Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm

SỞ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH THÀNH ĐỒN TP HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH VƯỜN ƯƠM SÁNG TẠO KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TRẺ \[ * \[ BÁO CÁO NGHIỆM THU (Đã chỉnh sửa theo góp ý Hội đồng nghiệm thu ngày 20 tháng năm 2009) NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH BỘ BIẾN TẦN CHO PHỊNG THÍ NGHIỆM CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: TRẦN CƠNG BINH CƠ QUAN CHỦ TRÌ: Trung tâm Phát triển Khoa học Công nghệ Trẻ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 5/ 2009 Nghiên cứu chế tạo mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm BÁO CÁO NGHIỆM THU Tên đề tài: NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH BỘ BIẾN TẦN CHO PHỊNG THÍ NGHIỆM Chủ nhiệm đề tài: Trần Công Binh Cơ quan chủ trì: Trung tâm Phát triển Khoa học Cơng nghệ Trẻ Thời gian thực đề tài: 12.2005-12.2006 Kinh phí duyệt: 50 000 000 đ Kinh phí cấp: theo TB số: TB-SKHCN ngày / / Mục tiêu: (Theo đề cương duyệt) ƒ Xây dựng mơ hình biến tần phục vụ thí nghiệm nghiên cứu khoa học cho sinh viên, học viên cao học nghiên cứu sinh Việt Nam lĩnh vực điều khiển truyền động điện đại Nhằm mục đích trang bị cho sinh viên kỹ thuật điều khiển đại dùng kỹ thuật số (DSP) lĩnh vực điều khiển tự động truyền động điện Phục vụ công tác đào tạo nguồn nhân lực làm chủ công nghệ điều khiển tự động đại Ứng dụng PTN Kỹ thuật điện, Khoa Điện Điện Tử, ĐH Bách Khoa TpHCM ƒ Mơ hình biến tần đề tài dùng để kiểm tra phương pháp khác điều khiển động Phục vụ thí nghiệm nghiên cứu khoa học lĩnh vực điều khiển truyền động điện đại Phát triển thành thí nghiệm dành cho học viên cao học Ứng dụng PTN Kỹ thuật điện, Khoa Điện - Điện Tử, ĐH Bách Khoa TpHCM Nội dung: (Theo đề cương duyệt hợp đồng ký) TT Công việc dự kiến Nghiên cứu áp dụng phương pháp điều khiển mơ hình nội (Internal Model Control - IMC) lĩnh vực điều khiển tốc độ động không đồng ba pha Sử dụng phương pháp ước lượng từ thơng việc điều khiển vịng kín tốc độ động không đồng ba pha Mô khảo sát thuật toán MatlabSimulink Thiết kế chế tạo biến đổi công suất dùng cầu MosFET cân cho động pha công suất trung bình (Voltage Source Inverter - VSI) I Cơng việc thực Đã xây dựng thuật toán điều khiển tốc độ động pha dùng mơ hình nội mô thành công Đã chế tạo thành công VSI cho động công suất 0.5HP, 220V Cho Nghiên cứu chế tạo mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm Bao gồm mạch cơng suất mạch kích cho cầu MosFET cần Thiết kế mạch sử dụng kỹ thuật đo lường hồi tiếp đại Viết phần mềm điều khiển tự động theo thời gian thực xử lý tín hiệu số (Digital Signal Processor - DSP) TMS320LF2407A Texas Instruments Lập trình phền mềm Code Composer 4.12 Thiết kế chế tạo mơ hình thử nghiệm điều khiển thay đổi ổn định tốc độ động không đồng ba pha - biến tần Xây dựng hệ thống thu thập liệu máy tính để khảo sát chất lượng điều khiển Viết báo tạp chí khoa học kỹ thuật quốc gia (Tạp chí Khoa học Công nghệ trường đại học kỹ thuật) II phép điều khiển tần số, biên độ điện áp đo tốc độ, dòng điện Đã lập trình DSP điều khiển tốc độ động pha Đã chế tạo thành cơng mơ hình biến tần cho phép điều khiển ổn định tốc độ động 0.5HP đo lường máy tính Đã đăng 02 báo tạp chí Khoa học Cơng nghệ trường đại học kỹ thuật, 02 báo hội nghị nước, 03 báo hội nghị nước (1 PEDS'07 IEEE) Nghiên cứu chế tạo mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm TÓM TẮT ĐỀ TÀI Đề tài nghiên cứu chế tạo thử nghiệm mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm Dựa vào ngun lý điều khiển mơ hình nội [1], đề tài xây dựng hệ thống điều khiển tốc độ động không đồng (ĐCKĐB) ba pha dùng mơ hình nội phi tuyến Mơ hình thuận mơ hình ngược mơ hình phi tuyến ĐCKĐB hệ tọa độ từ thông rotor Giải thuật điều khiển cài đặt xử lý DSP (Digital Signal Processing) TMS320LF2407A Texas Instruments Kết thực nghiệm cho thấy mơ hình có đáp ứng tốc độ tốt bền vững Mơ hình sử dụng làm mơ hình thí nghiệm cho sinh viên, học viên cao học phịng thí nghiệm Kỹ Thuật Điện, Trường ĐH Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh Đây cịn mơ hình thử nghiệm thuật tốn điều khiển loại động khác hay biến đổi lượng Abstract This project researchs and makes an experimental inverter model for the laboratory Based on the internal model control (IMC) principle, the research develops a nonlinear internal model controller for 3-phase induction motor Both forward and inverse models are nonlinear in the rotor flux coordinate The controller has been implemented using the TMS320LF2407A DSP Experimental results show that the model has good performances and robustness This model is used as an experimental model for undergraduate and graduate students in the Electrical Engineering Laboratory, HoChiMinh city University of Technology This is experimental model for researchers to test new control algorithm for other kind of motors or energy conversions III Nghiên cứu chế tạo mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm MỤC LỤC NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH BỘ BIẾN TẦN CHO PHỊNG THÍ NGHIỆM TÓM TẮT ĐỀ TÀI III MỤC LỤC IV DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT VII DANH SÁCH BẢNG VIII DANH SÁCH HÌNH IX QUYẾT TỐN KINH PHÍ XIV PHẦN MỞ ĐẦU .1 Tên đề tài: Mục tiêu: Nội dung: .1 Sản phẩm: CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 1.1.1 Tình hình nghiên cứu nước 1.1.1 Tình hình nghiên cứu nước 1.2 Nhu cầu thực đề tài .10 1.3 Nội dung nghiên cứu 11 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu 11 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 11 1.4 Ý nghĩa khoa học khả áp dụng 12 1.4.1 Ý nghĩa khoa học .12 1.4.2 Khả ứng dụng 12 CHƯƠNG II NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 2.1 Xây dựng thuật toán điều khiển biến tần dùng phương pháp mơ hình nội (IMC) 13 2.1.1 Mơ hình động khơng đồng ba pha 13 2.1.1.1 Biểu diễn vector không gian cho đại lượng pha 13 2.1.1.2 Biểu diễn vector không gian hệ quy chiếu quay 15 2.1.1.3 Biểu diễn vector không gian hệ tọa độ từ thông rotor 16 2.1.1.4 Một số qui ước ký hiệu dùng cho điều khiển ĐCKĐB ba pha 19 2.1.1.5 Các phương trình ĐCKĐB ba pha .21 2.1.1.6 Mơ hình liên tục ĐCKĐB ba pha hệ tọa độ stator 22 IV Nghiên cứu chế tạo mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm 2.1.2 Thuật toán điều khiển động KĐB ba pha dùng phương pháp điều khiển mơ hình nội (IMC) 25 2.1.2.1 Giới thiệu phương pháp điều khiển mơ hình nội (IMC) .26 2.1.2.2 Giới thiệu thuật toán điều khiển động dùng phương pháp IMC 28 2.1.2.3 Mơ hình ĐCKĐB ba pha hệ tọa độ từ thơng rotor 30 2.1.2.4 Mơ hình ngược ĐCKĐB hệ tọa độ từ thông rotor 33 2.1.2.5 Bộ chuyển đổi từ hệ tọa độ dq sang hệ tọa độ αβ 35 2.1.2.6 Bộ lọc mơ hình nội (IMC) 37 2.1.2.7 Bộ ước luợng từ thông rotor dùng khâu quan sát (observer) 38 2.1.3 Mơ thuật tốn điều khiển động khơng đồng ba pha dùng phương pháp mơ hình nội Matlab Simulink .42 2.1.4 Kết mơ thuật tốn điều khiển tốc độ động 45 2.1.4.1 Đáp ứng hệ thống điều khiển động KĐB ba pha dùng phương pháp mơ hình nội .45 2.1.4.2 Đáp ứng hệ thống điều khiển với sai số mô hình: Rs, Rr, Ls, Lr, Lm, J 46 2.1.4.3 Đáp ứng hệ thống điều khiển với sai lệch tín hiệu hồi tiếp nhiễu 47 2.1.4.4 Đáp ứng hệ thống điều khiển với số lấy mẫu thấp 50 2.1.4.5 So sánh với phương pháp điều khiển định hướng trường (FOC) 51 2.1.5 Nhận xét thuật toán điều khiển biến tần dùng phương pháp IMC 53 2.1.6 Mô điều khiển biến tần dùng phương pháp IMC có xét đến nghịch lưu PWM 54 2.2 Thiết kế chế tạo mơ hình biến tần điều khiển động không đồng ba pha .59 2.2.1 Giới thiệu mạch phần cứng biến tần 59 2.2.2 Thiết kế mạch điều khiển biến tần 60 2.2.2.1 Mạch nghịch lưu nguồn áp pha 60 2.2.2.2 Mạch đo hồi tiếp dòng điện .65 2.2.2.3 Mạch đo hồi tiếp tốc độ 66 2.2.2.4 Mạch giao tiếp máy tính .67 2.2.2.5 Mạch điều khiển hiển thị tốc độ .68 2.2.2.6 Mô hình phần cứng biến tần cho phịng thí nghiệm 70 2.2.3 Lập trình biến tần điều khiển động không đồng ba pha dùng DSP TMS320LF2407A .71 2.2.3.2 Giới thiệu DSP TMS320LF2407A .71 2.2.3.1 Hệ thống điều khiển biến tần dùng DSP TMS320LF2407A 72 2.2.3.1 Lập trình DSP cài đặt giải thuật điều khiển biến tần dùng IMC 73 2.2.4 Lập trình giao tiếp máy tính khảo sát đáp ứng biến tần 74 V Nghiên cứu chế tạo mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm 2.2.5 Đáp ứng thực nghiệm biến tần dùng phương pháp IMC .77 2.2.6 Mơ hình biến tần dùng cho phịng thí nghiệm 80 CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 84 3.1 Kết đề tài .84 3.1.1 Thuật tốn điều khiển biến tần dùng phương pháp mơ hình nội 84 3.1.2 Mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm 85 3.2 Ứng dụng kết đề tài .88 3.3 Công bố kết đề tài 91 3.4 Đánh giá kết đề tài .92 CHƯƠNG IV KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .93 4.1 Kết luận .93 4.2 Đề nghị 93 PHỤ LỤC 1: BÀI BÁO 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO .95 VI Nghiên cứu chế tạo mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT VIẾT TẮT DSP DTC ĐCKĐB FOC ICE IMC KĐB RMS RPM PPR pt PWM SCI SVC V/F VSI THUẬT NGỮ TIẾNG VIẾT Digital Signal Processing Direct Torque Control (Điều khiển moment trực tiếp) Động Cơ Không Đồng Bộ Field Oriental Control (Điều khiển đính hướng trường) InCremental Encoder Internal Model Control (Điều khiển mơ hình nội) Khơng Đồng Bộ Trị hiệu dụng Revolution Per Minute Pulses Per Revolution Phương trình Pulse Width Modulation Serial Comunication Inteface Sensorless Vector Control Voltage/Frequence (Điều khiển tỷ lệ điện áp /tần số) Voltage Source Inverter VII Nghiên cứu chế tạo mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm DANH SÁCH BẢNG SỐ 2.1 TÊN BẢNG SỐ LIỆU Điện áp tương ứng với trạng thái đóng cắt khóa bán dẫn VIII TRANG 63 Nghiên cứu chế tạo mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm DANH SÁCH HÌNH TT TÊN HÌNH ẢNH TRANG 12 Hình 1.1: Một số hệ thống truyền động điện cần dùng biến tần điều khiển động Hình 1.2: Biến tần MM4 (Siemens) Biến tần 160S (Allen Bradley) Hình 1.3: Mơ hình điều khiển động KĐB ba pha dùng biến tần De Lorenzo (Italy, 35.000EUR) Hình 1.4: Mơ hình điều khiển động KĐB ba pha dùng biến tần LUCAS-NÜLLE (Đức, 30.000EUR) Hình 1.5: Mơ hình điều khiển động KĐB ba pha dùng biến tần EDIBON (Tây Ban Nha, 10.000EUR) Hình 1.6: Mơ hình điều khiển động KĐB ba pha dùng biến tần K&H (Đài Loan, 10.000USD) Hình 1.7: Sử dụng biến tần dây chuyền sản xuất công ty Kimberly Clark (VSIP) cần trục trạm nghiền xi măng Cẩm Phả (KCN Mỹ Xuân A) Hình 1.8: Sự cố làm hư hỏng biến tần điều khiển động KĐB pha, 500kW Hình 1.9: Thí nghiệm sử dụng biến tần phịng thí nghiệm Kỹ Thuật Điện, ĐH Bách Khoa TP.HCM Hình 2.1: Động khơng đồng ba pha Hình 2.2: Hình vẽ sơ đồ cuộn dây, đấu dây dịng stator động ba pha r Hình 2.3: Biểu diễn vector khơng gian dịng stator is dạng 13 dịng stator r Hình 2.4: Chuyển hệ toạ độ cho vector không gian is từ hệ tọa 16 14 độ αβ sang hệ tọa độ dq ngược lại r Hình 2.5: Biểu diễn vector khơng gian is hệ toạ độ từ 17 10 11 6 9 13 13 14 r 15 16 17 18 19 20 thơng rotor ψ r (dq) Hình 2.6: Thu thập giá trị thực vector dòng stator hệ tọa độ dq Hình 2.7: Mơ hình đơn giản động KĐB ba pha Hình 2.8: Sơ đồ khối ĐCKĐB ba pha hệ tọa độ αβ Hình 2.9: Hệ thống điều khiển dùng mơ hình nội Hình 2.10: Bộ lọc IMC Hình 2.11: Hệ thống điều khiển động dùng phương pháp mơ hình nội (IMC) IX 18 19 25 26 27 28 Nghiên cứu chế tạo mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm Hình 2.88: Đóng gói mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm 83 Nghiên cứu chế tạo mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết đề tài 3.1.1 Thuật toán điều khiển biến tần dùng phương pháp mơ hình nội Mơ hình mơ Matlab Simulink hệ thống điều khiển tốc độ động không đồng ba pha dùng phương pháp điều khiển mơ hình nội: Hình 3.1: Hệ thống điều khiển ĐCKĐB dùng dùng phương pháp IMC m om en tai m om en dien T e M M (Nm ) 10 -5 0.5 1.5 2.5 2.5 2.5 tu thong dat tu thong dap ung 0.5 r Fi (W b) W (rad/s ) 0.5 1.5 100 toc dat toc dap ung 50 0 0.5 1.5 tim e (s) Hình 3.2: Đáp ứng hệ thống khi sử dụng PWM (5Khz) 84 Nghiên cứu chế tạo mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm dong dien pha A dong dien pha B I A B I (Am pere) 10 -5 -10 0.5 1.5 2.5 dien ap pha A dien ap pha B U A B U (V olt) 200 -200 0.5 1.5 tim e (s) 2.5 Hình 3.3: Đáp ứng hệ thống sử dụng PWM (5Khz) ™ Đánh giá chất lượng điều khiển • Hệ thống có đáp ứng ổn định bền vững thông số đối tượng bị sai lệch hay thay đổi làm việc (do nhiệt độ hay tác nhân khác hệ thống làm việc) Hệ thống ổn định nội với chu kỳ lấy mẫu xử lý nhỏ 1ms • Sai số đại lượng điều khiển tốc độ từ thơng rotor khơng đáng kể, mơ hình có sại lệch so với đối tượng điều khiển (trong giới hạn cho phép rộng) • Thời gian đáp ứng tốc độ từ thông rotor phụ thuộc vào thời lọc IMC Do đó, hệ thống điều khiển ĐCKĐB ba pha dùng mơ hình nội IMC dễ thiết kế, cần thay đổi thời lọc IMC (mà không cần quan tâm nhiều đến thông số khác đối tượng điều khiển phi tuyến ĐCKĐB ba pha ) 3.1.2 Mô hình biến tần cho phịng thí nghiệm • Đề tài xây dựng hệ thống điều khiển dùng mô hình nội phi tuyến cho ĐCKĐB ba pha với mơ hình thuận mơ hình ngược mơ hình phi tuyến hệ tọa độ từ thông rotor Hệ thống điều khiển đề nghị cài đặt xử lý DSP TMS320LF2407A hãng Texas Instruments Kết hệ thực cho thấy hệ thống điều khiển hoạt động tốt, điều 85 Nghiên cứu chế tạo mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm khiển thay đổi, ổn định tốc độ ĐCKĐB ba pha Mơ hình phát triển để ứng dụng cho thí nghiệm phát triển ứng dụng cơng nghiệp • Hình 3.4: Mơ hình biến tần giao tiếp điều khiển từ máy tính Hình 3.5: Mơ hình tải dùng thử nghiệm biến tần điều khiển động 86 Nghiên cứu chế tạo mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm Hình 3.6: Đáp ứng tốc độ động quan sát từ máy tính Hình 3.7: Đáp ứng dịng dao động ký tốc độ LED đoạn 87 Nghiên cứu chế tạo mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm Hình 3.8: Mơ hình biến tần PTN Kỹ Thuật Điện -ĐH Bách Khoa TPHCM 3.2 Ứng dụng kết đề tài • Kết đề tài mơ hình phục vụ thí nghiệm nghiên cứu khoa học lĩnh vực điều khiển động cơ, điều khiển truyền động điện đại, dùng kỹ thuật số (DSP) Hiện phát triển thành thí nghiệm dành cho sinh viên, học viên PTN Kỹ thuật điện, Khoa Điện Điện Tử, ĐH Bách Khoa TpHCM Hình 3.9: Giảng dạy biến tần PTN Kỹ Thuật Điện -ĐH Bách Khoa TPHCM 88 Nghiên cứu chế tạo mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm Hình 3.10: Sinh viên thí nghiệm mơn học Điều khiển động điện xoay chiều PTN Kỹ Thuật Điện -ĐH Bách Khoa TPHCM • Mơ hình biến tần sử dụng hướng dẫn cho 12 sinh viên làm luận văn tốt nghiệp, có sinh viên trường qn Saint-Cyr (Pháp) Ngồi ra, mơ hình cịn sử dụng hướng dẫn cho sinh viên học viên cao học làm mô hình thí nghiệm cho mơn học Thí nghiệm điều khiển động điện xoay chiều tác giả tham gia giảng dạy (lớp quy, lớp kỹ sư chất lượng cao Việt-Pháp (PFIEV), lớp cáo học ngành Thiết bị, mạng nhà máy điện, thực tập sinh từ trường ENSEEIHT – Pháp,…) Hình 3.11: Sinh viên trường quân Saint-Cyr (Pháp) làm LVTN điều khiển động PTN Kỹ Thuật Điện -ĐH Bách Khoa TPHCM 89 Nghiên cứu chế tạo mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm Hình 3.12: Sinh viên làm LVTN biến tần PTN Kỹ Thuật Điện -ĐH Bách Khoa TPHCM • Ngồi ra, mơ hình nghịch lưu nguồn áp dùng DSP sử dụng để thử nghiệm thuật toán điều khiển động mọt chiều không chổi than, động DC, động AC pha điều khiển dùng biến tần dạng khoá, động pha dùng FPGA, hệ thống pin mặt trời nối lưới, máy phát dùng lượng gió, hệ thống sử dụng pin nhiêu liệu Hydro,… Kết công bố báo tạp chí khoa học hội nghị khoa học Hình 3.13: Nghiên cứu sử dụng DSP điều khiển nghịch lưu PTN Kỹ Thuật Điện -ĐH Bách Khoa TPHCM 90 Nghiên cứu chế tạo mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm 3.3 Cơng bố kết đề tài • Theo yêu cầu đề tài phải cơng bố 01 báo tạp chí khoa học kỹ thuật quốc gia Tác giả viết 02 báo tạp chí khoa học kỹ thuật quốc gia (Tạp chí Khoa học Cơng nghệ trường đại học kỹ thuật), 02 báo hội nghị nước, 03 báo hội nghị nước ngồi có liên quan đến đề tài Trần Cơng Binh, Dương Hồi Nghĩa “Điều khiển tốc độ động không đồng dùng DSP TMS320LF2407A”, HNKH trẻ ĐH Bách Khoa TP.HCM lần 5, 2005, 129-133 Trần Cơng Binh, Dương Hồi Nghĩa “Điều khiển động khơng đồng dùng mơ hình nội”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ trường đại học kỹ thuật, pp 64-68, số 54/2005 Phan Quoc Dzung, Le Minh Phuong, Tran Cong Binh, Nguyen Minh Hoang “A complete implementation of vector control for a four-switch three-phase inverter fed IM drive”, International Symposium on Electrical & Electronics Engineering 2007, HCM City, Vietnam, pp 297-301, Oct 24, 25 2007 Phan Quoc Dzung, Le Minh Phuong, Pham Quang Vinh, Nguyen Minh Hoang, Tran Cong Binh “New Space Vector Control Approach for Four Switch Three Phase Inverter (FSTPI)”, The 7th International Conference on Power Electronics and Drive Systems (PEDS'07), Bangkok, Thailand, pp 1002-1008, 27-30 Nov 2007 Tran Cong Binh, Mai Tuan Dat, Ngo Manh Dung, Phan Quang An, Pham Dinh Truc and Nguyen Huu Phuc, “Active and Reactive Power Controller for Single-Phase Grid- Connected Photovoltaic Systems”, The 1st AUN/SEED-Net Regional Workshop on New and Renewable Energy, Bandung, Indonesia, pp 145-150, 12–13 Mar 2009 Tran Hoang Huy, Tran Dinh Cuong, Tran Cong Binh, Mai Tuan Dat, Phan Quang An, Nguyen Huu Phuc, “Controller for Three- Phase Grid-Connected PV Arrays with Unity Power Factor and MPPT Performance”, The 1st AUN/SEED-Net Regional Workshop on New and Renewable Energy, Bandung, Indonesia, pp 121-126, 12–13 Mar 2009 Nguyen Huu Phuc, Nguyen Trong Duy, “Ứng dụng kỹ thuật DSP điều khiển động chiều khơng chổi than”, Tạp chí Khoa học Công nghệ trường đại học kỹ thuật, số 61, 1/2007 • Ngồi ra, kết đề tài nộp đầy đủ cho Sở Khoa Học Công Nghệ TP.HCM, phổ biến thông qua chương trình đào tạo phịng thí nghiệm Kỹ Thuật Điện, ĐH Bách Khoa TP.HCM Góp phần vào cơng tác đào tạo nguồn nhân lực làm chủ công nghệ điều khiển truyền động điện dùng biến tần trường đại học công nghiệp Tác giả tham gia đào tạo bảo trì cho đội ngũ nhân viên nhà máy có dây chuyền sản xuất đại dùng biến tần cơng ty Nhựa Bình Minh, cơng ty Kimberly Clark, cảng Bến Nghé v.v… hay giám định biến tần 500kW trạm nghiền xi măng Cẩm Phả năm 2008 91 Nghiên cứu chế tạo mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm 3.4 Đánh giá kết đề tài Nhóm tác giả thực hồn thành yêu cầu mục tiêu, nội dung sản phẩm đề tài: • Xây dựng thành cơng phương pháp điều khiển động không đồng pha dùng mơ hình nội Một phương pháp điều khiển nghiên cứu lĩnh điều khiển động không đồng ba pha • Ứng dụng thành cơng kỹ thuật điều khiển số (bộ xử lý tín hiệu số DSP TMS320LF2407A) đại chuyên dùng cho điều khiển động Truyền đạt kỹ thuật điều khiển kỹ thuật số đại cho sinh viên trường đại học • Chế tạo thành cơng mơ hình biến tần điều khiển tốc độ động không đồng pha 0,5HP, 220V, 50Hz, 2000RPM Có thể dùng mơ hình để kiểm tra phương pháp khác điều khiển động Được dùng làm mơ hình phục vụ thí nghiệm nghiên cứu lĩnh vực điều khiển truyền động điện đại phịng thí nghiệm Kỹ thuật điện, Khoa Điện - Điện Tử, ĐH Bách Khoa TpHCM • Lập trình phần mềm giao tiếp để cài đặt hiển thị máy tính Đo lường hiển thị máy tính đáp ứng tốc độ động • Viết 07 báo đăng tạp chí khoa học kỹ thuật hội nghị khoa hoc nước (đề tài yêu cầu bài) 92 Nghiên cứu chế tạo mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm CHƯƠNG IV KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1 Kết luận Đề tài thực thành cơng nội dung u cầu: • Phương pháp điều khiển tốc độ động không đồng pha dùng mơ hình nội cho kết tốt • Thực thành công kỹ thuật điều khiển sử dụng xử lý tín hiệu số DSP TMS320LF2407A điều khiển ĐCKĐB ba pha Góp phần truyền đạt kỹ thuật điều khiển kỹ thuật số đại cho sinh viên trường đại học thơng qua mơ hình biến tần • Mơ hình biến tần điều khiển tốc độ động không đồng pha 0,5HP, 220V, 50Hz, 2000RPM Mơ hình phục vụ thí nghiệm nghiên cứu lĩnh vực điều khiển truyền động điện đại phịng thí nghiệm Kỹ thuật điện, Khoa Điện - Điện Tử, ĐH Bách Khoa TpHCM • Mơ hình cho phép đo lường hiển thị máy tính đáp ứng tốc độ động để khảo sát đặc tính động Giám sát tình trạng hoạt động hệ thống điều khiển biến tần 4.2 Đề nghị Nội dung đề tài để phát triển mơ hình thí nghiệm điều khiển truyền động điện dùng biến tần trường đại học Phục vụ công tác đào tạo nguồn nhân lực làm chủ công nghệ điều khiển tự động đại Là cơng cụ hữu ích dể đội ngũ kỹ thuật nhà máy tìm hiểu sử dụng tính cao cấp biến tần công nghiệp, chức điều khiển thay đổi có ổn định tốc độ, giám sát tình trạng qua máy tính, tiết kiệm lượng… Đồng thời nội dung đề tài tảng hữu ích để phát triển cho ứng dụng điều khiển loại động khác, hay ứng dụng biến đổi lượng, lượng tái tạo lương mặt trời, lượng gió,… 93 Nghiên cứu chế tạo mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm PHỤ LỤC 1: BÀI BÁO Các báo liên quan đến đề tài cơng bố tạp chí khoa học kỹ thuật hội nghị khoa học ngồi nước: Trần Cơng Binh, Dương Hồi Nghĩa “Điều khiển tốc độ động không đồng dùng DSP TMS320LF2407A”, HNKH trẻ ĐH Bách Khoa TP.HCM lần 5, 2005, 129-133 Trần Cơng Binh, Dương Hồi Nghĩa “Điều khiển động khơng đồng dùng mơ hình nội”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ trường đại học kỹ thuật, pp 64-68, số 54/2005 Phan Quoc Dzung, Le Minh Phuong, Tran Cong Binh, Nguyen Minh Hoang “A complete implementation of vector control for a four-switch three-phase inverter fed IM drive”, International Symposium on Electrical & Electronics Engineering 2007, HCM City, Vietnam, pp 297-301, Oct 24, 25 2007 Phan Quoc Dzung, Le Minh Phuong, Pham Quang Vinh, Nguyen Minh Hoang, Tran Cong Binh “New Space Vector Control Approach for Four Switch Three Phase Inverter (FSTPI)”, The 7th International Conference on Power Electronics and Drive Systems (PEDS'07), Bangkok, Thailand, pp 1002-1008, 27-30 Nov 2007 Tran Cong Binh, Mai Tuan Dat, Ngo Manh Dung, Phan Quang An, Pham Dinh Truc and Nguyen Huu Phuc, “Active and Reactive Power Controller for Single-Phase Grid- Connected Photovoltaic Systems”, The 1st AUN/SEED-Net Regional Workshop on New and Renewable Energy, Bandung, Indonesia, pp 145-150, 12–13 Mar 2009 Tran Hoang Huy, Tran Dinh Cuong, Tran Cong Binh, Mai Tuan Dat, Phan Quang An, Nguyen Huu Phuc, “Controller for Three- Phase Grid-Connected PV Arrays with Unity Power Factor and MPPT Performance”, The 1st AUN/SEED-Net Regional Workshop on New and Renewable Energy, Bandung, Indonesia, pp 121-126, 12–13 Mar 2009 Nguyen Huu Phuc, Nguyen Trong Duy, “Ứng dụng kỹ thuật DSP điều khiển động chiều khơng chổi than”, Tạp chí Khoa học Công nghệ trường đại học kỹ thuật, số 61, 1/2007 94 Nghiên cứu chế tạo mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] M Morari, E Zafiriou Robust process control, Prentice Hall International, 1987 [2] Y.Y Tzou DSP-Base Robust Control of an AC Induction Servo Drive for Motion Control IEEE Trans on Control System Technology, Vol 4, No 6, (1996) [3] Nguyễn Phùng Quang Điều khiển tự động truyền động điện xoay chiều ba pha, NXB Giáo Dục, 1998 [4] Trần Công Binh Điều khiển động không đồng ba pha dùng DSP (TMS320LF2407A) Luận Văn Thạc Sĩ, Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, 2004 [5] A.M Trzynadlowski The Orientation Principle in Control of Induction Motors Kluwer Academic Publishers, 1994 [6] E Simon Implementation of a Speed Field Oriented Control of 3-phase PMSM motor using TMS320F240 Texas Instrument, Application Report, (1999) [7] S Bejerke Digital Signal Processing Solutions for Motor Control Using the TMS320F240 DSP-Controller ESIEE, Paris, (1996) [8] C Ilas, A Sarca, R Giuclea, L Kreindler Using TMS320 Family DSPs in Motion Control Systems ESIEE, Paris, (1996) [9] J Jung, K Nam A Dynamic Decoupling Control Scheme High-Speed Operation of Induction Motors IEEE Trans on Industrial Electronic, Vol 46, No 1, (1999) [10] Texas Instrument “Digital Motor Control, software library” Texas Instrument, Literature Number: SPRU485A, 2003 [11] Spectrum Digital “eZdsp LF2407A Technical Reference” Spectrum Digital, Literature Number: 505565-0001, 2003 [12] Bimal K Bose, “Moder Power Electronics and AC Drives”, Prentice Hall PTR, 2002 [13] A.Benchaid, A.Rachid, E.Audrezet, “Sliding mode input output linearization and field orietation for real time control of induction motors”, IEEE TPE Vol 14 No 1, 1999 [14]Trần Cơng Binh, Dương Hồi Nghĩa “Điều khiển động khơng đồng dùng mơ hình nội”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ trường đại học kỹ thuật, Số 54/2006, pp 64-68 [15] Phan Quoc Dzung, Le Minh Phuong, Tran Cong Binh, Nguyen Minh Hoang “A complete implementation of vector control for a four-switch three-phase 95 Nghiên cứu chế tạo mơ hình biến tần cho phịng thí nghiệm inverter fed IM drive”, International Symposium on Electrical & Electronics Engineering 2007, HCM City, Vietnam, pp 297-301, Oct 24, 25 2007 [16] Phan Quoc Dzung, Le Minh Phuong, Pham Quang Vinh, Nguyen Minh Hoang, Tran Cong Binh “New Space Vector Control Approach for Four Switch Three Phase Inverter (FSTPI)”, The 7th International Conference on Power Electronics and Drive Systems (PEDS'07), Bangkok, Thailand, pp 1002-1008, 27-30 Nov 2007 [17] Nguyễn Hữu Phúc, Nguyễn Trọng Duy “Ứng dụng kỹ thuật DSP điều khiển động chiều khơng chổi than”, Tạp chí Khoa học Công nghệ trường đại học kỹ thuật, Số 61/2008 [18] Đồn Quốc Bảo, Trần Quốc Chính Điều khiển vector động ba pha dùng FPGA Luận văn tốt nghiệp, Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, 2006 (GVHD: Trần Công Binh) [19] Trịnh Quốc Nam Điều khiển động không đồng ba pha dùng phương pháp mô hình nội Luận văn tốt nghiệp, Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, 2008 (GVHD: Trần Cơng Binh) [20] Tran Cong Binh, Mai Tuan Dat, Ngo Manh Dung, Phan Quang An, Pham Dinh Truc and Nguyen Huu Phuc, “Active and Reactive Power Controller for Single-Phase Grid- Connected Photovoltaic Systems”, The 1st AUN/SEEDNet Regional Workshop on New and Renewable Energy, Bandung, Indonesia, 12–13Mar, 2009 [21] Texas Instrument “TMS320LF/LC240xA DSP Controllers Reference Guide, System and Peripherals” Texas Instrument, Literature Number: SPRU357B, 2001 96 XÁC NHẬN CHỈNH SỬA BÁO CÁO NGHIỆM THU (Theo góp ý Hội đồng nghiệm thu ngày 20/5/2009) Tên đề tài: NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH BỘ BIẾN TẦN CHO PHỊNG THÍ NGHIỆM Chủ nhiệm đề tài: ThS Trần Cơng Binh Cơ quan chủ trì đề tài: Trung tâm Phát triển Khoa học Công nghệ Trẻ TT Góp ý Hội đồng (Khơng có góp ý) Chỉnh sửa chủ nhiệm đề tài Trang (Khơng có chỉnh sửa) CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI ThS Trần Công Binh PHẢN BIỆN PHẢN BIỆN CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TS Lê Hiệp Tuyển TS Nguyễn Bách Phúc PGS TS Nguyễn Mộng Hùng