THÔNG TIN TÀI LIỆU
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI BÁO CÁO THIẾT KẾ MƠN HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG (NHĨM 6) Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Hoàng Nguyễn Thủy Tiên Lê Đình Lâm Nguyễn Tiến Dũng Bùi Thị Thanh Hiền Nguyễn Huy Hoàng Người hướng dẫn: TS Võ Thanh Hà HÀ NÔI, 2022 h Mục Lục Mục Lục Bài 1: Thiết kế hệ truyền động điện điều chỉnh tốc độ quay cho động điện một1 Giới thiệu cấu tạo nguyên lý làm việc động MCKTĐK 1.1 Cấu tạo động chiều KTĐK: .1 a) Phần tĩnh: b) Phần ứng: 1.2 Nguyên lí hoạt động động chiều kích từ độc lập Phương trình tốn học, phương trình trạng thái a) Mơ hình tốn học động chiều kích từ độc lập b) Mô hình trạng thái động chiều kích từ độc lập Thiết kế điều khiển dòng điện, tốc độ - PI - Tổng hợp mạch vòng dòng điện bỏ qua sức điện động động 10 - Tổng hợp mạch vòng tốc độ 11 Mô Matlab 12 Đánh giá kết .13 Bài 2: Thiết kế hệ truyền động điện điều chỉnh tốc độ quay cho động điện xoay 15 Giới thiệu cấu tạo nguyên lý làm việc động KĐBRLS 15 1.1 Cấu tạo rôto lồng sóc 15 1.2 Nguyên lý hoạt động motor roto lồng sóc 15 Phương trình tốn học, phương trình trạng thái 16 Thiết kế điều khiển dòng điện, tốc độ - PI 23 3.1 Nguyên lý điều khiển vector 23 3.2 Thiết kế điều khiển dòng điện 24 3.3 Thiết kế điều khiển tốc độ .26 Mô Matlab 27 Đánh giá kết .30 h Bài 1: Thiết kế hệ truyền động điện điều chỉnh tốc độ quay cho động điện chiều kích từ độc lập sử dụng biến đổi DC/DC+ chooper: Giới thiệu cấu tạo nguyên lý làm việc động MCKTĐK Phương trình tốn học, phương trình trạng thái Thiết kế điều khiển dòng điện, tốc độ - PI Mô Matlab Đánh giá kết Số liệu: Chọn thông số cho động điện chiều - Công suất định mức: Pdm = 25 (kW) - Điện áp định mức: Udm = 280 (V) - Tốc độ định mức ndm =1150(v/ph) - Hiệu suất định mức: ηdm = 90% - Điện cảm L=0.55 H - Mô men cản: Mc =40 Nm - Mơ men qn tính: J= kg/m Bài làm Giới thiệu cấu tạo nguyên lý làm việc động MCKTĐK 1.1 Cấu tạo động chiều KTĐK: Cấu tạo vật lí động chiều gồm có hai phần: Phần tĩnh (Stator) hay gọi phần cảm Phần quay (Rotor) hay gọi phần ứng a) Phần tĩnh: Phần tĩnh hay phần cảm phần nhận lượng điện chiều để tạo từ trường kích từ máy Cực từ phận sinh từ trường, gồm có lõi thép dây quấn kích từ lồng ngồi lõi thép cực từ, dịng điện chạy dây quấn kích từ cho cực từ tạo có cực tính liên tiếp ln phiên Cực từ làm thép kỹ thuật điện ép lại, tán chặt gắn vào vỏ máy nhờ bulông h 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 Cực từ phụ đặt cực từ dùng để cải thiện đổi chiều Lõi thép cực từ phụ thường làm thép khối gắn vào vỏ máy nhờ bulơng Hình 1.2 Gơng từ dùng làm mạch từ, nối liền cực từ đồng thời dùng làm vỏ máy Trong máy điện nhỏ thường làm thép uốn hàn lại, máy điện lớn thươngdùng thép đúc Các phận khác gồm có nắp máy cấu chổi than Cơ cấu chổi than để đưa điện từ phần quay ngồi gồm có chổi than đặt hộp chổi than nhờ có lị xo ép chổi than nên chổi than tì chặt lên cổ góp b) Phần ứng: Phần ứng máy điện chiều gồm lõi thép, dây quấn phần ứng, cổ góp trục máy Lõi thép phần ứng dùng để dẫn từ Nó hình trụ thường làm thép kỹ thuật điện dày 0,5 mm, hai mặt có phủ sơn cách điện mỏng ghép lại Các thép dập lỗ để gắn rôtor với trục lỗ thơng gió Mặt ngồi lõi thép dập rãnh để đặt dây quấn phần ứng 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 h 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 Hình 1.1: Lõi thép Rơto cổ góp động điện chiều Dây quấn phần ứng phần sinh sức điện động có dòng điện chạy qua Dây quấn phần ứng thường làm dây đồng có bọc cách điện, gồm nhiều phần tử mắc nối tiếp với nhau, đặt rãnh phần ứng tạo thành nhiều vịng kín Cổ góp (vành góp hay cịn gọi vành đổi chiều) dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành dịng điện chiều gồm nhiều phiến đồng hình nhạn ghép thành khối hình trụ, cách điện với cách điện với trục máy 1.2 Nguyên lí hoạt động động chiều kích từ độc lập Khi cho điện áp chiều U vào hai chổi điện A B, dây quấn phần ứng có dịng điện Các dẫn ab cd mang dòng điện nằm từ trường chịu lực tác dụng tương hỗ lên tạo nên momen tác dụng lên rotor, làm rotor quay Chiều lực tác dụng xác định theo qui tắc bàn tay trái Khi phần ứng quay nửa vịng, vị trí dẫn đổi chỗ cho Nhờ có phiến góp đổi chiều dòng điện, nên dòng điện chiều biến đổi thành dòng điện xoay chiều đưa vào dây quấn phần ứng, giữ cho chiều lực tác dụng không đổi, lực tác dụng lên rotor theo chiều định, đảm bảo động có chiều quay khơng đổi Phương trình đặc tính cơ: Là phương trình biểu thị mối quan hệ tốc độ (n) mơmen (M) động có dạng chung : ω= U u R u+ R f − ¿¿ KΦ (1.1) 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 h 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 Thơng qua phương trình này, ta thấy phụ thuộc tốc độ động vào momen động thong số khác (mơmen, từ thơng…), từ đưa phương án để điều chỉnh tốc độ động với phương án tối ưu Với điều kiện Uư = const, It = const từ thộng động khơng đổi, quan hệ tuyến tính đường đặc tính động đường thẳng Thường dạng đặc tính đường thằng mà giao điểm với trục tung ứng với mômen ngắn mạch cịn giao điểm với trục hồnh ứng với tốc độ không tải động Người ta đưa them đại lượng β= ΔM để đánh giá độ cứng Đặc tính dốc Δω cứng ( β lớn) tức mômen biến đổi nhiều tốc độ biến đổi ngược lại Đặc tính dốc mềm tức mơmen biến đổi tốc độ biến đổi nhiều (3) 2 (2) 1 AM (1) M Hình 1.3 Để hiểu nguyên lý lựa chọn phương pháp điều chỉnh tối ưu, trước hết ta xét đặc tính động điện Đó quan hệ tốc độ quay với momen (hoặc dịng điện) động - Đặc tính tự nhiên động cơ: Nếu động vận hành chế độ định mức (điện áp, tần số, từ thông định mức không nối them điện kháng, đienj trở vào động cơ) Trên có điểm làm việc định mức có giá trị Mđm, ωđm 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 h 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 - Đặc tính nhân tạo động đặc tính ta thay đổi tham số nguồn nối thêm điện trở, điện kháng - Để so sánh đặc tính với nhau, người ta đưa khái niệm độ cứng đặc tính β= - ΔM (tốc độ biến thiên mơmen so với vận tốc) Δω Đặc tính động điện chiều kích từ độc lập Sơ đồ kích từ độc lập thể đây: + - U E Rf Ckt I Rkt Ikt + Ukt - Hình 1.4 Phương trình đặc tính Uư = Eư + (Rư + Rf) Iư (1.2) Trong đó: Uư: điện áp phần ứng (V) Eư: sức điện động phần ứng (V) Rư: điện trở mạch phần ứng (Ω ) Rf: điện trở phụ mạch phần ứng (Ω ) Iư: dòng điện mạch phần ứng (A) Suất điện động Eư tính Eư = P.N ϕ ω=kϕ ω πa (1.3) K: hệ số cấu tạo động ϕ : từ thơng kích từ cực ω : tốc độ góc Nếu bỏ qua tổn thất tổn thất thép ta có Mtt = Mdc = M (1.4) 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 h 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 Mtt = kϕ Iư ω= (1.5) U u Ru + R f − ¿¿ kϕ (1.6) Giả sử ϕ = const ta có đồ thị đặc tính có dạng hình 1.3 ®m ®m M nm Hình 1.5 Khi ω =0 ta có : I= Và U =I nm R u + Rf M = kϕ Inm = Mnm (1.7) (1.8) Inm Mnm dịng mơmen ngắn mạch → Ta có mơ hình động điện chiều: Hình 1.6 Mơ hình đối tượng Phương trình tốn học, phương trình trạng thái 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 h 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 a) Mơ hình tốn học động chiều kích từ độc lập (Xét trường hợp từ thơng khơng đổi) - Phương trình điện áp mạch phần ứng: V a ( t )=e a ( t ) + Ra i a ( t )+ La - (2.2) Phương trình momen điện từ: M e ( t )=K m ⋅ϕ ⋅i a ( t ) - (2.3) Phương trình mơ tả quan hệ điện cơ: M e ( t )−M c ( t )= j - (2.1) Suất điện động cảm ứng rotor: e a (t)=K e ϕ ω ( t ) - d ia ( t ) dt dω ( t ) dt (2.4) Chuyển phương trình điện áp mạch phần ứng từ miền thời gian sang miền Laplace: V a ( s )=E a ( s ) + R a I a ( s ) + La s I a ( s) (2.5) - Chuyển phương trình suất điện động cảm ứng rotor từ miền thời gian sang miền Laplace: Ea (s)=K e ϕ ω ( s ) (2.6) - Thay (2.6) vào (2.5) phương trình ta rút phương trình dịng điện: I a ( s )= - V a ( s ) −K e ϕ ω ( s ) (2.7) La s+ R a Tương tự, từ (2.3) (2.4) ta rút phương trình tốc độ quay: ω ( s) = K m ⋅ ϕ ⋅ I a ( s ) −M c ( s ) j⋅ s 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 h 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 b) Mơ hình trạng thái động chiều kích từ độc lập V a ( t )=K e ϕ ω ( t ) + R a i a (t ) + La K m ϕ i a ( t ) −M c ( t )= j - dω ( t ) dt Sắp xếp phương trình biến trạng thái ia ( t ) ω ( t ): { d i a (t ) R a K ϕ = i a ( t )− e ω ( t ) + V a ( t ) dt La La La dω ( t ) K m ϕ = ia ( t ) + M c ( t ) dt j j [ ][ −R a d i a (t ) dt = La Km ϕ dω ( t ) dt j - d ia ( t ) dt −K e ϕ La ] [ ][ −1 La [ ] i (t ) a + ω(t) 0 −1 j V a (t ) M c (t) ] Chọn vecto trạng thái vecto đầu vào: X =[ i a ( t ) ω ( t ) ] T U =[ V a ( t ) M c ( t ) ] T X˙ =AX + BU 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 h 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 −3 mM = z p|Ψ s × i s|sign(sin φ s )= z |Ψ ×i | sign( sin φr ) 2 p r r (2.4) −3 mM = z p I m { Ψ s∗i s }= z I {Ψ ∗i } 2 p m s s - (2.5) Phương trình chuyển động: mM =m W + J dω z p dt (2.6) Mơ hình liên tục động không đồng hệ tọa độ αβ Dịng điện từ thơng quy đổi từ hệ quy chiếu rotor sang hệ quy chiếu stator theo phương trình sau: (2.7) i rr=i rs e− jθψ rr =ψ sr e− jθ Thay vào (2.2) ta thu phương trình: 0=Rr i sr + (2.8) s d ψr − jωψ rs dt Kết hợp với hai phương trình (2.1) (2.3) ta hệ phương trình sau: { (2.9) s d ψr ¿ U =R i + dt s d ψ s r s ¿ 0=R r i r + − jω ψ r dt s s s ¿ ψ s=L s i s + Lm i r r s s s s s s s ¿ ψ r=Lm i s + Lr i r Trước hết ta khử số đại lượng không quan trọng hệ Đó là: dịng (khơng đo được) mạch điện rotor i sr từ thông stator ψ ss Từ hai phương trình từ thơng ta có : s i r= Lm s s s s s s (ψ r −Lm i s ); ψ s=Ls i s + (ψ r −Lm i s) Lr Lr (2.1) (2.2) (2.3) (2.4) (2.5) (2.6) 18 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 h 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 (2.7) (2.8) (2.9) (2.10) Thay i srvà ψ ss vào hệ (2.9) ta được: { s s d i s Lm d ψ r ¿U =R i + σ Ls + dt Lr dt s −Lm s s d ψr ¿ 0= i +( − jω)ψ r + Tr r Tr dt Trong đó: σ =1− s s s s s (2.11) Lm Ls Lr ; T s= ; T r = L s Lr Rs Rr Sau vài biến đổi (2.11) ta thu hệ phương trình viết dạng thành phần sau: { ( ( ) ) d i sα 1−σ 1−σ ' 1−σ ' =− + i + ψ + ω ψ rβ + u dt σ T s σ T r sα σ T r rα σ σ Ls sα d i sβ 1−σ 1−σ 1−σ ' ' ¿ =− + i + ω ψ rα + ψ + u dt σ T s σ T r sβ σ σ T r rβ σ Ls sβ ¿ ' (2.12) d ψ rα 1 ' ' ¿ = i sα − ψ rα −ω ψ rβ dt Tr Tr ' d ψ rβ 1 ¿ = i sβ +ω ψ 'rα − ψ 'rβ dt Tr Tr Để hồn thiện mơ hình động khơng đồng ta bổ xung thêm phương trình momen có sử dụng thành phần αβ Ta rút i sr từ phương trình cuối hệ (2.12) thay vào (2.5) Từ thu phương trình sau: Lm ' ' m M = p (ψ rα i sβ−ψ rβ i sα ) Lr 1−σ (2.13) Đặt σ T + σ T = Tσ , Laplace hóa phương trình (2.12) (2.13) ta thiết lập s r công thức mô tả động hệ tọa độ αβ : 19 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 h 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 { ( ) ¿ s+ ωψ ( T1 ) i = −1−σ σ - ¿ s+ (2.14) 1−σ ' 1−σ i sα= ψ rα + ωψ 'rβ + u Tσ σ Tr σ σ Ls sα sβ σ ' rα + 1−σ ' ψ rβ+ u σ Tr σ L s sβ ¿ ( 1+ T r s ) ψ rα =Lm i sα−T r ω ψ rβ ¿ ( 1+T r s ) ψ rβ=Lm i sβ+ T r ω ψ rα Mơ hình động hệ tọa độ αβ: Mơ hình động không đồng hệ tọa độ αβ Mơ hình liên tục động khơng đồng hệ tọa độ dq Do góc lệch hệ tọa độ dq αβ θ s nên ta có phương trình: s f us = us e j θs s f j θs f s ; i s = i s e ;w s = w s e j θs d Ψ ss d Ψ fs j θ f jθ ; = e + jω s Ψ s e dt dt s (2.15) s Thay vào phương trình (2.1) ta được: f f u s=R s i s + f dΨr f + j ωs Ψ r dt (2.8) (2.9) (2.10) (2.11) (2.12) 20 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 h 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 (2.13) (2.14) (2.15) (2.16) Gọi θr góc lệch hệ tọa độ dq hệ tọa độ rotor, ta lại có: r r f r j θr f r r r i = i e ;w = w e j θr d Ψ rr d Ψ fr j θ f jθ ; = e + jω r Ψ r e dt dt s r (2.17) Thay vào (2.2) ta được: (2.18) d Ψ rr f 0=R i+ + j ωr Ψ r dt f r r dq: Từ (2.11) (2.12) (2.3) ta có hệ phương trình mơ tả động hệ tọa độ { f Ψ rf =Lm i fs + Lr i fr ' Làm tương tự với hệ tọa độ αβ , đặt ψ rd = { ( (2.19) d Ψr + j ω s Ψ fr dt r f dΨ r 0=Rr i r + + j ωr Ψ rf dt Ψ fs=L s i fs + Lm i fr ufs =Rs i fs + ) ψ rd ta thu được: Lm di 1−σ 1−σ ' 1−σ ¿ sd =− + i sd+ ωs i sq + ψ rd + ω ψ rq + u dt σ Ts σ Tr σ Tr σ σ L s sd d i sq 1−σ 1−σ 1−σ ' ¿ =−ω s i sd − + i sq− ω ψ rd + ψ rq + u dt σ Ts σ Tr σ σ Tr σ Ls sq d ψ rd Lm ¿ = i sd − ψ rd + ωr ψ rq dt Tr Tr d ψ rq Lm ¿ = i sq −ωr ψ rd − ψ rq dt Tr Tr ( ) Do ta chọn trục d trùng với vector ψ r nên ψ rq = Phương trình momen hệ tọa độ dq là: 21 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 h (2.20) 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 Lm ' ' mM = z p ψ rd i sq = z p (1−σ ) Ls ψ rd i sq Lr (2.21) Laplace hóa hệ phương trình (2.20), ta được: { ( - ( ) 1−σ ' usd + p i sd=ω s i sq + ψ + Tσ σ T r rd σ Ls usq 1−σ ' + p i sq=−ωs i sd − ω s ψ rd + Tσ σ σ Ls ) (2.22) i sd =ψ 'rd ( 1+ p T r ) i sq=ψ 'rd T r ωr Mơ hình động hệ tọa độ dq: Hệ phương trình (2.20) viết lại dạng mơ hình trạng thái sau: d xf f f f f f =A x + B us + N x ω s dt Trong đó: f x : vector trạng thái f u s: vector đầu vào: x = [ i sd ,i sq , ψ rd , ψ rq ] fT ' ' u fT s =[ u sd , u sq ] 22 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 h (2.23) 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 Tương tự hệ tọa độ αβ hai ma trận hệ thống A f ma trận đầu vào Bf rút từ mơ hình trạng thái (2.24) Từ ta có mơ hình trạng thái phi tuyến yếu ĐCKĐB hệ tọa độ dq sau: Mơ hình trạng thái dạng phi tuyến yếu ĐCKĐB hệ tọa độ dq Ta xây dựng hệ điều khiển vector hệ tọa độ dq Như động phải biểu diễn dq, lượng đặt ω i sd Ta xác định góc pha từ thơng rotor: θ s=ar ctg ψ rβ =θ0 +∫ ω s dt ψ rα (2.24) Vì hệ tọa độ dq gắn vào vector từ thơng rotor nên ta có: { d ψ rq =0 dt ¿ ψ rd =ψ r=const ¿ ψ rq = (2.25) Qua mơ hình động xây dựng hệ tọa độ dq nên ta có: { Lm i 1+s T r sd L i ¿ ω r= m sq T r ψr ¿ ψ r= (2.26) Mà ω s=ω+ω rnên ta có: θ s=θ0 +∫ ω s dt 23 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 h (2.27) 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 Thiết kế điều khiển dòng điện, tốc độ - PI 3.1 Nguyên lý điều khiển vector Đối với động khơng đồng rotor lồng sóc ta khơng thể can thiệp vào dịng điện rotor Hạn chế giải phương pháp điều khiển vector Nguyên lý điều khiển vector dựa ý tưởng điều khiển động chiều Sự tương tác điều khiển động chiều điều khiển vector Đối với động chiều, bỏ qua tác dụng phản ứng phần ứng bão hòa mạch từ ta có phương trình momen: ' M =K ϕ m I u =K I kt I u Qua phương trình ta thấy từ thơng ϕ m động phụ thuộc vào dịng điện kích từ I kt Như vậy, việc điều khiển dòng kích từ ta điều khiển ϕ m Ở điểm xác lập, động làm việc ổn định, từ thông giữ ổn định giá trị khơng đổi, momen quay tỷ lệ với dịng I u phần ứng Để áp dụng điều cho việc điều khiển động không đồng ta cần đặt động hệ tọa độ quay đồng với tốc độ quay Với việc đặt hệ tọa độ quay đồng với tốc độ quay, đại lượng dịng điện, điện áp từ thơng đại lượng chiều tách thành hai thành phần nằm hai trục vng góc Do trục d hệ tọa độ trung với trục từ thông rotor ψ r , thành phần trục q từ thông đi, ta thu quan hệ sau: ψ rd = mM = Lm i 1+ s T r sd Lm z ψ i Lr p rd sq 24 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 h (*) 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 Từ phương trình (*) cho ta thấy từ thơng rotor tăng giảm gián tiếp thơng qua việc điều chỉnh dịng điện i sd Tuy nhiên quan hệ i sd ψ r quan hệ quán tính bậc có trễ với số thời gian T r Nếu thành cơng việc áp đặt nhanh, xác dịng isd ta coi i sd đại lượng điều khiển từ thông rotor Ở i sd giống dịng kích từ i kt động chiều kích từ độc lập với vai trị đại lượng điều khiển từ thơng Tại vị trí xác lập, động làm việc ổn định, từ thông giữ ổn định, momen quay M động điều khiển thơng qua việc điều khiển dịng điện i sq Tương tự, thành công việc áp đặt nhanh, xác dịng i sq ta coi i sq đại lượng điều khiển momen động So sánh với động chiều dịng điện isq tương ứng với dịng điện phần ứng i u có tác dụng tạo momen quay Từ ta thấy có hai phương pháp điều khiển tách rời hai thành phần dòng điện stator: Điều khiển từ thông ψ r cách thay đổi dòng i sd Điều khiển tốc độ ω cách thay đổi dòng i sq 3.2 Thiết kế điều khiển dòng điện Kφ= U đm−I đm∗R 400−89,3∗0,157 =1,293 = 298,43 ω đm ω đm= nđm 2850 =298,43 (rad/s) = 9.55 9,55 U đm 280 Rư = (1−ηđm ) =0.5*0.1* =0.157 (Ω) 89.3 I đm Ls = Lm + Lσs = 0,1608 +0,004342= 0,165142 (H) Lr = Lm + Lσr = 0,1608 + 0,004342 = 0,165142 (H) T s= Ls / R s =0,165142/ 0,0195 = 8,4688 T r= Lr / Rr =0,165142/ 0,0195 = 8,4688 σ = 1- Lm^2/( Ls∗Lr ¿ = 0,0519 T nl= 0,001 K nl = 20 25 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 h 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 Dựa vào phương trình dịng điện i sd : ( ) 1−σ d i sd 1−σ 1−σ u ω φ rd + = - σ T + σ T i sd+ω s i sq+ σ T φrd + σ Ls sd σ dt s r r Từ phương trình trên, khử thành phần ω s i sq bỏ qua thành phần tác động chéo, phương trình trở thành: ( ) 1−σ d i sd 1−σ = - σ T + σ T i sd+ σ T φrd + σ L u sd dt s r r s φrd Thay φ rd = ; φ rd = Lm∗¿ i sq ta phương trình sau: Lm d i sd −1 i sd + u =¿ σ T σ Ls sd dt s Laplace hai vế ta phương trình: −1 I U σ T s sd + σ Ls sd 1 s+ σ T I sd = σ L U sd s s I sd = * s+ U sd σ Ls σTs s I sd = ( ) Hàm truyền hở: F h=Ri P= Rrl T a s+1 * * R s (1+σ T s s ) 1+ T rl s Tbs Chọn T ∝ = σT s , suy Hàm truyền hệ kín: K rl F k =¿ = R s T b s s + R s T b s+ R s T b s(1+T rl s)+ K rl K rl K rl Sử dụng phương trình tối ưu module, ta đặt hàm chuẩn: F ch = 2T c ∗s +2 T c s +1 2 Cân phương trình F k =F ck ta có hệ : R s T b T rl =2T c2 (1) K rl R s Tb =2T c K rl (2) (1) => T c=T rl 26 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 h 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 (2) => T b= 2T rl K rl Rs Từ (1) (2) ta tìm : T b= K i (3) T a= Kp (4) Ki Từ (3) (4) => K i = Rs 0,0195 = = 0,4875 2T cl K cl 2∗0,001∗20 K p =σT s Rs 0,0195 = 0,0519*8,4688 = 0,2143 2∗0,001∗20 2T cl K cl Nhận xét : nhận thấy , mạch vòng dòng điện I sd v I sq giống nên ta tổng hợp điều khiển dòng I sq tương tự điều khiển dòng I sd Vậy điều khiển dòng điện Risd = Risq = Ri = K p + 3.3 Ki 0,4875 = 0,2143 + s s Thiết kế điều khiển tốc độ Nếu điều khiển dịng điện điều khiển tốt thành phần từ thông Ψ ' rd coi không đổi * p Mạch vòng điều khiển tốc độ DCKĐB xoay chiều pha Đối tượng mạch vòng tốc độ : F ki φ ' rd Lm p P= Lr J s Trong : F ki hàm truyền hệ kín mạch vịng dịng điện F ch= xấp xỉ thành bậc : F ch = 2T c s+1 φ rd Lm = φ rd = φ rd0 = I ds∗Lm 27 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 h 2T c ∗s +2 T c s +1 2 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 Do ta có: 3φ L p P = rd m * 2T s+1 Lr J s c Đặt K = φrd Lm p Lr J => P= K0 s 2T c s+1 Sử dụng phương pháp tối ưu đối xứng, ta chọn hàm chuẩn bậc F ch = 1+ T cl 2 3 1+ T cl s +8 T cl s +8 T cl s Ta tính : Rw = 1+ T cl s T c +1 F ch = (1−F ch )P T cl s(1+T cl ) K Chọn T cl=2T c=2 T bd , ta : Rw = { 1+ T cl s 1 = + K T cl s K +T cl K T cl s 1 = =1,0235 T cl +2 K 2∗0,001+2∗0,4875 1 K pw = = =256410 2 T cl K 8∗0,001 ∗0,4875 K iw = Mô Matlab - Do xét trường hợp ĐCKĐB vùng tốc độ định mức φ rd số, φ rd= φrd = const, Khi điều khiển động khơng đồng tồn vòng điều Lm - khiển Mơ hình tổng quan: 28 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 h 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 %Thong so dong co Pdm=3500; %w f=50; %Hz U=400; %V n=2850; %rpm J=1; %Kg*m2 cosPHI=0.86; p=1; IsN=4.7; %A Rs=0.0195; %ohm 29 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 h 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 Rr=0.0195; %ohm Lm=0.37; %H Ls_sigma=0.0043; %H Lr_sigma=0.0043; %H % tinh toan thong so Ls=Ls_sigma+Lm; Lr=Lr_sigma+Lm; o=1-((Lm^2)/(Ls*Lr)); Ts1=Ls/Rs; Tr=Lr/Rr; IsdN=sqrt(2)*IsN*sqrt(1-cosPHI); IsqN=sqrt(2*IsN^2-IsdN^2); Isd_max=2.0*IsdN; Isq_max=1.5*IsqN; Te_N=(3/2)*p*(1-o)*Ls*IsdN*IsqN; %Constant T=1e-4; Ts=1e-4; %Tinh toan bo dieu khien Knl=22; Tnl=0.001; %Ri Kpi=o*Ls/(2*Knl*Tnl); Tii=o*Ts1; %Rw isd0=5; fir_rd=Lm*isd0; K1=3*fir_rd*Lm*p*p/(2*Lr*J); Kpw=1/(2*K1*2*Tnl)+5; Kiw=1/(8*K1*(2*Tnl)*(2*Tnl))-1; Tiw=Kpw/Kiw; %Luenberger h11=T/(o*Ls); phi11=1-(T/o)*((1/Ts1)+(1-o)/Tr); phi13=((1-o)/o)*T/Tr; phi14=(1-o)/o*T; phi31=T/Tr; phi33=1-(T/Tr); k=1.4; k1=-((k-1)/o)*(1/Tr+1/Ts); k2=k-1; k3=((k-1)/(1-o))*(1/Tr-k/Ts); k4=(k-1)*o/(1-o); 30 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 h 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 Đánh giá kết Chế độ làm việc tiêu biểu động khảo sát thông qua kịch mô sau: Thời điểm ban đầu khởi động tạo từ thông Tại t = 0.4s, tăng tốc lên đến giá trị định mức 150 rad/s ( khoảng 1400 vòng/ phút) Tại t= 0.9 s ta đưa Mc =5 Nm vào Tại t = 1s, thực đảo chiều quay động xuống đến tốc độ -150 rad/s (1400 vòng/ phút) Taị t = 2s tốc độ giảm Kết mơ tốc độ: Tốc độ quay nhanh chóng đưa lên giá trị đặt khoảng thời gian ngắn (0.2s trình khởi động 0.4s trình đảo chiều) Khi đưa tải vào ta thấy tốc độ có giảm lại ổn định bám theo giá trị đặt Đồ đáp ứng momen động momen đặt: 31 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99 h 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66 37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99
Ngày đăng: 08/09/2023, 00:22
Xem thêm: