Bài giảng điều khiển máy điện scalar control of induction motor space vector pwm nguyễn ngọc tú

Điều khiển máy điện Scalar Control of Induction Motor Space Vector PWM Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Scalar Control – Điều khiển vơ hướng • Điều khiển vơ hướng: thay đổi độ lớn biến điều khiển • Điều khiển vector: thay đổi độ lớn pha biến điều khiển • Chất lượng động học điều khiển vô hướng điều khiển vector thực đơn giản Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ mơn Thiết bị điện Speed Control • phương pháp đơn giản để thay đổi tốc độ động không đồng bộ: - Giảm biên độ điện áp cung cấp - Điều chỉnh điện trở mạch Rotor (chỉ với động Rotor dây quấn) - Điều chỉnh điện áp tần số Stator Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Luật điều khiển V/f Mục đích trì từ thơng khơng đổi thay đổi tần số Ф = L.I V = Z.I = (ωL).I + Rs.I V ~ 2πf.Ф (bỏ qua R.I)  Ф ~ (1/4,44).(V/f) Ở vùng tốc độ thấp, bỏ qua thành phần R.I (f nhỏ nên điện áp rơi R.I trở nên đáng kể so với rơi điện kháng) Do đặc tính V/f thường bắt đầu V0 > để bù lại sụt áp R.I Điều khiển máy điện – N N Tú V Bộ môn Thiết bị điện Luật điều khiển V/f Nếu từ thông = số, động tạo mô-men tốc độ trượt giống Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Điều khiển V/f = const vòng hở Ba vùng hoạt động động IM • Vùng 1: giữ độ trượt không đổi ổn định dịng Stator để nhận mơ-men số • Vùng 2: giữ điện áp Stator định mức ổn định dịng Stator để có cơng suất khơng đổi • Vùng 3: giữ điện áp Stator định mức ổn định độ trượt (không vượt mômen cực đại) Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ mơn Thiết bị điện Điều khiển V/f = const vịng hở Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ mơn Thiết bị điện Điều khiển V/f = const vịng hở • Sơ đồ khối minh họa Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Điều khiển V/f = const vịng hở • Minh họa cho tải quạt, bơm (TL=Kr2) Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Tiết kiệm lượng với VFD Variable Frequency Drives Năng lượng tiết kiệm đáng kể với VFD so với tần số không đổi Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Thiết lập Thời gian đóng ngắt khóa (S1 tới S6) (1) (a) Sector (b) Sector Bộ môn Thiết bị điện Điều khiển máy điện – N N Tú 31 Thiết lập Thời gian đóng ngắt khóa (S1 tới S6) (21) (c) Sector (d) Sector Bộ môn Thiết bị điện Điều khiển máy điện – N N Tú 32 Thiết lập Thời gian đóng ngắt khóa (S1 tới S6) (3) (e) Sector (f) Sector Bộ môn Thiết bị điện Điều khiển máy điện – N N Tú 33 Thiết lập Thời gian đóng ngắt khóa (S1 tới S6) (4) Bộ môn Thiết bị điện Điều khiển máy điện – N N Tú 34 Mơ dùng Simulink • • • • • Khối tính sector Tính T1, T2 Tạo xung PWM Mơ hình nghịch lưu Mơ hình động không đồng ba pha Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Điều khiển vòng hở dùng SVPWM Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ mơn Thiết bị điện Điều khiển vịng hở V/f dùng SVPWM (Fs = 10kHz, f1 = 60Hz) Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Minh hoạ (1/4) Nếu động có tốc độ rotor = nối đột ngột vào nguồn điện 415V, 50Hz Dòng khởi động gần a/ 6A b/ 25A c/ 30 A Nếu động có tốc độ rotor = nối đột ngột vào nguồn điện 220V, 50Hz Dòng khởi động gần a/ 12 A b/ 16 A c/ 30 A Nếu động có tốc độ rotor = nối đột ngột vào nguồn điện 220V, 50Hz Moment khởi động động gần a/ 2.5 Nm Điều khiển máy điện – N N Tú b/ Nm Đặc tính moment – tốc độ động 415V c/ 10 Nm Bộ môn Thiết bị điện Minh hoạ (2/4) Động lái biến đổi V/f (415V, 50Hz) Nếu động hoạt động 25 Hz, moment tải số 10 Nm, dòng điện Is a/ 5A b/ 6A c/ 25 A Nếu tần số tăng lên 50Hz (từ 25Hz), dòng điện Is a/ A b/ 20 A c/ 30 A Nếu tần số giảm xuống 40Hz (từ 50Hz), dòng điện Is a/ -6 A Điều khiển máy điện – N N Tú b/ -12 A d/ -16 A c/ -13 A Đặc tính moment – tốc độ động 415V Bộ môn Thiết bị điện Minh hoạ(3/4) Động 22KW, 380V, 50Hz, tốc độ định mức 1485 vòng/phút nối với biến tần cho điện áp định mức tần số định mức Động chạy với 50% tải định mức Nếu tần số biến tần 30Hz, tốc độ động a/ 900 vòng/phút 228V c/ 1493 vòng/phút 300V b/ 885 vòng/phút 190V d/ 892.5 vòng/phút 228V Động chạy với 50% tải định mức Nếu tần số biến tần 65Hz, tốc độ động a/ 1950 vòng/phút b/ 1925 vòng/phút c/ 1899 vòng/phút d/ 1935 vòng/phút Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Minh hoạ(4/4) Động 22KW, 380V, 50Hz, tốc độ định mức 1485 vòng/phút nối với biến tần cho điện áp định mức tần số định mức Động hoạt động với tải có đặc tính T = 1.1*wr (wr tốc độ rad/s) Động kéo tải tốc độ định mức khơng a/ Có, kéo dài vài phút c/ Có, b/ Khơng Nếu tần số biến tần fe 25Hz, với tải đặc tính tốc độ động a/ 750 vòng/phút c/ 749.6 vòng/phút Điều khiển máy điện – N N Tú b/ 741 vịng/phút d/ 732 vịng/phút Bộ mơn Thiết bị điện Bài tập • Bài tập 1.1 Điện áp ba pha 380V, 50Hz Tại thời điểm t = 6ms Tính usa, usb, usc, usα(=ud0) (usβ=uq0), |us|? Biết góc pha ban đầu θ0 = • Bài tập 1.2 Điện áp ba pha cấp cho nghịch lưu 380V, 50Hz Tính điện áp pha lớn mà nghịch lưu cung cấp cho động • Bài tập 1.3 Điện áp pha cấp cho nghịch lưu 220V, 50Hz Tính điện áp dây lớn mà nghịch lưu cung cấp cho động • Bài tập 1.4 Điện áp DC cấp cho nghịch lưu 460V Điện áp pha nghịch lưu cấp cho động 150V 50Hz Tại thời điểm t = 6ms Tính T1, T2 T0? Biết góc pha ban đầu θ0 = tần số đóng cắt nghịch lưu 20KHz Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Bài tập T1 = a T2 = b T0 = c Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Bài tập Động KĐB cực, 380V, nối Y, 50Hz, tốc độ định mức1450 vòng/phút Moment định mức động 40 N.m Động kéo tải có moment tải TL = 0.4*ωr (ωr tốc độ rotor)và áp dụng luật điều khiển V/f thông qua nghịch lưu -Tính tốc độ tối đa động -Với tốc độ trên, tính tần số nghịch lưu -Nếu tần số nghịch lưu 15 Hz, tính tốc độ động Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Minh hoạ (2*/4) Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện ... đổi Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Điều chế độ rộng xung Sine PWM Space Vector PWM Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ mơn Thiết bị điện Sine PWM – dịng điện AC Điều khiển máy điện. .. quay Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Vector khơg gian – dịng điện pha theo thời gian Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện +V PWM1 H S1 PWM2 H S3 PWM3 H S5 PWM1 L S2 PWM2 L... bị điện Điều khiển vịng hở dùng SVPWM Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ mơn Thiết bị điện Điều khiển vịng hở V/f dùng SVPWM (Fs = 10kHz, f1 = 60Hz) Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện