BÁO cáo PBL2 kỹ THUẬT điều KHIỂN và tự ĐỘNG hóa đề tài THIẾT kế hệ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG điện CHO ĐỘNG cơ ĐỒNG bộ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG KHOA: ĐIỆN BÁO CÁO PBL2 KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CHO ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ Giảng viên hướng dẫn: TS.Nguyễn Khánh Quang Nhóm 1: Nguyễn Bá Long Dương Phú Minh Châu Hồ Sỹ Tiến Đinh Văn Hoàng Nguyễn Danh Huy Nhóm học phần: 19.36B 2021 PBL2: Thiết kế hệ thống truyền động GVHD: TS Nguyễn Khánh Quang LỜI NÓI ĐẦU Đầu tiên chúng em xin gửi lời cảm ơn thầy Nguyễn Khánh Quang anh Lê Bá Thăng hỗ trợ chúng em suốt trình học tập để hồn thành học phần PBL2 Xin chúc thầy anh nhiều sức khỏe thành công sống Về đề tài, thời kỳ dịch bệnh phức tạp nên tập hợp lại gặp mặt để làm việc cách bình thường nên phần gây khó khăn nhóm để làm việc hiệu quả, cộng với việc đề tài phức tạp động đồng ba pha khó để mua với chi phí thấp nên đề tài dừng lại mơ phỏng, chưa có mơ hình thực nghiệm Do kiến thức cịn hạn chế khó khăn khách quan, nên kết dự án có sai sót, mong thầy bạn giúp đỡ nhóm để nhóm trau dồi thêm kinh nghiệm suốt chặng đường học lại P a g e | 60 PBL2: Thiết kế hệ thống truyền động GVHD: TS Nguyễn Khánh Quang MỤC LỤC Mục lục hình ảnh CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU BÀI TỐN-TÍNH CHỌN MẠCH ĐỘNG LỰC 1.1 Giới thiệu khái quát tổng thể hệ thống truyền động điện: 1.1.1 Mô tả hệ thống: 1.1.2 Sơ đồ tổng thể hệ thống truyền động: 1.2 Phân tích yêu cầu hệ: 10 1.3 Tính chọn động cơ, hộp số: 11 1.3.1 Tính chọn động cơ: 11 1.3.2 Chọn hộp số: 15 1.4 Kiểm nghiệm lại động hộp số: 16 1.4.1 Kiểm nghiệm tốc độ quay đầu động cơ: 16 1.4.2 Kiểm momen đầu trục động cơ: 17 1.4.3 Kiểm nghiệm công suất động cơ: 19 1.5 Chọn phương án truyền động: 20 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN MẠCH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 21 2.1 Tính tốn chọn linh kiện: 21 2.1.1 Chọn diode: 21 2.1.2 Chọn IGBT: 22 2.1.3 Tính chọn lọc chiều: 22 CHƯƠNG 3: TÍNH CHỌN PHẦN ĐO LƯỜNG, BỘ ĐIỀU KHIỂN VÀ HOÀN THIỆN SƠ ĐỒ MẠCH PHẦN ỨNG 24 3.1 Chọn cảm biến tốc độ: 24 3.1.1 Nguyên lí hoạt động Encoder: 24 3.2 Chọn cảm biến dòng: 26 3.2.1 Ngun lí hoạt động cảm biến dịng: 27 3.3 Tính chọn thiết bị bảo vệ: 28 3.3.1 Tính chọn aptomat: 28 3.3.2 Tính chọn cầu chì: 28 3.4 Chọn điều khiển: 29 3.5 Phân tích vấn đề khâu đo lường: 31 P a g e | 60 PBL2: Thiết kế hệ thống truyền động GVHD: TS Nguyễn Khánh Quang 3.5.1 Độ xác sai số thiết bị đo: 31 3.5.2 Độ tán xạ kết đo: 32 3.6 Sơ đồ chi tiết mạch phần cứng hệ thống: 33 3.7 Phân tích nguyên lý hoạt động toàn hệ thống: 34 CHƯƠNG 4: MƠ HÌNH HĨA HỆ THỐNG VÀ TỔNG HỢP HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 35 4.1 Xây dựng mơ hình tốn học hệ thống: 35 4.1.1 Mục đích xây dựng mơ hình toán học: 35 4.1.2 Xây dựng mơ hình trạng thái liên tục động PMSM: 36 4.1.3 Mơ hình tốn học biến đổi cơng suất: 39 4.1.4 Khâu chuyển tọa độ uvw   (Clarke Transfomation): 39 4.1.5 Khâu chuyển tọa độ dq   (Park Transfomation): 40 40 4.1.6 Khâu cảm biến: 40 4.2 Mơ hình tốn học hệ thống: 41 4.3 Tổng hợp hệ thống truyền động điện: 42 4.3.1 Sơ đồ cấu trúc điều khiển hệ thống: 42 4.3.2 Các khâu điều khiển: 43 4.3.3 Chọn mạch Gate Drive: 45 4.3.4 Sơ đồ kết nối IR 2112 với vi điều khiển mạch nghịch lưu 46 4.3.3 Nguyên lý hệ thống điều khiển: 47 4.4 Lập trình thuật tốn điều khiển Vi điều khiển: 49 4.4.1 Lưu đồ thuật toán hệ thống: 49 4.4.2 Lập trình thuật tốn điều khiển hệ thống vi điều khiển: 50 CHƯƠNG 5: MÔ PHỎNG, ĐÁNH GIÁ VÀ MỞ RỘNG DỰ ÁN 54 5.1 Mô Matlab – Simulink: 54 5.1.1 Mạch động lực: 54 5.1.2 Hệ thống truyền động động PMSM: 56 5.1.3 Khâu tạo tín hiệu đặt tốc độ (wm*): 57 5.2 Kết mô : 57 5.2.1 Mạch vòng tốc độ : 57 P a g e | 60 BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo PBL2: Thiết kế hệ thống truyền động GVHD: TS Nguyễn Khánh Quang 5.2.2 Mạch vòng dòng điện: 58 5.2.3 Đồ thị momen: 59 5.3 Nhận xét kết mô : 59 P a g e | 60 BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo PBL2: Thiết kế hệ thống truyền động GVHD: TS Nguyễn Khánh Quang Mục lục hình ảnh Hình 1.1 Mơ hình hoạt động động Hình 1.2 Sơ đồ tổng thể hệ thống truyền động điện Hình 1.3 Đồ thị mong muốn tải 10 Hình 1.4 Sơ đồ chuyển động quay 11 Hình 1.5 Đồ thị tốc độ yêu cầu động 12 Hình 1.6 Đồ thị momen yêu cầu động 13 Hình 1.7 Đồ thị cơng suất u cầu động 14 Hình 1.8 Động HSC160M10-7.5 14 Hình 1.9 Hộp số giảm tốc NMRV SIZE 130 15 Hình 1.10 Đồ thị kiểm nghiệm tốc độ đầu hộp số 17 Hình 1.11 Đồ thị kiểm nghiệm momen đầu hộp số 18 Hình 1.12 Đồ thị kiểm nghiệm cơng suất động 19 Hình 2.1 Diode 10A8 ASEMI 21 Hình 2.2 IGBT GT60K303A 22 Hình 2.3 Tụ điện 22 Hình 2.4 Cuộn cảm 23 Hình 2.6 Sơ đồ chân IR 2112 46 Hình 3.1 Encoder Delta ROE-E 24 Hình 3.2 Xung tín hiệu Encoder 25 Hình 3.3 Sơ đồ kết nối Encoder với vi điều khiển 26 Hình 3.4 Cảm biến dòng SCT013 - 015 26 Hình 3.5 Sơ đồ kết nối cảm biến dòng với vi điều khiển 27 Hình 3.6.Amat BKN-b 2P 40A 28 Hình 3.7 Cầu chì 30A - 250V 28 Hình 3.8 Arduino R3 29 Hình 3.9 Vi điều khiển ATMEGA328 tích hợp Arduino R3 30 Hình 3.10 Sơ đồ chân vi điều khiển ATMEGA328 31 Hình 3.11 Sơ đồ mạch phần cứng hệ thống 33 Hình 4.1 Sơ đồ cấu trúc hệ thống truyền động 35 Hình 4.2 Mơ hình khơng gian trạng thái động 38 Hình 4.3 Vector chuyển đổi tọa độ 40 Hình 4.4 Mơ hình tốn học hệ thống 41 Hình 4.5 Sơ đồ cầu trúc điều khiển hệ thống 42 P a g e | 60 BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo PBL2: Thiết kế hệ thống truyền động GVHD: TS Nguyễn Khánh Quang Hình 4.6 Giản đồ xung trạng thái đóng/mở 45 Hình 4.7 Ảnh minh họa IGBT mạch nghịch lưu 45 Hình 4.8 Mạch nguyên lý cấp xung cho nghịch lưu 46 Hình 4.9 Lưu đồ thuật toán hệ thống 49 Hình 5.1 Sơ đồ mạch động lực 54 Hình 5.2 Thơng số điệp áp nguồn 55 Hình 5.3 Thơng số động 56 Hình 5.4 Hệ thống truyền động PMSM 56 Hình 5.5 Tín hiệu tốc độ đặt mong muốn 57 Hình 5.6 Đồ thị tốc độ Wm* Wm 57 Hình 5.7 Đồ thị isd isq mạch vòng dòng điện 58 Hình 5.8 Đồ thị momen động 59 P a g e | 60 BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo PBL2: Thiết kế hệ thống truyền động GVHD: TS Nguyễn Khánh Quang CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU BÀI TỐN - TÍNH CHỌN MẠCH ĐỘNG LỰC 1.1 Giới thiệu khái quát tổng thể hệ thống truyền động điện: 1.1.1 Mô tả hệ thống: Yêu cầu đề tài: - Thiết kế hệ thống điều khiển truyền động điện sử dụng động xoay chiều pha đồng kích từ vĩnh cửu (PMSM) Các số liệu ban đầu: - Nguồn điện xoay chiều pha 220V/380V - Tải hệ thống truyền động điện cho hình vẽ + Tỉ số bán kính: 𝑟1 𝑟2 =8 + Momen tải: TL=24 (N.m) + Momen quán tính tải: JL=3 (kg.m2) Hình 1.1 Mơ hình hoạt động động Từ yêu cầu đề tài, ta xây dựng điều khiển tốc độ cho động cho hệ thống phải có khả điều chỉnh tốc độ theo giá trị mong muốn tải Trong phần thiết kế điều khiển, ta phải thiết kế cấu trúc điều khiển, xây dựng thuật toán điều khiển từ xác định tham số điều khiển để điều khiển động chạy sát với yêu cầu đặt tải P a g e | 60 BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo PBL2: Thiết kế hệ thống truyền động GVHD: TS Nguyễn Khánh Quang Bộ điều khiển tính toán tự động điều chỉnh cho phù hợp với yêu cầu mong muốn đề tài, đáp ứng nhanh linh hoạt việc thay đổi để phù hợp với thay đổi tải 1.1.2 Sơ đồ tổng thể hệ thống truyền động: Hình 1.2 Sơ đồ tổng thể hệ thống truyền động điện - Hệ thống truyền động điện thiết kế với mục đích điều khiển việc nâng, hạ tải cách thay đổi tốc độ động xoay chiều ba pha đồng Đây hệ thống kín để đảm bảo vận hành với yêu cầu tải - Theo sơ đồ, để nâng hạ vật M phải truyền động cho đĩa quay điều khiển cho roto động xoay chiều ba pha đồng kích từ vĩnh cửu quay ta phải cấp điện cho động cách có điều khiển - Vì tốc độ chuyển động khối vật M thay đổi nên tốc độ quay roto động phải thay đổi, động xoay chiều pha đồng kích từ vĩnh cửu, tốc độ động tỷ lệ với tần số, ta sử dụng biến tần nguồn áp để thay đổi tần số nguồn cấp cho động cơ, suy thay đổi tốc độ quay roto động xoay chiều ba pha đồng kích từ vĩnh cữu Với nguồn điện xoay chiều ba pha 220/380V cho ta thiết kế sơ đồ tổng thể gồm có: + Bộ biến tần: nhiệm vụ biến đổi từ nguồn xoay chiều ba pha cố định sang nguồn điện điện cấp cho động với điện áp tần số thay đổi để động quay với tốc độ thay đổi bám theo tốc độ mong muốn + Cảm biến: dùng để đo giá trị thực động P a g e | 60 BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo PBL2: Thiết kế hệ thống truyền động GVHD: TS Nguyễn Khánh Quang + Bộ điều khiển: lấy thông tin tốc độ mong muốn từ giá trị đặt vào, giá trị thực tốc độ, dòng điện thực từ cảm biến đưa dựa mơ hình tốn, cấu trúc điều khiển, thuật toán điều khiển, tham số cụ thể bên trong, để điều khiển tính toán giá trị điện áp, tần số để gửi đến lệnh biến tần thực điều khiển động 1.2 Phân tích yêu cầu hệ: - Đồ thị tốc độ mong muốn tải: Hình 1.3 Đồ thị mong muốn tải Dựa vào đồ thị tải hoạt động sau : -Từ 0s đến 1s : Tải bắt đầu khởi động tốc độ tăng từ rad/s đến 100 rad/s -Từ 1s đến 3s : Tải ổn định có tốc độ 100 rad/s -Từ 3s đến 4s: Tải đảo chiều chạy ngược lại tốc độ từ 100 rad/s đến -70 rad/s -Từ 4s đến 6s: Tải ổn định với tốc độ 70 rad/s -Từ 6s đến 7s: Tải có tốc độ giảm dần từ 70 rad/s đến rad/s Nhận xét: Tải phải hoạt động ổn định, bắt buộc phải bám sát tốc độ mong muốn tải, sai số phải nhỏ, có đảo chiều quay, hãm tốc độ nhanh P a g e 10 | 60 BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo PBL2: Thiết kế hệ thống truyền động GVHD: TS Nguyễn Khánh Quang Trong hình Q7 Q8 ln làm việc đối nghịch Khi Q7 trạng thái ON Q8 trạng thái OFF ngược lại Khi Q7 trạng thái mở sang đóng chân E IGBT Q8 chuyển từ ground sang điện áp cao Do muốn tiếp tục kích Q7 đóng phải tạo điện áp kích điện áp cần thiết kích ban đầu cộng với điện áp chân E Tín hiệu vi xử lí điều khiển đóng cắt khóa có điện áp +5V Do đó, cần phải có mạch lái để tạo trơi áp cách li đóng cắt phía cao Đối với Q8, chân E nối đất Do điện áp kích Q8 điện áp cần thiết kích cho IGBT ban đầu, nên việc đóng ngắt khóa phía thấp thực dễ dàng  Sử dụng IC IR 2112 làm mạch Gate Drive cho IGBT nghịch lưu Hình 2.5 Sơ đồ chân IR 2112 4.3.4 Sơ đồ kết nối IR 2112 với vi điều khiển mạch nghịch lưu Hình 4.8 Mạch nguyên lý cấp xung cho nghịch lưu P a g e 46 | 60 BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo PBL2: Thiết kế hệ thống truyền động GVHD: TS Nguyễn Khánh Quang 4.3.3 Nguyên lý hệ thống điều khiển: • Nguyên lý hoạt động hệ thống điều khiển: Ta cấp điện áp xoay chiều từ nguồn vào biến tần, điện áp xoay chiều biến đổi thành nguồn chiều phẳng thông qua chỉnh lưu cầu diode tụ lọc Điện áp chiều đưa vào mạch nghịch lưu ( hệ thống van bán dẫn đóng ngắt theo tín hiệu điều khiển) để biến đổi thành điện áp xoay chiều pha đối xứng ứng với giá trị điện áp mong muốn để cấp cho động Sau cấp nguồn vào động tải hoạt động, cảm biến thu thập liệu tốc độ dòng điện để phản hồi điều khiển Cảm biến dòng điện thu thập giá trị thực từ cuộn stator đưa iu, iv, iw vào biến đổi Clark để thực tính tốn chuyển đổi từ hệ tọa độ (u,v,w) sang hệ tọa độ (α, β) Để thuận tiện dễ dàng cho việc tính toán, ta chuyển đại lượng xoay chiều hệ tọa độ sang đại lượng chiều hệ tọa độ (dq) Dòng isα isβ đưa vào Park kết hợp với góc θ để tính tốn chuyển đổi thành isq isd P a g e 47 | 60 BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo PBL2: Thiết kế hệ thống truyền động GVHD: TS Nguyễn Khánh Quang Ở mạch vòng tốc độ, đầu vào tốc độ mong muốn w* đưa vào mạch vòng tốc độ để so sánh với giá trị thực w phản hồi từ encoder Sai lệch w* w đưa vào điều khiển PI, điều khiển tính tốn giá trị isq* mong muốn để tiếp tục đưa vào mạch vòng dòng điện để so sánh với giá trị isq có từ Park, sai lệch isq* isq đưa vào điều khiển PI để tính tốn giá trị điện áp usq mong muốn Do từ thông rotor số nên ta không cần điều khiển từ thơng, đặt isd* = cho so sánh với isd tính tốn điều khiển thơng qua PI để tìm giá trị usd mong muốn Sau có usd usq ta đưa vào chuyển đổi Park-1 để chuyển đại lượng hệ (dq) thành đại lượng xoay chiều hệ (α, β) usα usβ chuyển đổi Clark-1 để chuyển đại lượng hệ (u,v,w) đưa vào PWM để tính tốn tạo chum xung kích thích, điều khiển đóng/mở van nghịch lưu xoay chiều pha để cấp điện áp phù hợp cho động hoạt động theo mong muốn P a g e 48 | 60 BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo PBL2: Thiết kế hệ thống truyền động GVHD: TS Nguyễn Khánh Quang 4.4 Lập trình thuật tốn điều khiển Vi điều khiển: 4.4.1 Lưu đồ thuật tốn hệ thống: Hình 4.9 Lưu đồ thuật tốn hệ thống P a g e 49 | 60 BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo PBL2: Thiết kế hệ thống truyền động GVHD: TS Nguyễn Khánh Quang 4.4.2 Lập trình thuật tốn điều khiển hệ thống vi điều khiển: #include #include "EmonLib.h" #define output1 #define output2 #define output3 10 #define current_inA A0 #define current_inB A1 #define encoder0PinA #define encoder0PinB #define Zsignal //Khai báo encoder int val; int encoder0Pos = 0; int encoder0PinALast = LOW; int n = LOW; int time_H; int time_L; float t_period; float Frequency; unsigned long t; P a g e 50 | 60 BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo PBL2: Thiết kế hệ thống truyền động GVHD: TS Nguyễn Khánh Quang float Speed; //Khai báo cảm biến dòng float Ia,Ib,Ic; int vol = 230; void setup() { pinMode(current_inA,INPUT); pinMode(current_inB,INPUT); pinMode(encoder0PinA,INPUT_PULLUP); pinMode(encoder0PinB,INPUT_PULLUP); pinMode(Zsignal,INPUT_PULLUP); pinMode(output1,OUTPUT); pinMode(output2,OUTPUT); pinMode(output3,OUTPUT); t=millis(); } void loop() { t=millis(); // Lấy tín hiệu dịng điện Ia = current_inA.calcIrms(1480); Serial.print("Dong dien = "); Serial.print(Ia); P a g e 51 | 60 BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo PBL2: Thiết kế hệ thống truyền động GVHD: TS Nguyễn Khánh Quang Serial.println(" A"); Ib = current_inB.calcIrms(1480); Serial.print("Dong dien = "); Serial.print(Ib); Serial.println(" A"); Ic= -Ia-Ib; Serial.print("Dong dien = "); Serial.print(Ic); Serial.println(" A"); // Đọc encoder n = digitalRead(encoder0PinA); if ((encoder0PinALast == LOW) && (n == HIGH)) { // Signal A and B Direction if (digitalRead(encoder0PinB) == LOW) { encoder0Pos ; val=1; // Quay theo chiều dương } else { encoder0Pos++; val=-1; // Quay ngược chiều dương } P a g e 52 | 60 BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo PBL2: Thiết kế hệ thống truyền động GVHD: TS Nguyễn Khánh Quang // Lấy tín hiệu tốc độ // time_H = pulseIn(encoder0PinA,HIGH); // time_L = pulseIn(encoder0PinA,LOW); time_H = pulseIn(Zsignal,HIGH); time_L = pulseIn(Zsignal,LOW); t_period = t_period/1000000; //micro s to s Frequency = 1/t_period; Speed = 60*Frequency; // RPS to RPM Speed = 3.14/30*Speed; // RPM to RAD/S Serial.print(" Speed = "); Serial.print(Speed); Serial.println(" rad/s "); delay(5); } encoder0PinALast = n; } P a g e 53 | 60 BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo PBL2: Thiết kế hệ thống truyền động GVHD: TS Nguyễn Khánh Quang CHƯƠNG 5: MÔ PHỎNG, ĐÁNH GIÁ VÀ MỞ RỘNG DỰ ÁN 5.1 Mô Matlab – Simulink: 5.1.1 Mạch động lực: Trong mạch động lực sử dụng biến đổi bao gồm biến tần có chức biến đổi điện áp xoay chiều nguồn Điện áp xoay chiều cấp từ nguồn qua mạch chỉnh lưu cầu pha có điều khiển thông qua lọc làm phẳng điện áp để có điện áp chiều tương đối ổn định Điện áp chiều biến đổi lại thành điện áp xoay chiều mong muốn thông qua nghịch lưu để cấp điện áp cho động Bên cạnh đó, nghịch lưu nhận xung tín hiệu từ vi điều khiển để kích mở/đóng van điều khiển nghịch lưu, từ điều chế điện áp mong muốn để cấp cho động Hình 5.1 Sơ đồ mạch động lực P a g e 54 | 60 BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo PBL2: Thiết kế hệ thống truyền động GVHD: TS Nguyễn Khánh Quang • Thông số biến đổi: + Nguồn: Sử dụng điện áp nguồn xoay chiều pha có giá trị hiệu dụng 220V, tần số 50Hz, góc lệch pha 0o; 120o, 240o Hình 5.2 Thơng số điệp áp nguồn • Thơng số mạch chỉnh lưu: Dựa vào lọc chiều tính chọn chương 2, ta chọn thông số sau : - Chọn cuộn cảm có giá trị 100 μH 3A LM2576 - Chọn tụ có giá trị 33 μF có hệ số 335 P a g e 55 | 60 BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo PBL2: Thiết kế hệ thống truyền động GVHD: TS Nguyễn Khánh Quang • Thơng số động cơ: Dựa vào thơng số động tính chọn chương ta nhập vào thơng số : - Điện trở stator (Rs): 0.085 - Điện cảm phần ứng: 0.00095 - Momen định mức: 71.6 - Momen quán tính: 0.008 - Số cặp cực (p): Hình 5.3 Thơng số động 5.1.2 Hệ thống truyền động động PMSM: Hình 5.4 Hệ thống truyền động PMSM P a g e 56 | 60 BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo PBL2: Thiết kế hệ thống truyền động GVHD: TS Nguyễn Khánh Quang 5.1.3 Khâu tạo tín hiệu đặt tốc độ (wm*): Hình 5.5 Tín hiệu tốc độ đặt mong muốn 5.2 Kết mô : 5.2.1 Mạch vòng tốc độ : Áp dụng phương pháp thực nghiệm ta xác định thông số PI mạch vòng tốc độ Kp = 100, Ki = 400 Hình 5.6 Đồ thị tốc độ Wm* Wm P a g e 57 | 60 BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo PBL2: Thiết kế hệ thống truyền động GVHD: TS Nguyễn Khánh Quang - Nhận xét: + Tốc độ động bám sát theo tốc độ mong muốn + Độ dao động thấp 5.2.2 Mạch vòng dòng điện: Ở mạch vòng dòng điện sau thực nghiệm phương pháp xác định thông số PI chương 3, ta có đồ thị sau: Hình 5.7 Đồ thị isd isq mạch vòng dòng điện - Nhận xét: Kết ta thấy dòng điện isd thực bám sát giá trị 0, dao động khoảng tăng giảm tốc độ Dòng điện isq thực tỷ lệ với momen điện từ động P a g e 58 | 60 BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo PBL2: Thiết kế hệ thống truyền động GVHD: TS Nguyễn Khánh Quang 5.2.3 Đồ thị momen: Hình 5.8 Đồ thị momen động - Nhận xét: Đồ thị momen bám sát theo đồ thị momen yêu cầu 5.3 Nhận xét kết mô : Từ kết mô ta rút nhận xét : - Tốc độ động momen bám sát theo giá trị mong muốn, giao động nhỏ - Động đáp ứng thay đổi trạng thái làm việc - Tại thời điểm (3-4s) động đảo chiều quay, tạo dao động lớn đồ thị giai đoạn - Dòng isq tỉ lệ với momen điện từ động thể lý thuyết việc thay đổi momen cách điều chỉnh dòng isq - Việc kiểm nghiệm giá trị PI tốn nhiều thời gian - Các giá trị PI chưa tối ưu, nên cần thực nghiệm thêm P a g e 59 | 60 BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo BAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.boBAO.cao.PBL2.ky.THUAT.dieu.KHIEN.va.tu.DONG.hoa.de.tai.THIET.ke.he.THONG.TRUYEN.DONG.dien.CHO.DONG.co.DONG.bo