ĐIỀU KHIỂN SENSORLESS ĐỘNG cơ KHÔNG ĐỒNG bộ BA PHA

Đề tài: ĐIỀU KHIỂN SENSORLESS ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA HVTH: HUỲNH VIẾT THỂ GVHD: PGS.TS LÊ MINH PHƯƠNG · · Tìm hiểu phương pháp điều khiển Sensorless động cơ không đồng bộ ba pha. So sánh hai phương pháp điều khiển Foc và Sensorless 1/44 1. Tổng quan 2. 3. 4. 5. 6. Mô hình toán Động cơ không đồng bộ Các phương pháp điều khiển Điều khiển Sensorless Mô phỏng Kết luận và hướng phát triển 2/44 Động cơ không đồng bộ (ĐCKĐB) được sử dụng rộng rãi trong sản xuất và đời sống. Các phương pháp điều khiển tốc độ ĐCKĐB được phân thành 3 nhóm:  Điều khiển vô hướng.  Điều khiển vecto.  Điều khiển trực tiếp moment. 3/44 2.1 Phương trình trạng thái của ĐCKĐB 2.1.1 Ở chế độ xác lập:  U s = Rs & + js¬ s   0= Rs & + js¬ r  s  s s s m r   ¬= LI& + Lm & 4/44 (1) (2) (3) (4)  ¬= L & + L & & I s & I r & &r r I sr 2.1.2 Trên hệ tọa độ stator: s = Rs i s + dt s s s  ¬= i s Ls + i r Lm  s s s 5/44 (5) (6) (7) (8)  s s d ¬ s   d ¬ r  0 = Rr i r + dt − j ¬ r  s s s   ¬= r i s L m + i r L r  u s s 2.1.3 Trên hệ tọa độ từ thông rotor:   f dt f f f f f f f f f r 6/44 f (9) (10) (11) (12)  f f d ¬ s  u s = Rs i s + + js ¬ r   d ¬ r  0 = Rr i r + dt − jr ¬ r  ¬ s= i s Ls + i r Lm   ¬= i s L m + i r L r 2.2 Mô hình ĐCKĐB trên hệ tọa độ stator: dis〈 dt + us〈 (13) dis dt + 1 − ⌠ ' 1 − ⌠ ' 1 ⌠ Tr ⌠ Tr ⌠ Ls us (14) = dt Tr Tr d ¬ r 1 1 is dt Tr Tr 7/44 (15) (16) =−   is〈 + ¬ r' 〈 +  1 1 − ⌠  1 − ⌠ 1 − ⌠ 1  ⌠ Ts r  =−   is −  1 1 − ⌠   ⌠ Ts r  is〈 − ¬ r' 〈 − ¬ 'r d ¬ r 〈 1 1 = − ¬ r'  + ¬ 'r〈 ' 2.3 Mô hình ĐCKĐB trên hệ tọa độ từ thông rotor: disd dt =−  +  isd + sisq + ¬ rd +  ⌠ Ts ⌠ Tr  ⌠ Tr 1 − ⌠ 1 ⌠ ⌠ Ls usd (17) disq dt  ⌠ T s ⌠ T r  ⌠ T r ⌠ ⌠ L s ' ' usq (18) = dt Tr Tr dt Tr Tr ' 8/44 (19) (20)  1 1 − ⌠  1 − ⌠ ' =−   is − s sd + ¬ rq +  1 1 − ⌠  1 − ⌠ 1 − ⌠ 1 + i isd − ¬ r' 〈 + (  s −  ) ¬ 'rq d ¬ rd 1 1 isq − ¬ rq s −  ) ¬ 'rd − (  d ¬ rq 1 1 = 3.1 Phương pháp điều khiển vô hướng: - Điều chỉnh bằng cách thay đổi điện trở phụ - Điều chỉnh bằng cách thay đổi điện áp stator - Điều chỉnh bằng cách thay đổi số đôi cực - Điều chỉnh bằng cách thay đổi tần số 9/44 [...]...3.2 Phương pháp điều khiển vecto: (Điều khiển định hướng từ thông FOC) Nguyên lý điều khiển: điều khiển tách rời từ thông và momen tương tự như động cơ DC kích từ độc lập Lm ¬ rd = isd 1 + pTr 3 Lm ¬ rd isq =e T p 2 Lr 10/44 (21) (22) Hình 1: Sơ đồ khối cơ bản của phương pháp FOC 11/44 Có 2 phương pháp điều khiển vecto: - Điều khiển trực tiếp:  r có được bằng cách đo từ thông khe hở không khí hoặc... lượng từ thông - Điều khiển gián tiếp:  r được tính toán dựa trên * vận tốc trượt và thông tin về vận tốc động cơsl 12/44 Hình 2: Sơ đồ khối điều khiển vecto trực tiếp 13/44 Hình 3: Sơ đồ khối điều khiển vecto gián tiếp 14/44 3.3 Phương pháp điều khiển trực tiếp momen (DTC): Nguyên lý điều khiển: dựa trên sai số của các giá trị đặt và giá trị ước lượng, thông qua các tín hiệu điều khiển đóng cắt các... phương pháp SENSORLESS Hình 16: Sơ đồ mô phỏng ĐCKĐB bằng phương pháp SENSORLESS 31/44 5.2.2 Mô phỏng động cơ với sự thay đổi tốc độ: - Khi không tải Hình 17: Biểu đồ tốc độ khi không tải 31/44 Hình 18: Đáp ứng của phương pháp SENSORLESS Hình 19: Đáp ứng của phương pháp FOC 32/44 Đáp ứng ngõ ra SENSORLESS FOC Momen khởi động (Nm) 41.08 34.65 Tốc độ (rad/s) 297.5 Nhận xét: trong phương pháp đk SENSORLESS. .. Các đại lượng được quan sát thể hiện trên các hệ tọa độ là giống nhau, điều đó chứng tỏ mô hình toán ĐCKĐB ba pha được xây dựng trên các hệ tọa độ thông qua các khâu chuyển trục là hoàn toàn chính xác 28/44 5.2 Mô phỏng ĐCKĐB ba pha bằng phương pháp FOC và SENSORLESS: 5.2.1 Sơ đồ mô phỏng: Hình 14: Sơ đồ mô phỏng ĐCKĐB bằng FOC và SENSORLESS 29/44 - Sơ đồ mô phỏng bằng phương pháp FOC: Hình 15: Sơ đồ... trước 15/44 Hình 4: Sơ đồ hệ thống điều khiển trực tiếp momen (DTC) 16/44 Điều khiển Sensorless là một dạng đặc biệt của phương pháp FOC không có hồi tiếp tốc độ Tốc độ sẽ được ước lượng bằng các phương pháp sau: - Tính toán độ trượt - Tổng hợp trực tiếp từ các phương trình trạng thái - Hệ thống mô hình đáp ứng sự tham chiếu – MRAS - Quan sát tốc độ đáp ứng từ thông - Bộ lọc mở rộng Kalman - Đưa tín hiệu... Hình 6: Khối mô phỏng ước lượng tốc độ 20/44 Hình 7: Khối mô hình ước lượng tốc độ 21/44 Hình 8: Khối mô hình đáp ứng 22/44 5.1 Mô phỏng ĐCKĐB ba pha trên 3 hệ tọa độ: 5.1.1 Sơ đồ mô phỏng: Hình 9: Sơ đồ mô phỏng ĐCKĐB trên 3 hệ tọa độ 23/44 5.1.2 Thông số động cơ: - Pn=7500 W; Isn=16.5 A; Imax=50 A; - Vn=380 v; - wrn=1421*np*2*pi/60 rad/s; - Crn=50.4 Nm; Pmecc=260 w; - Rs=0.728; Rr=0.706; - Ls=0.0996;... phương pháp FOC 32/44 Đáp ứng ngõ ra SENSORLESS FOC Momen khởi động (Nm) 41.08 34.65 Tốc độ (rad/s) 297.5 Nhận xét: trong phương pháp đk SENSORLESS - Momen khởi động lớn và đáp ứng chậm - Từ thông dao động theo sự biến thiên của momen - Dòng điện khởi động nhỏ 33/44 ... thông - Bộ lọc mở rộng Kalman - Đưa tín hiệu phụ vào rotor cực lồi 17/44 Hệ thống mô hình đáp ứng sự tham chiếu - MARS Nguyên lý: ngõ ra của mô hình tham chiếu được so sánh với ngõ ra của mô hình có thể điều chỉnh được hay mô hình đáp ứng cho đến khi sai số mô hình tiến tới 0 ∑ = X − Y = ¬ 'rs〈 rs® − ¬ 'rs® rs〈 ở trạng thái ổn định: ∑ = 0 's s hay: ¬ r〈 = ¬ r〈 18/44 's (23) s ; ¬ r® = ¬ r® iss〈 , iss® . Đề tài: ĐIỀU KHIỂN SENSORLESS ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA HVTH: HUỲNH VIẾT THỂ GVHD: PGS.TS LÊ MINH PHƯƠNG · · Tìm hiểu phương pháp điều khiển Sensorless động cơ không đồng bộ ba pha. So sánh. pháp điều khiển Foc và Sensorless 1/44 1. Tổng quan 2. 3. 4. 5. 6. Mô hình toán Động cơ không đồng bộ Các phương pháp điều khiển Điều khiển Sensorless Mô phỏng Kết luận và hướng phát triển 2/44 Động. triển 2/44 Động cơ không đồng bộ (ĐCKĐB) được sử dụng rộng rãi trong sản xuất và đời sống. Các phương pháp điều khiển tốc độ ĐCKĐB được phân thành 3 nhóm:  Điều khiển vô hướng.  Điều khiển vecto.  Điều khiển