5], [17], [65], [66] Mặc dù có nhiều phương pháp ước lượng điện trở rơto stato, nhiên cịn nhiều vấn đề cần quan tâm nghiên cứu, giải tiếp, để nâng cao chất lượng việc ước lượng điện trở rôto stato động khơng đồng ba pha rơto lồng sóc, đặc biệt việc ứng dụng mạng nơron nhân tạo ước lượng điện trở rôto stato Ở [5], [17] trình bày phương pháp ước lượng điện trở rơto stato sử dụng mạng nơron nhân tạo phương pháp có nhược điểm: tốc độ học mạng nơron số chọn trước, việc lựa chọn tốc độ học phụ thuộc vào người nghiên cứu, lựa chọn tốc độ học không phù hợp dẫn đến mạng nơron hội tụ chậm, điện trở rơto stato ước lượng khơng xác Do nghiên cứu cải thiện độ xác ước lượng điện trở rôto stato sử dụng mạng nơron nhân tạo cách thay đổi tốc độ học hướng nghiên cứu luận án tác giả đề cập chi tiết chương Chương 2: NGHIÊN CỨU ƯỚC LƯỢNG ĐIỆN TRỞ RƠTO VÀ STATO TRONG Q TRÌNH LÀM VIỆC SỬ DỤNG MẠNG NƠRON NHÂN TẠO 2.1 Tổng quan mạng nơron nhận dạng tham số 2.2 Ước lượng điện trở rôto stato sử dụng mạng nơron nhân tạo 2.2.1 Ước lượng điện trở rôto sử dụng mạng nơron nhân tạo 2.2.1.1 Ước lượng điện trở rôto sử dụng mạng nơron với tốc độ học số Ước lượng điện trở rôto động sử dụng mạng nơron phần hệ thống thích nghi tham chiếu mơ hình MRAS bao gồm hai mơ hình bản: mơ hình tham chiếu (mơ hình điện áp) mơ hình thích nghi Hệ phương trình sử dụng để ước lượng từ thơng rơto theo mơ hình tham chiếu sau: vm r vm r k Lr Lm k Lr Lm s s (k ) Ls Lr L2m is (k ) Lm (2.20) Ls Lr L2m (k ) is (k ) Lm Mặt khác, phương trình mơ hình thích nghi biểu diễn sau: im r k W1 im r k W2 im r k W si k im r k W1 im r k W2 im r k W si k1 + εα ψ rα vm Vsα Vsβ isα isβ Mơ hình tham chiếu (2.20) (2.23) _ ψ rβ vm + εβ _ ψrα im Z-1 Z-1 Z-1 Lan truyền ngược Mơ hình mạng nơron (Mơ hình thích nghi) (2.23) ψrβ im Z-1 T r_es Hình 2.7 Cấu trúc ước lượng điện trở rôto dựa MRAS bao gồm mạng nơron huấn luyện với thuật toán lan truyền ngược sai số Từ hệ phương trình (2.23), xây dựng mạng nơron truyền thẳng (hình 2.8) ψ rαim(k-1) W1 ψ rβ im(k-1) isα(k-1) isβ(k-1) W1 -W2 W2 W3 ψrαim (k) ψrβ im(k) W3 Hình 2.8 Đồ hình mạng nơron dùng để ước lượng từ thông rôto Các trọng số mạng W1 , W3 tìm từ việc huấn luyện mạng cho cho hàm bình phương sai số E nhỏ ([17], [73]) Hàm bình phương sai số E xác định sau: 2 vm im E (k) (k) (k) (2.24) r r 2 W1, W3 xác định sau: W1 (k) W1 (k ) W (2.25) (k W3 (k) W3 (k ) W (2.26) (k Điện trở rôto ước lượng (2.29) (2.30): Lr (1 W1 ) (2.29) Rr _ es Ts Lr W3 (2.30) Rr _ es LmTs 2.2.1.2 Ước lượng điện trở rôto sử dụng mạng nơron nhân tạo với tốc độ học hàm số Phương pháp ước lượng điện trở sử dụng mạng nơron đề xuất mục 2.2.1.1 bị giới hạn tốc độ học lựa chọn trước không thay đổi trình ước lượng Do vậy, lựa chọn tốc độ học khơng phù hợp dẫn đến q trình huấn luyện mạng chậm sai số đầu mạng lớn Việc lựa chọn tốc độ học phù hợp chủ yếu dựa vào kinh nghiệm người nghiên cứu Vấn đề đặt Tốc độ học xác định (2.43) khác với tốc độ học đề cập tài liệu [5], [17], [73] Đây đóng góp luận án phương pháp ước lượng điện trở stato sử dụng mạng nơron nhân tạo Ở với tốc độ học hàm số, điện trở stato ước lượng (2.42) 2.2.3 Kết mô + V _ dc ω*r Phát xung * ψr IFOC Nghịch lưu Động Rr_es va ia Ước lượng điện trở rôto (tốc độ học hàm số (2.33)) vc ωr ic Bộ ước lượng Ước lượng từ thơng (Mơ điện trở stato hình điện (tốc độ học áp(2.20)) hàm số (2.43)) Rs_es ψ vmrα ψvmrβ Hình 2.11 Sơ đồ khối hệ truyền động biến tần- động không đồng IFOC với ước lượng điện trở rôto stato sử dụng mạng nơron/ tốc độ học hàm số Hình 2.12 Điện trở rôto động bao gồm: điện trở thực, điện trở ước lượng Hình 2.13 Điện trở stato động bao gồm: điện trở thực, điện trở ước lượng 10 2.3 Ước lượng điện trở rôto stato với hàm tốc độ học xây dựng từ lôgic mờ 2.3.1 Ước lượng điện trở rôto với hàm tốc độ học xây dựng từ lôgic mờ Như trình bày mục 2.2.1.2, hàm εi(k) tích sai lệch trọng số hiệu chỉnh i (i=1 3) lần tính k (k-1) Từ xây dựng hàm hàm tốc độ học dựa vào sai lệch εi(k) cho tốc độ học thay đổi theo hướng giảm sai lệch E Nghiên cứu đề xuất lôgic mờ để xác định tốc độ học mạng nơron Bộ lơgic mờ sử dụng mơ hình mờ Mamdani tác giả lựa chọn để xác định tốc độ học mơ hình mờ đơn giản, dễ dàng xây dựng luật hợp thành ε(k) + _ Sử dụng FL để tính tốn Δε(k) thay đổi tốc độ học Δη(k) η(k) + η(k-1) Z-1 Z-1 Hình 2.19 Sơ đồ khối sử dụng lơgic mờ để tính tốn tốc độ học Giá trị tốc độ học chu kỳ trích mẫu thứ k sau: (2.47) i (k) i (k ) i (k) Tốc độ học xác định (2.47) khác với tốc độ học đề cập tài liệu [5], [17], [69] Đây đóng góp luận án phương pháp ước lượng điện trở rôto sử dụng mạng nơron nhân tạo Ở tốc độ học xác định sử dụng lôgic mờ Điện trở rôto ước lượng theo (2.29) (2.30) 2.3.2 Ước lượng điện trở stato với hàm tốc độ học xây dựng từ lôgic mờ Tương tự phương pháp xây dựng hàm tốc độ học mục 2.3.1 để ước lượng điện trở rôto Để xác định tốc độ học dùng cho ước lượng điện trở stato, đề xuất lôgic mờ với đầu vào tín 11 hiệu ε4 (k) Δε4 (k); đầu giá trị sai lệch tốc độ học Δη4(k); luật điều khiển mơ hình mờ Bảng 2.1 Bảng 2.1 Luật mờ ε ∆ε NB NS ZE PS PB NB NB NB NS ZE PS NS NB NS ZE PS PS ZE NS NS ZE ZE PB PS NS ZE PS PS PB PB ZE ZE ZE PB PB Giá trị tốc độ học chu kỳ trích mẫu thứ k sau: (k) (k ) (k) (2.48) Tốc độ học xác định (2.48) khác với tốc độ học đề cập tài liệu [17], [77] Đây đóng góp luận án phương pháp ước lượng điện trở stato sử dụng mạng nơron nhân tạo với tốc độ học xác định sử dụng lôgic mờ Điện trở stato ước lượng (2.42) 2.3.3 Các kết mô 4 12 + V dc ω*r Phát xung ψ*r IFOC _ Nghịch lưu Động Rr_es Ước lượng điện trở rôto (tốc độ học xây dựng dựa vào FL(2.47)) va ia vc ωr ic Ước lượng Bộ ước lượng từ thông (Mô điện trở stato (tốc độ học hình điện áp(2.20)) xây dựng dựa Rs_es vào FL (2.48)) ψ vmrα vm ψ rβ Hình 2.24 Sơ đồ khối hệ truyền động biến tần- động không đồng ba pha IFOC với ước lượng điện trở rôto stato/ tốc độ học xác định sử dụng lơgic mờ Hình 2.27 Điện trở rơto Hình 2.28 Điện trở stato động bao gồm: điện trở động bao gồm: điện trở thực, điện trở ước lượng thực, điện trở ước lượng 2.4 Kết luận chương Nội dung chương gồm ba nội dung chính: nội dung thứ ước lượng điện trở rôto stato sử dụng mạng nơron với tốc độ học số; Tiếp theo ước lượng điện trở rôto stato sử dụng mạng nơron với tốc độ học thay đổi hàm số; phần cuối chương trình bày cách xây dựng tốc độ học thay đổi sử dụng lôgic mờ, 13 tác giả nhược điểm phương pháp xác định tốc độ học sử dụng lơgic mờ làm khối lượng tính tốn ước lượng tăng lên, dung lượng chương trình lớn Các kết mô ra: ước lượng điện trở rôto stato với tốc độ học thay đổi (tốc độ học hàm số tốc độ học xây dựng từ lôgic mờ) đề xuất có độ xác cao so với trường hợp tốc độ học số Trong chương tác giả tập trung nghiên cứu đánh giá đáp ứng đầu hệ truyền động không cảm biến tốc độ điều khiển tựa từ thông rơto hai trường hợp: có ước lượng điện trở rơto, stato với khơng có ước lượng tác động Từ thấy ước lượng điện trở rôto stato đề xuất chương góp phần nâng cao chất lượng cho hệ truyền động động không đồng ba pha rôto lồng sóc khơng cảm biến tốc độ Chương 3: TRUYỀN ĐỘNG ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ BA PHA RƠTO LỒNG SĨC KHÔNG CẢM BIẾN TỐC ĐỘ VỚI ƯỚC LƯỢNG ĐIỆN TRỞ RÔTO VÀ STATO 3.1 Các phép biến đổi hệ tọa độ 3.2 Điều khiển tựa từ thông rôto động không đồng ba pha 3.3 Điều khiển tựa từ thông rôto gián tiếp không cảm biến tốc độ (Sensorless IFOC) với giả thiết tham số động khơng đổi q trình làm việc + V _ dc ω *r * ψ r Phát xung IFOC va Nghịch lưu Động vc ic ω r_es Ước lượng tốc độ sử dụng mạng nơron (3.26) ia Ước lượng từ thơng mơ hình thích nghi (2.20) ψ vmrα 14 ψvmrβ Ước lượng từ thơng mơ hình thích nghi (2.23) ψimrα ψ imrβ Hình 3.11 Sơ đồ khối hệ truyền động điều khiển vector biến tần- động không đồng ba pha không cảm biến tốc độ với thông số động không thay đổi Một số kết mô phỏng: 30 25 20 (N.m) 15 10 -5 -10 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 (sec) Hình 3.13 Mơmen điện từ Hình 3.12 Tốc độ động 600 400 200 (Volt) (Amp) 0 -2 -200 -4 -400 -6 -8 0.5 1.5 2.5 3 4.5 -600 0.5 (sec) 1.5 2.5 3.5 4.5 (sec) Hình 3.14 Dịng điện stato Hình 3.15 Điện áp dây stato 3.4 Điều khiển tựa từ thông rôto gián tiếp không cảm biến tốc độ (Sensorless IFOC) với ước lượng điện trở rôto stato 15 + V dc ω*r Phát xung ψ *r IFOC _ Động Nghịch lưu R r_es va ia Ước lượng điện trở rôto sử dụng ANN(tốc độ học hàm số (2.33)) vc ic Ước lượng từ Rs_es Ước lượng điện trở stato sử dụng thông mơ hình ANN(tốc độ học điện áp (2.20) hàm số (2.43)) ψvmrα vm ψ rβ Ước lượng tốc độ (3.26) ω r_es Hình 3.16 Sơ đồ hệ truyền động biến tần- động không đồng ba pha IFOC không cảm biến tốc độ với ước lượng điện trở rơto stato Hình 3.17 (a) Hình 3.17 (b) Hình 3.17 (a), (b) Tốc độ động chưa có ước lượng điện trở rơto stato 16 Hình 3.18 Tốc độ động có ước lượng điện trở rôto stato 3.5 Kết luận chương Kết chương nghiên cứu đánh giá chất lượng hệ truyền động không cảm biến tốc độ điều khiển tựa từ thông rôto gián tiếp hai trường hợp: có ước lượng điện trở rơto, stato với khơng có ước lượng tác động Từ thấy ước lượng điện trở rôto stato đề xuất chương góp phần nâng cao chất lượng làm việc hệ truyền động động khơng đồng rơto lồng sóc khơng cảm biến tốc độ điều khiển tựa từ thông gián tiếp Chương tác giả trình bày việc thực xây dựng mơ hình thực nghiệm để kiểm tra đánh giá lại thuật toán ước lượng điện trở stato rôto đề xuất cho truyền động động không đồng ba pha rôto lồng sóc; đồng thời đánh giá ảnh hưởng điện trở rơto stato q trình làm việc hệ truyền động động không đồng ba pha khơng cảm biến tốc độ Chương 4: MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM 4.1 Xây dựng bàn thực nghiệm + Bộ chỉnh lưu Vdc Bộ nghịch lưu áp Động KĐB Động Một chiều ωr Chỉnh lưu đảo chiều (Mentor 2) _ Mạch đo dịng Nguồn lưới DS 1104 MÁY TÍNH PC Nguồn lưới 17 Hình 4.1 Sơ đồ thực nghiệm hệ truyền động biến tần- động không đồng ba pha Hình 4.11 Mơ hình thực nghiệm hệ truyền động biến tần- động không đồng ba pha- Thực BM Tự động hóa cơng nghiệpTrường Đại học Bách khoa Hà Nội 4.2 Thực điều khiển FOC cho động không đồng ba pha rôto lồng sóc 4.3 Ước lượng điện trở rơto stato sử dụng mạng nơron cho truyền động không cảm biến tốc độ động không đồng ba pha rôto lồng sóc 4.3.1 Ước lượng điện trở rơto Ước lượng điện trở rôto sử dụng mạng nơron nhân tạo với tốc độ học số Hình 4.17 (a) Hình 4.17 (b) Hình 4.17 (a), (b) Điện trở rơto ước lượng với tốc độ học số 18 Hình 4.17 (a), (b) với tốc độ học số, điện trở rôto ước lượng bị nhấp nhô, với độ đập mạch xấp xỉ 20% Giá trị điện trở rơto ước lượng trung bình xấp xỉ 2,1Ω Ước lượng điện trở rôto sử dụng mạng nơron nhân tạo với tốc độ học hàm số Hình 4.18 Điện trở rôto ước lượng với tốc độ học hàm số Hình 4.18 với tốc độ học hàm số, điện trở rôto ước lượng gần không bị nhấp nhô, giá trị điện trở rôto xấp xỉ 2,1 Ω Do phương pháp ước lượng điện trở rôto với tốc độ học hàm số đề xuất có độ hội tụ cao so với tốc độ học số 4.3.2 Ước lượng điện trở stato Ước lượng điện trở stato sử dụng mạng nơron nhân tạo với tốc độ học số Hình 4.19 (a) Hình 4.19 (b) Hình 4.19 (a), (b) Điện trở stato ước lượng với tốc độ học số Hình 4.19 (a), (b) với tốc độ học số, điện trở stato ước lượng bị nhấp nhô, với độ đập mạch xấp xỉ 35% Giá trị điện trở stato ước lượng trung bình xấp xỉ 2,1Ω Ước lượng điện trở stato sử dụng mạng nơron nhân tạo với tốc độ học hàm số 19 Hình 4.20 (a) Hình 4.20 (b) Hình 4.20 (a), (b) Điện trở stato ước lượng với tốc độ học hàm số Hình 4.20 với tốc độ học hàm số, điện trở stato ước lượng gần không bị nhấp nhô, (đập mạch xấp xỉ 2%) giá trị điện trở stato xấp xỉ 2,08 Ω Do phương pháp ước lượng điện trở stato với tốc độ học hàm số đề xuất có tốc độ hội tụ cao so với sử dụng tốc độ học số 4.3.3 Ước lượng từ thông động Hình 4.23 (b) Hình 4.23 (a) Hình 4.23 (a), (b) Từ thông rôto trục alpha bao gồm: từ thông theo mơ hình mẫu (màu xanh) từ thơng theo mơ hình thích nghi- nơron (màu đỏ) Hình 4.23 (a) Hình 4.23 (b) Hình 4.24 (a), (b) Từ thơng rơto trục beta bao gồm: từ thơng theo mơ hình mẫu (màu xanh) từ thơng theo mơ hình thích nghi- nơron (màu đỏ) 20 Khi có ước lượng điện trở rơto stato: hình 4.23 (a), (b) hình 4.24 (a), (b) ra: Từ thông trục αβ ước lượng từ mơ hình thích nghi bám với từ thơng ước lượng từ mơ hình mẫu Nghĩa nhờ có ước lượng điện trở rơto stato xác dẫn đến từ thơng ước lượng xác, điều phù hợp với lý thuyết trình bày chương chương 4.3.4 Tốc độ động Khi khơng có ước lượng điện trở rơto stato Hình 4.25 (b) Hình 4.25 (a) Hình 4.25 (a), (b) Tốc độ động bao gồm: tốc độ đặt (màu đỏ) tốc độ thực (màu xanh nhạt) Hình 4.26 (a) Hình 4.26 (b) Hình 4.26 (a), (b) Tốc độ động bao gồm: tốc độ đặt (màu đỏ) tốc độ ước lượng (màu xanh) Khi có ước lượng điện trở rơto stato Hình 4.27 (b) Hình 4.27 (a) Hình 4.27 (a), (b) Tốc độ động bao gồm: tốc độ đặt (màu đỏ) tốc độ thực (màu tím) 21 Hình 4.28 (a) Hình 4.28 (b) Hình 4.28 (a), (b) Tốc độ động bao gồm: tốc độ đặt (màu đỏ) tốc độ ước lượng (màu xanh) Hình 4.25 (a), (b) Hình 4.26 (a), (b) ra: khơng có ước lượng điện trở rơto stato tốc độ đo lường bị đập mạch so với tốc độ đặt, giao động xấp xỉ từ 19,5÷20,5 rad/s- đập mạch xấp xỉ %; tốc độ ước lượng giao động quanh tốc độ đặt xấp xỉ từ 19,25÷20,5 rad/s độ đập mạch xấp xỉ 6,25% Hình 4.27 (a), (b) Hình 4.28 (a), (b) ra: có ước lượng điện trở rơto stato tốc độ đo lường bám với tốc độ đặt, đập mạch xấp xỉ 2%; tốc độ ước lượng bám sát với tốc độ đặt, đập mạch xấp xỉ 2% Nghĩa nhờ có ước lượng điện trở rơto stato xác dẫn đến từ thơng ước lượng xác, kéo theo ước lượng tốc độ (Hình 4.28) bám sát với tốc độ đặt tốc độ đo lường (Hình 4.27), điều phù hợp với lý thuyết trình bày chương chương 4.4 Kết luận chương Qua trình thực nghiệm kiểm chứng thuật tốn ước lượng điện trở rơto stato với tốc độ học hàm số (được đề xuất chương 2) có độ xác có độ hội tụ cao so với trường hợp tốc độ số, từ nâng cao chất lượng làm việc, độ bền vững hệ truyền động không cảm biến tốc độ động không đồng ba pha rôto lồng sóc KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận án “Ước lượng thông số động không đồng ba pha rơto lồng sóc q trình làm việc sử dụng mạng nơron nhân tạo” thực trình bày bốn chương luận án với bốn cơng trình nghiên cứu đăng tải báo cáo hội nghị khoa học Đến luận án thực yêu cầu đặt có đóng góp 22