Điều khiển định hướng từ thông rotor (RFOC) động cơ không đồng bộ ba pha

Luận văn tốt nghiệp iv   oay  :  , ,  , , , ,   ,        .   k               .          (Rotor Flux Oriented Control  RFOC)                                  hi phí                     , ni dung lu tp trung vào xây du khi ng b b     (  ,   , moment, )  / g pháp này s c so sánh v     n thng.            o chi,     i t. T          . Luận văn tốt nghiệp v ABTRACT Induction motors, are known with their ruggedness and reliability, due to their simple construction, much lower cost, lack of commutating elements, better power to mass ratio compared to the DC motors, which make them an attractive alternative in these applications. However, the advantages above mentioned come with the very complicated, coupled nonlinear dynamics, which requires putting in place sophisticated control algorithms in order to obtain good controlling. Rotor Flux Oriented Control (RFOC) method is being used popularly to control induction motor. The RFOC provides independent control of speed and flux. It is necessary to have feedback signals of speed and flux for the accuracy control. With the real system, the using of encoder and flux sensor will increase cost and decrease reliability of system. A proposed method is to use estimate speed and flux combined with RFOC method for controlling three - phase induction motor. With an aim of improving the Rotor Flux Oriented Control (RFOC), the main content of this thesis will concentrate to establish the model of control induction motor by combining RFOC for estimating speed and flux. Simulation results (flux, speed, torque, three - phase current) by Matlab / Simulink of proposed method are compared with the traditional method. The methods are compared in terms of their ability to handle loads on the motor shaft, their speed tracking capability and their sensitivity to operating condition variations. Since then, we evaluate effectiveness of the proposed method. Luận văn tốt nghiệp vi   TRANG   i  ii  iii  iv  vi  ix Danh sách các hình x  xvi   1 1.1  1 1.2  4 1.3  4 1.4      4 1.5  5   6 2.1        pha 6 2.1.1  6 2.1.2  10 2.2        12 2.3  15 2.4       17 2.4.1 Lý do xây  17 2.4.2  19 Luận văn tốt nghiệp vii 2.4.3  20 2.4.4 dq 22    25 3.1  25 3.2  25 3.3  28    30 4.1  30 4.2   34 4.3   38 4.4 RFOC 39 4.5  40   43 5.1  43 5.2  44 5.2.1 Mô hình áp 44 5.2.2 Mô hình dòng 45 5.3  46 5.3.1  46 5.3.2  48 5.3.3  48 5.4   RFOC có  50 5.4.1  51 5.4.2  - abc 51 Luận văn tốt nghiệp viii 5.4.3  52 5.4.4  53 5.4.5  55 5.4.6  57 5.4.7 abc  dq 58 5.5  RFOC không  59   60 6.1 RFOC có  60 6.1.1  L = 0 Nm 61 6.1.2  63 6.1.3  65 6.1.4  67 6.1.5  68 6.2 OC không  70 6.2.1  L = 0 Nm 71 6.2.2  72 6.2.3  75 6.2.4  77 6.2.5  79 6.3  80   81 7.1    81 7.2            81  82  84 Luận văn tốt nghiệp ix DANH SÁCH  :   FOC - Field Oriented Control:        RFOC - Rotor Flux Oriented Control:    DTC - Direct Torque Control:      ANN -  MRAS -  L m  L s  L r  L s = L m + L s  L r = L m + L r  T s = s s R L  T r = r r R L :  rs m LL L 2 1  :  P (Power):   Pc (Pole couple):    R s  R r  J: momen quán tính TL (Torque Load):    :    :   Te (Torque electromagnetic):     I ,V, f: ,     ,  Luận văn tốt nghiệp x        HÌNH TRANG Hình 1.1  2 Hình 2.1  6 Hình 2.2 rong stator 7 Hình 2.3.  7 Hình 2.4  8 Hình 2.5 Lõi thép rotor 8 Hình 2.6  9 Hình 2.7  9 Hình 2.8 M 10 Hình 2.9  11 Hình 2.10  12 Hình 2.11  13 Hình 2.12 ector  14 Hình 2.13  s u   và abc 14 Hình 2.14  s u   và dq 16 Hình 2.15  17 Hình 2.16  20 Hình 2.17 dq 23 Hình 3.1 Qu 28 Hình 3.2  28 Hình 4.1  31 Hình 4.2  32 Hình 4.3 q 34 Hình 4.4  35 Hình 5.1  43 Luận văn tốt nghiệp xi Hình 5.2  46 Hình 5.3    47 Hình 5.4  49 Hình 5.5 Mô hình RFOC  50 Hình 5.6 -  51 Hình 5.7  - abc 51 Hình 5.8  52 Hình 5.9  52 Hình 5.10  52 Hình 5.11  53 Hình 5.12 abc -  54 Hình 5.13  - abc 54 Hình 5.14  55 Hình 5.15 abc -  55 Hình 5.16  56 Hình 5.17  57 Hình 5.18  abc -  57 Hình 5.19 abc - dq 58 Hình 5.20 Mô hình RFOC  59 Hình 6.1 Mô hình R 61 Hình 6.1  61 Hình 6.2  61 Hình 6.3  63 Hình 6.4  63 Hình 6.5  65 Hình 6. 6   65 Hình 6.7   67 Hình 6.8   67 Luận văn tốt nghiệp xii Hình 6.9  68 Hình 6.10  69 Hình 6.11  71 Hình 6. 12   71 Hình 6.13  73 Hình 6.14  73 Hình 6.15  75 Hình 6.16   75 Hình 6.17   77 Hình 6.18   77 Hình 6.19  79 Hình 6.20  79 Chương 1 – Tổng quan về đề tài 1 C  1.1.                            1.1.1.  K      1.1.2.     1.1.2.1                  [...]... than của động cơ; (cΨ điều khiển động cơ rotor dây quấn bằng biến tr 9 Chương 2 – Mơ hình động cơ khơng đồng bộ ba pha 2.1.1.3 Khe hở khơng khí Là khoảng h giữa rotor và stator động cơ khơng đồng bộ , khe h này rất nhỏ (từ 0,2 đến 1 mm) trong máy cơng st nhỏ và vừa Mơ hình hồn chỉnh của động cơ khơng đồng bộ rotor lồng sóc nh Hình 2.8 Hình 2.8 Mặt cắt dọc của động cơ khơng đồng bộ 3 pha rotor lồng... khơng đồng bộ ba pha 1.3 PH M VI NGHIÊN C U Đê tai nay tâ ̣p trung nghiên c u ph ơng phap điều khiển định h ớng từ thơng rotor (RFOC) động cơ khơng đồng bộ ba pha và điều khiển RFOω động cơ khơng đồng bộ ba pha sử dụng mơ hình ớc l ợng tốc độ Xây dựng mơ hình động cơ khơng đồng bộ ba pha, các khâu điều khiển RFOω, khâu điều chỉnh PID và mơ hình ớc l ợng tốc độ Mơ phỏng, phân tích kết quả bằng phần mềm Matlab... thuyết điều khiển tự động, kỹ thuật điều khiển động cơ khơng đồng bộ cũng thay đổi nhanh chóng Trong lý thuyết điều khiển hiện đại, động cơ khơng đồng bộ ba pha đ ợc xem là một đối t ợng phi tuyến (vì mơ hình tốn học của động cơ khơng đồng bộ đ ợc mơ tả bằng các ph ơng trình vi phân bậc caoΨ Để điều khiển động cơ một cách chính xác, ta phải áp dụng các ph ơng pháp điều khiển phi tuyến nh : điều khiển. .. hình động cơ khơng đồng bộ ba pha ωh ơng 3: ωác ph ơng pháp điều khiển động cơ động cơ KĐψ ba pha ωh ơng 4: Hệ truyền động điều khiển độ động cơ KĐψ ba pha bằng định h ớng tr ng FOω Ch ơng 5: ớc l ợng tốc độ động cơ trong RFOC ωh ơng 6: Kết quả mơ phỏng ωh ơng 7: Kết luận 4 Chương 1 – Tổng quan về đề tài 1.5 Ý NGHĨA C A ĐỀ T̀I Đê tai có thể đ ợc ứng dụng thực tiễn trong điều khiển cơng nghiệp đối với động. .. thuật điều khiển Động cơ khơng đồng bộ ba pha đều có ba cuộn dây stator với dòng điện ba pha bố trí khơng gian tổng qt nh hình 2.11 Trong hình trên, ta khơng quan tâm đến động cơ đấu hình sao hay tam giác ψa dòng điện isa, isb, isc là ba dòng chảy từ l ới qua đầu nối vào động cơ Khi động cơ chạy bằng biến tần thì đó là ba dòng đầu ra của biến tần 12 Chương 2 – Mơ hình động cơ khơng đồng bộ ba pha Động cơ. .. số tr ợt của động cơ 11 Chương 2 – Mơ hình động cơ khơng đồng bộ ba pha n1 I2 F N2 F stator rotor Hình 2.10 Ngun lý làm việc của động cơ khơng đồng bộ ba pha 2.2 VECTOR KHƠNG GIAN C A CÁC Đ I LƯỢNG BA PHA ωó nhiều loại mơ hình động cơ khơng đồng bộ Loại mơ hình đ ợc sử dụng để điều khiển vector có thể đạt đ ợc bằng cách vận dụng lý thuyết vector khơng gian ωác thơng số của động cơ ba pha (nh điện áp,... một thuật tốn điều khiển đư đ ợc định tr ớc Hơn nữa, trong hệ tọa độ dq:  rq  0 do vng góc với vector  r (trùng với trục dΨ nên  rf   rd 24 Chương 3 – Các phương pháp điều khiển động cơ Ch ng 3 CÁC PHƯ NG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG C KHƠNG ĐỒNG BỘ BA PHA 3.1 CÁC PHƯ NG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG C KĐB BA PHA Nh chung ta đã biêt , có nhiều ph ơng pháp điều khiển động cơ khơng đồng bơ ̣ ba pha t đơn giản... n trong Simulink va ωontrol System Toolbox của Matlab 5 Chương 2 – Mơ hình động cơ khơng đồng bộ ba pha ng 2 Ch MƠ HỊNH ĐỘNG C 2.1 Đ I CƯ NG VỀ ĐỘNG C KHƠNG ĐỒNG BỘ BA PHA KHƠNG ĐỒNG BỘ BA PHA 2.1.1 C u t o Động cơ khơng đồng bộ ba pha có cấu tạo gồm hai phần: phần tĩnh (statorΨ và phần quay (rotor 2.1.1.1 Stator Gồm các bộ phận: lõi thép, dây quấn và vỏ máy - Lõi thép stator có dạng hình vành khun... Chương 2 – Mơ hình động cơ khơng đồng bộ ba pha 2.4 MƠ HÌNH TR NG THÁI ĐỘNG C KHƠNG ĐỒNG BỘ BA PHA 2.4.1 Lý do xây d ng mơ hình Để xây dựng , thiết kế bộ điều khiể n đơ ̣ng cơ , ta cần phải có mơ hình toan ho ̣c mơ tả đối t ợng điều khiể n Xuất phát điểm để xây dựng mơ hình tốn học cho động cơ khơng đồng bộ rotor lồng sóc là mơ hình vật lí của động cơ trong hình 2.15  usb isb  rotor ira isa irb... sánh động cơ khơng đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc và rotor dây quấn: – Động cơ rotor lồng sóc có cấu tạo bền chắc, nên rất phổ biến – Động cơ rotor quấn dây có u điểm về m máy và điều chỉnh tốc độ nh ng cấu tạo phức tạp, dễ có sự cố, nên chỉ đ ợc dùng trong những ứng dụng mà rotor lồng sóc khơng đáp ứng đ ợc 2.1.2 Ngun lỦ ho t đ ng c a đ ng c khơng đ ng b ba pha Xét stator động cơ khơng đồng bộ ba pha .          . Chương 2 – Mô hình động cơ không đồng bộ ba pha 6 C  BA PHA  . Chương 2 – Mơ hình động cơ khơng đồng bộ ba pha 8 a) b) Hình 2.4  2.1.1.2. Rotor G - Lõi thép rotor Hình.   3 pha (i sa , i sb , i sc   n 1 = p f.60 (vòng/phút) Chương 2 – Mô hình động cơ không đồng bộ ba pha 11