]guyérj -Phl]n? Quang Djttrjch Truyén döng dién thong minh * Dibu khién vector * Nhän dang, thich nghi tham sö' * Töi uu trang thåi * Vi Gu khién, vi xü tin hi$u Intelligent Electric Drives: the State of the Art Tin hiéu kich thich Dibu chinh döng Stator Nhän dang déng co NHÄ XIJÄ'T BÅN KHOA HOC vÄ KY THUÅT Nguyen Phùng Quang - Andreas Dittrich IIN Vt%N Truyên dêng dièn thông minh In lân thz'rba cô süa chira 14 NHÀ XUÂ'T BAN KHOA HQC vÀ HÀ Nôl - 2006 THUAT Ldi nói dâu C'n sâch dâu tiơn cula tâc gia gung vƠchih dƠnăy xuăt bân năm 1996 vói nƠi dung chih'u vƠcâc chđc cd bân CihahƠ thơ'ng ttulț dƠng.Nh8 câch diĨn dąt căc văn dƠgân găi vói th!ic tiČn, dă tiơp thu dơỵ vói ngi ung dung, cn sâch nói trơn dă glugjcbąn dec dóą nhân mât câch trân tręng Tuy nhiën, tă dó dơ'n dț sâu năm, n6u tinh chinh xâc tu diôm bât dâu â'p cuô"ry sâch văo năm 1993,dă chin năm trôi qua Trong không thČi gian dó, nhČ cac nƠ luc nghiơn cău vă phât triơn, trun dƠng dięn xoay chiƠuba pha dă dąt tói ,mtc dƠ gân nhli hoăn thięn vƠchăt Chinh vi vây, mƠtcn sâch mói cân phâi phân ânh đuęc thuc tv dó Do câc vơng diƠuchinh căp trơn (chu y6u lă diƠuchinh mơmen, tơc dƠquay vă vi tri) có nhięm vu chơ'ngu hę thơ"ngcd vơ căng da dąng, cuÓnsâch năy së chi tâp trung văo câc văn dƠchơ'ngu dƠngcd Khi thiơ't kơ' câc hę th6ng cd phiic hop, păng nhu tinh ,tôn tơỴ Itu gâc vƠngdiƠuchinh căa chńng, ky su thuČng xuăt phât tỵi câc dăc didm,19 tng căa cd chơ' chăp hănh ”TrundƠngxoay chiƠuba pha”, lą nhdng dăc diôm chi câc chđc, gân dƠngcd qu't dinh Câc chtc gân dƠngcd lă cd sƠcdagnơt hë trun dƠngvă có thƠ ditęc chia thănh hai nhóm nhut sau: Nhóm cóc tht tn cd sƠ nhu diƠuchinh dơng stator, diƠu chơ' vector ctięn âp vă quan Nhóm sât tỵithơng cóc tht tn nâng cao nhu nhân dąng vă thich nghi tham să, diƠukhiơn tơỵ Itu trąng thâi cńa dÔngcd Thuę tg cho thăy, mÔt hę -thĨng thơng thudng chi căi dăt nhóm thđ nhăt dă có thơ hoąt dƠngkhâ tơ't mă khơng cân Jđơ'nnhóm thđ hai Măt khâc, nČu mƠt hę thĨng dă có khâ hoąt dƠngkhâ tơ't dușc tich hqp thëm nhóm câc tht tôn pâng cao, chăt luqng căa dó së duęc nâng lën mƠt câch rơ ret Vi vây có thơ nói, mQt hę thơ'ng hoăn hâo ,phâi có câ hai nhóm chđc năng, vă mđC!thĨa măn dơi hĨi năy se thd hięn tinh thơng minh cua hę thơ'ng dó Sau giói thięu văn tăt vƠcău trńc căa mƠt hÔtruyÔn dÔngdięn3 xoay chiÔu ba pha (điÔu khidn theo phUdng phâp tva theo ,t1Xthông rotor) d chuong Ț, chudng trinh bây ky lng câc văn ctƠvƠdiƠu chơ'vđięnâp ba pha tren khơng gian vector Chitdng có nhiƠu Yi clkl thuc ți6n minh hpa, gińp bąn dQCc16dăng âp dung 19thu't, dƠngthdi giói thięu câ mƠt sơ' phuong thđc diƠu,chơ' dăc bięt Xuâ't phâț tu câc vă giân doąn phUdng trinh cd sd, chitdng dân dăt câc mô hinh liơn cĨa dƠng cd di bƠ rotor lƠng sóc vă cĨa dƠng cd ctƠngbƠ kich thich vinh ctu Chitdng trâ Idi câc câu hĨivƠdo dąc giâ tri thuc vă tva hitóng tỵt thơng Trong dó, câ văn dƠthu thâp giâ tri tĨcdƠquay khơng cân (Speed Sensorless Control) căng dușc dƠcâp tói Chitdng giói thięu chi tiơ't.phđdng phâp thiơ't kơ'khâu ctiƠuchinh yectpr dơng vói dƠnghęc vă dƠchinh xâc cao, x't phât tu câc hinh giân doąn cĨa dơỵ tuqng dƠngcd Câc thiơ't kơ' dó dă xćț tói câę diƠukiƠn biơn Căa hę thơ'ng nhlt ky thuat thu thåp giå tri thvc, hay inodule cåa vector diQn{p stator bi hen ché Viéc tv tham h6a thö'ng,tv thfch nghi tham sö'cüng nhd hånh d6u phåi dua trén Cåctham sö'thüAdd4c: khå näng tv dua våo Hoäc tå nhän måy hoäc tü phép nhån dang Off-line, vdi sv hö trq cåa Sd dd thay thé dưng cd ChUdng xü Ij cổn bé mång vå'n d6 Chddng giåi quyét vå'n dé nh4n dang vå thfch nghi trvc tuyé'n (On-line) hhng sö' thöi gian rotor, lå tham sö' phy 'thuöc nhiéu våo trqng thåi van hånh cåa döng cd (bäo höa tü, nhi+t dé cöng tåc), nhunglqi giü vai trö quyét chå'CIttqng cåa he thö'ng Cuöå dinh döå v6i dé chfnh xåc cåa g6c tua cüng, phåi hhå'n mqnh rhng: DG v6i mét h+' chå't Ittqng cao, vi#c nång hiéu quå tiét kiém näng luqng st dung td hqp "Bié'ntan/Döng cd" cüng c6 vai trö khöng phdn quan döåvdi nén kinh té' qu6c dån Khå näng tan dung töå da döng/åp må bién tan c6 thd cung cå'p cüng nhlt khå näng tan dung déng cd töå du vé momen quay hay t6i du ve hiéu suå't, dttqc thuc hién bÄngcåch diéu khidn cd muc tiéu tü thöng rotor, tüc •lä diéu khidn trqng thåi déng cd (chddng 8) Cåc phy luc tap hop d chüdng thuc hånh sé giüp bon doc bd sung mét sö'vå'n de can thiét he th6ng }Q1iviét, tåc giå dä cd ging trinh bay cåc vå'n dé mot cåch sång såa, gin v6i thuc tién.Tåc giå luön cht tréng khå näng fing dunk cåa cåc giåi phåp Vi vay, trinh tv thiét ké' dä duqc mö tå ky Iddng dé hidu bång cåc cöng thüc, hinh ånh, dd thi Phu lyc Cu6n minh hoa såch bit ngudn tü két quå nghién cüu vä phåt trién cåa hai tåc giå hdn mét th4p k} HÄu hé'tcåc ké'tquå d6 dä ditqc {p dung cöng nghiép, mét phÄn ditqc cå'pbäng phåt minh Hy vong cu6n såch sé dem 14icho ben doc khöng chi nhüng gqi j, mä cå nhüng giåi phåp thVc cho he th6ng må ben dQü6 dinh xåy dung dd tåc giå dua Tåc giå cåm dn TSKH Dittrich (Thuy Si) dä ddng cbån näm våo såch näy cåc 'néi dung cåa cuö'n såch Chung [1.6],xuå't 1999 toi CHLB Düc Xin cåm dn vq töi,TS Tran Thi Thu Hüdng, nguöi dä khöng chi luön nhÄn nei Chiudvng sv tré nåi gia dinh cåa tåc giå quå trinh viét, mä tim moi cåch hư Crqdéng vién tåc giå hộn thänh såch Cåm dn chi Nguyén Thi Ngqc Khué, Nhå xuå'tbån Khoa boc vä KYthu4t, dä kién tri chb dqi ngubi viét lién tuc Id hen giao såch, dä hö trq vå teo diéu kién dd såch nhänh init ben doc Dü dä dd4c viét khå Cdnth4n, cu6n såch kh6 trånh khdi' cön nhüng ben doc güi vé Nhå xuå't bån Khoa sai s6t MQiIbi g6p j,nh4n xét, hoc vä KY thu4t, hay vé Khoa Dien —iTruöng dqi hoc Båch khoa Hä Nöi, Xin chån thånh cåm dn Hä NQi, xuån Nhåm Ngo 2002 Tåc giå Tåi bån Iån thir nhät bån nhå, cu6n "Truyén dQng Sau dä hiéu dfnh mét sö'Ibi chd ddi gi vé nQidung Xin dien thöng minh" dugc tåi bån vä khöng c6 thay dung såch chån thänh cåm dn bon doc dä st Muc luc Löi n6i dåu r,'i 'j OBO Trang 1.1 1.2 1.3 2.1 2.2 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.5 2.5.1 2.5.2 2.6 3.1 3.1 3.1.2 3.2 3.2 Khåi quåt cå'u trüc cåa he truyén déng di#n xoay chiéu ba pha diéu khidn tVa theo tüthöng rotor Vector khöng giah he tQa dé 'tü thöng Cå'utrüc éåa he dléu khlén Wa theo Cdthöng roto Thi liéu tra cüu Diéu khidn ngh!ch lurutheo phlfdng phåp di6u ché' vector khöng gian Nguyén Ij diéu ché' Cåch tfnh vä xuå't thöi gian d6ng.ngÅt van Cåc hamqhé' cåa thu4t toån Vüng c6 fch vä vüng cå'm cåa mét phäng vector Tfnh ddng bé giüa di6u ché dien {p vä xü Ij s61iQu Anh huång cåa thöi gian an toän vä phüdng phåp bü Vf du ünÉ dung YQiéu ché' bÅng vi diéu khidn SAB 80C166 *Diéu ché' bÅngvi xü 19tin hiéu TMS320C20/C25 Diéu ché v6i mét cå'u hinh hai' vi xü•lj Cåc dang diéu chg déc biét Diéu' iché"hai nk1ånh van 11 13 18 20 20 22 23 25 27 30 36 40 Di@åché' ddng bé Tåi lieu tra cüu 42 Mö hinh déng cd phyc vu ké'cåc khåu diéu chinh vå khåu quan såt Khåi quå! vé phüdng thüf mö tå trén khöng gian 45 trqng thål Mö hinh trang thåi trén mién thöi gian Mb hinh trqng thåi giån doqn DQngcd di bé rotor löny s6c (DCDB) Mö hinh trqng thåi lién tyc cåa DCDBtrén he Wa dé stator cd dinh vå hé•toa d Addng bé tu thöng 43 45 45 47 53 54 3.2.2 3.3 3.3.1 3.3.2 3.4 3.5 4.1 4.2 4.3 4.3.2 4.4 4.42 4.4.3 4.5 5.1 5.2 5.3 5.3.1 Mö hinh trqng thåi giån doqn cåa DCDB Déng cd ddng bé kfch thich vinh cüu Mö hinh trqng thåi lién tuc cåa DCDBtrén 114toa dé ddng bé tu thöng Mö hinh trqng thåi giån doqn Cda DCDB 69 Quy It(3cChung cho mö hinh döng cåa cå hai loqi 72 74 déng co Thi liéu tra cüu 76 Cåc van dé giå tri thVc vå t!ta hudng theo tif thöng rotor Do döng dién stator Do töc dé quay Cåc khå näng tinh -töcdé quay khöng can Vi du truyön déng düng DCDBkhöng Cöcdé quay Vi du truyén déng düng DCDBkhöng tö'cdé quay Tua theo tü thöng vä cåc vå'n dö nÅy,sinh Nguyén täc tinh tü thöng rotor cua truyön déng sü dung DCDB Xåc dinh giå tn chu doo cho ichåu DC döng stator Cåc vän dé nåy Sinh ché' dé läm viéq giån doqn cüa he thöng diéu chinh Tåi liéu tra cüu Åp dét nhanh mömen quay trén cd så diéu chinh döng stator Khåi quåt vé cåc phüdng phåp diöu chinh döpg dä duqc sü dung Diéu kién bién th€ng, håmtruyén do! muc tiéu vå håm d4t cåa khåu diéu chinh Thié't ké' khåu DC vector döng stator c6 tö'c dé dåp ling hüu hqn Thiét ké' khåu DC co tö'c dé dåp üng tüc thbi (Dead- 77 78 80 86 89 95 97 98 104 105 109 113 114 125 129 l 130 Beat Response) tüc thbi giå tri thuc döng stator 5.3.2 62 69 Thiét ké' khåu DC co tö'cdé dåp fing tüc thbi (Dead- 134 Beat Response) tfch phån giå tri thuc döng stator 5.3.3 5.4 54.1 5.4.2 5.5 11 Thié't k6 khåu DC c6 t6c dé dåp üng hüu hop (Finite Response Time) Thié't ké' khåu DC trqng thåi vector döng stator co tö'cdé dåp üng hüu hon Ma !rån hdi tiép trqng thåi K Nia tr#n lec dhy vå9 V Xü 19khi dien åp stator di våo gidi hon 136 137 138 140 5.5.1 5.5.2 5.6 Såch luqc quy ddi gidi hon module cåa vectOr dien åp sang cåc thånh phÄn Såch litQchiéu chinh ngttqc dä gidi hqn diéns{p Tåi liéu tra cüu 6.2.1 Sd d6 thay thé'vå cåc phtfdng phåp thu th#p tham s6 he thöng Sd db thay thé vdi tham sö' hÅng Sd db thay thé cåa måy dién di bé rotor 16ngsoc Sd dd thay thé' dong chü T Sd dd thay thé' dqng chü H dåo Sd dd thay thé' dang chü H Sd dd thay thé' cåa måy dien ddng bé Mö hinh h6a cåc phan tü phi tuyén cåa måy dien di bé rotor Idng söq Tön hao sät tü 6.2.2 Hiéu 6.2.3 Hién tuqng bä 6.2.4 Cåc tham sư' q dé 6.3 Tinh tổn tham 6.3.1 6.3.2 6.3.3 Tinh tham sö' biét COS(P dö'i vdi DCDB Tinh tham sö' khöng bié't coso dö'i v6i DCDB Tinh tham sö' d6i v6i DCDB 6.1 6.1.1 6.1,1.1 6.1.1.2 6.1.1.3 6.1.2 6.4.1 $.4.2 6.4.3 üng dä n döng vå dä n tü thöng höa sät tü sö'tü nhä n déng cd Nhön dong tham sö'DCDBkhi déng cd düng im Md dhu Déc tinh döng åp cåa nghich Idu, dien trå stator vå dien cåm tan quå dé Nh4n dong dien cåm vå dien trå rotor bäng phüdng phåp déc tinh tan sö Cd Sd 19 thuyé't vä üng dung dd nhån dong dien trå 145 151 153 157 158 158 158 160 161 162 162 163 166 170 175 176 177 180 181 182 182 184 186 186 rotor, dien cåm tån 6.4.3.2 Chon tö'i du tan sö' kfch thfch trén cd så phddng phåp häm nhåy 191 6.5 D4c diém cåa nh#n dqng dien cåm chfnh (hd cåm) vä dddng däc tinh tü höa Nh4n dong dien cåm stator bÅng döng mét chiCu Täi lieu tra cüu 197 7.1 7.2 7.3 Thich nghi trVc tuyén hång sö' thdi gian rotor cåa déng cd di bé Dät vå'n dé thö'ng h6a cåc phddng phåp thfch nghi 14 Thfch nghi dien trå rotor theo phddng phåp mö hinh 7.3.1 Khåu 7.3.2 Mö hinh sai sö 6.4.3.3 quan såt vä döng hQC he thö'ng 193 194 197 203 207 208 211 111 7.3.2.1 7.3.2.2 Mö hinh dién {p stator 713.3 DOnhöy tham sö' Anh hudng cüa tdn hao sit tü Thfch nghi d ché dé xåc lap vå ché' dé déng Täi liéu tra cüu 7.3.4 7.3.5 8.1 8.2 8.3 8.3.1 8.3.2 8.3.3 8.3.4 8.3.5 8.5 8.6 9.1' 9.2 9.3 9.4 9.5 10 10.1 10.2 Mö hinh cöng suå't Diéu khién töi uu trqng thåi Cia he th6ng truyén déng dien di bé Dät vå'n dé Såch luqc diöu khién töå du hiéu suå't (töådu tdn hao) Såch luqc diöu khién töå 211 214 216 220 222 226 229 229 230 mömen quay Dåi töc dö danh dinh Dåi tö'c co suy giåm tü thöng phia cao Dåi töc dé co suy giåm tü thöng phia thå'p Lu4t diéu khién Chung cho ché' dé can xåc lap Déng hoc mưmen nghich lüu md hổn tộn 233 233 237 241 244 247 So sånh cåc såch Iddc töå du 251 Diéu chinh tü thöng rotor Täi liéu tra cüu 254 257 Phu luc ChuÅn h6a —Bddc chudn bi lap trinh quan Vi du minh hqa giån doqn höa mö hinh d muc 3.1.2 Vé vå'n dé üng dung phüdng phåp binh phUdng sai phån bé nhä't Döi Ibi két thüc Tåi liéu tra cüu 259 259 262 264 KY hi#u vå chüviét•tåt 275 275 277 K' hiéu Cåc chü vié'ttät Danh muc tütra cim 267 273 ...Nguyen Phùng Quang - Andreas Dittrich IIN Vt%N Truyên dêng dièn thông minh In lân thz'rba cô süa chira 14 NHÀ XUÂ'T BAN KHOA HQC vÀ HÀ Nôl - 2006 THUAT Ldi nói dâu... năy se thd hięn tinh thơng minh cua hę thơ'ng dó Sau giói thięu văn tăt vƠcău trńc căa mƠt hƠtrun dÔngdięn3 xoay chiÔu ba pha (điÔu khidn theo phUdng phâp tva theo ,t1Xthông rotor) d chuong Ț,... lyc Cu6n minh hoa såch bit ngudn tü két quå nghién cüu vä phåt trién cåa hai tåc giå hdn mét th4p k} HÄu hé'tcåc ké'tquå d6 dä ditqc {p dung cöng nghiép, mét phÄn ditqc cå'pbäng phåt minh Hy vong