Điều khiển vectơ tựa từ thông stato động cơ không đồng bộ ba pha

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - - LÊ THẾ TÂM ðIỀU KHIỂN VÉCTƠ TỰA TỪ THÔNG STATO ðỘNG CƠ KHÔNG ðỒNG BỘ BA PHA LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Kỹ Thuật ðiện Mã số: 60.52.02.02 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Văn Liễn HÀ NỘI - 2013 LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan luận văn tốt nghiệp: “ðiều khiển véctơ tựa từ thông stato ñộng không ñồng ba pha” tự thực hướng dẫn thầy giáo PGS.TS: Nguyễn Văn Liễn ðể hoàn thành luận văn này, sử dụng tài liệu ñược ghi danh mục tài liệu tham khảo không chép sử dụng tài liệu khác Nếu phát có chép xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày … tháng … năm 2013 Học viên thực Lê Thế Tâm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… i LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn sâu sắc PGS.TS Nguyễn Văn Liễn người ñã trực tiếp hướng dẫn suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận văn Xin trân trọng cảm ơn thầy giáo, cô giáo môn Tự ñộng hoá, khoa Cơ ðiện, thầy giáo, cô giáo Viện ñào tạo sau ñại học trường ðHNN Hà Nội ñã hướng dẫn giúp ñỡ trình thực luận văn Xin trân trọng cảm ơn gia ñình, bạn bè, ñồng nghiệp ñã tạo ñiều kiện trình thực hoàn thành luận văn Hà nội, ngày….tháng….năm 2013 Tác giả Lê Thế Tâm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… ii MỤC LỤC Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục ký hiệu chữ viết tắt vi Danh mục hình ix MỞ ðẦU 1 ðặt vấn ñề Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn ñề tài Phạm vi nội dung nghiên cứu CHƯƠNG I: XÂY DỰNG MÔ HÌNH ðỘNG CƠ KHÔNG ðỒNG BỘ TRONG TỌA ðỘ KHÔNG GIAN KHÁC NHAU 1.1 Mô tả chung ñộng không ñồng 1.1.1 Khái niệm chung 1.1.2 Cấu tạo ñộng không ñồng 1.1.3 Nguyên lý hoạt ñộng ñộng không ñồng xoay chiều ba pha 1.1.4 Ứng dụng, ưu nhược ñiểm ñộng không ñồng xoay chiều ba pha 1.1.5 Mô hình ñộng không ñồng ba pha 1.1.6 ðại lượng véctơ không gian 12 1.2 Mô hình ñộng không ñồng hệ tọa ñộ trực giao 16 1.2.1 Mô hình hệ tọa ñộ gắn với stato (α, β, 0) 16 1.2.2 Mô hình hệ tọa ñộ quay ñồng (d, q, 0) 19 1.2.3 Mô hình hệ tọa ñộ gắn với roto (D, Q, 0) 23 1.3 ðiều khiển véctơ tựa từ thông roto ñộng không ñồng bộ, nghịch lưu nguồn áp (Foc) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… 26 iii 1.3.1 Nguyên lý ñiều khiển 26 1.3.2 Mô hình tính toán ước lượng ñại lượng phản hồi 30 1.3.3 Hiệu chỉnh tốc ñộ trượt 33 CHƯƠNG II: BIẾN TẦN NGUỒN ÁP VÀ MỘT SỐ NGUYÊN TẮC ðIỀU KHIỂN ðỘNG CƠ KHÔNG ðỒNG BỘ 35 2.1 Biến tần bán dẫn 35 2.1.1 Cấu trúc biến tần bán dẫn 35 2.1.2 Phương pháp PWM thông thường 37 2.1.3 Phương pháp PWM ñiều chế véctơ không gian 40 2.2 Chiến lược ñiều khiển tần số ñộng không ñồng 44 2.2.1 Giới thiệu chung 44 2.2.2 Nguyên lý ñiều khiển ñiện áp tần số U/f 47 2.2.3 ðiều khiển vectơ 51 CHƯƠNG III: THIẾT LẬP HỆ ðIỀU KHIỂN VÉCTƠ TỰA TỪ THÔNG STATO ðỘNG CƠ KHÔNG ðỒNG BỘ BA PHA 3.1 54 Mô hình gần ñúng ñộng không ñồng hệ tọa ñộ d, q tựa từ thông roto 54 3.2 Tổng hợp hai ñiều khiển dòng ñiện riêng rẽ có bù tách kênh 56 3.3 Thiết kế ñiều khiển từ thông 59 3.4 Biểu thức xác ñịnh momen ñiện từ 60 3.5 ðiều khiển véctơ tựa từ thông stato ñộng không ñồng ba pha 61 3.6 ðiều khiển trực tiếp vectơ mà tín hiệu tốc ñộ 66 3.6.1 Lập trình phân tầng lọc từ thông thấp ước lượng từ thông stato 66 3.6.2 ðiều khiển khởi ñộng truyền ñộng với phương trình mô hình dòng ñiện 70 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ CÁC MẠCH VÒNG VÀ MÔ PHỎNG 76 4.1 76 Tựa từ thông stator Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… iv 4.2 Thiết kế mạch vòng dòng ñiện trục ox 80 4.3 Thiết kế mạch vòng ñiều khiển từ thông trục ox 82 4.4 Thiết kế mạch vòng dòng ñiện theo trục oy 84 4.5 Mô ñánh giá chất lượng 85 4.5.1 Tính toán tham số ñộng 85 4.5.2 Các bước tiến hành mô 87 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT a Toán tử 1200 iri (t ) Dòng ñiện rotor pha i ir Dòng ñiện pha rotor biểu diễn hệ tọa ñộ rotor ' ir Dòng ñiện pha rotor biểu diễn hệ tọa ñộ stator isi (t ) Dòng ñiện stator pha i is Dòng ñiện pha rotor biểu diễn hệ tọa ñộ stator ' is Dòng ñiện pha rotor biểu diễn hệ tọa ñộ rotor Lm Cảm kháng từ hoá ba pha Lr Tổng cảm kháng ba pha rotor Lr Tự cảm ba pha rotor Lr1 Cảm kháng dò rotor Lrm Cảm kháng từ hoá rotor Ls Tổng cảm kháng pha stator Ls Tự cảm stator Ls1 Cảm kháng dò stator Lsm Cảm kháng từ hoá stator Mr Hỗ cảm cuộn rotor Ms Hỗ cảm cuộn stator M sr Giá trị lớn hỗ cảm cuộn rotor stator p Toán tử vi phân P Số ñôi cực Rr ðiện trở rotor Rs ðiện trở stator s Hệ số trượt Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… vi s Toán tử tích phân Te Hằng số thời gian mômen ñiện từ Tpc Mômen chuẩn hoá tính phần trăm Ts = Tz Hằng số thời gian trích mẫu uri (t ) ðiện áp rotor pha i ur ðiện áp rotor hệ tọa ñộ rotor ' ur ðiện áp rotor hệ tọa ñộ stator usi (t ) ðiện áp stator pha i us ðiện áp stator hệ tọa ñộ stator ' us ðiện áp stator hệ tọa ñộ rotor wm Tốc ñộ học w pc Tốc ñộ chuẩn hoá tính phần trăm wr Tốc ñộ rotor ws Tốc ñộ stator ρr Góc pha từ thông rotor so với trục ngang hệ tọa ñộ stator ρs Góc pha từ thông stator so với trục ngang hệ tọa ñộ stator θm Góc lệch rotor stator θr Góc rotor θs Góc stator ψ ri (t ) Từ thông dò cuộn rotor i ψr Từ thông dò rotor trục tọa ñộ gắn với rotor ' ψr Từ thông dò rotor trục tọa ñộ gắn với stator ψ si (t ) Từ thông dò cuộn stator i Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… vii ψs ' ψs Từ thông dò stator trục tọa ñộ gắn với stator Từ thông dò stator trục tọa ñộ gắn với rotor CÁC CHỈ SỐ α /β Các thành phần hoành tung hệ tọa ñộ gắn với rotor d /q Các thành phần hoành tung rotor hệ tọa ñộ gắn với stator D/Q Các thành phần hoành tung stator hệ tọa ñộ gắn với rotor g Hệ trục toạ ñộ m Từ hoá r Rotor ra, rb, rc Các pha rotor Ref Tín hiệu ñặt s Stator sA, sB, sC Các pha stator x/ y Các thành phần tung hoành hệ tọa ñộ KÝ HIỆU TOÁN HỌC x Nhân vector * Nhân số ảo Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… viii DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang d θm dt 1.1 Sơ ñồ dây quấn tập trung ñộng không ñồng ω = 1.2 Sơ ñồ pha quy ñổi stato ñộng không ñồng 1.3 Mô hình giải thích cách tính sức ñiện ñộng roto 1.4 Mô hình ñộng không ñồng hệ tọa ñộ cực (a) 10 ñại lượng véctơ (b) 12 1.5 Phân bố mật ñộ dòng ñiện có pha a có dòng 13 1.6 Phân bố mật ñộ dòng ñiện tổng từ dòng ñiện ias(t), ibs(t), ics(t) 13 1.7 Phân bố mật ñộ từ thông tổng từ dòng stato hình.1.6 14 1.8 Biểu diễn véctơ hệ trục α, β 16 1.9 Sơ ñồ thay ñộng không ñồng hệ trục α, β 17 1.10 Sơ ñồ cấu trúc ñộng không ñồng hệ tọa ñộ α 19 1.11 Biểu diễn véctơ không gian hệ trục d, q 20 1.12 Sơ ñồ thay ñộng không ñồng hệ trục tọa ñộ d, q 21 1.13 Sơ ñồ cấu trúc ñộng không ñồng hệ tọa ñộ d, q 22 1.14 Biểu diễn véctơ không gian tổng trục gắn với roto (D, Q) 23 1.15 Sơ ñồ thay ñộng không ñồng hệ tọa ñộ gắn với roto 24 1.16 Sơ ñồ cấu trúc ñộng không ñồng hệ tọa ñộ gắn với roto 25 1.17 ðồ thị véctơ cho trường hợp hệ trục d, q véctơ từ thông rôto 26 1.18 Sự tương ñồng ñộng không ñồng hệ tọa ñộ tựa từ thông roto (b) ñộng chiều kích từ ñộc lập (a) 28 1.19 Sơ ñồ khối hệ thống ñiều khiển véctơ tựa từ thông roto 29 1.20 Mô hình dòng ñiện ước lượng tín hiệu 32 1.21 Ảnh hưởng thay ñổi ñiện trở roto ñến ñộ xác mô hình ñiều khiển 33 2.1 Sơ ñồ khối biến tần gián tiếp 35 2.2 Sơ ñồ khối biến tần 37 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… ix ðể tính toán gần ñúng nhận thấy: Thông thường coi ta có: ; Hoặc giản lược cách gần ñúng sau: Nên Và Trong ñó ta có sơ ñồ khối ñể thiết kế ñiều khiển từ thông, ñố Tsi tổng số thời gian gắn mạch dòng ñiện (khi ñiều khiển Ri ñược tổng hợp phương pháp giải hàm truyền tối ưu; Td số thời gian trễ tính toán từ thông mô hình từ thông) - Hình 4.6 Sơ ñồ khối ñể thiết kế ñiều khiển từ thông ðể ñơn giản nhỏ nên ta bỏ qua Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… 83 Sử dụng chuẩn tối ưu modun ta ñược 4.4 Thiết kế mạch vòng dòng ñiện theo trục oy Giả thiết ñược coi ñúng chế ñộ tựa xác lập chế ñộ khởi ñộng ñộng từ ñứng yên ñến tốc ñộ làm việc lúc véctơ từ thông stator chưa “bám” ñược vào trục ox nên nói chung Tuy nhiên chấp nhận thủ tục khởi ñộng sau: ðầu tiên khởi ñộng mạch vòng ñiều chỉnh từ thông, sau từ thông ñã xác lập khởi ñộng mạch vòng ñiều chỉnh mômen, coi lúc , dù vào ñạo hàm khác không Phương trình ñiện áp stator theo trục oy (4.13) Tính dòng ñiện iry từ (4.1) vào (4.13) ta ñược: (4.14) Từ (4.5) Thế biểu thức vào (4.14) ta ñược: (4.15) Số hạng thứ vế phải bỏ qua tổng hợp ñiều khiển, ñều biến thiên chậm dòng ñiện stator, số hạng cuối ñóng vai trò nhiễu loạn ñược bù ñể tách kênh, ñó viết lại Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… 84 (4.15) dạng viết gọn Vì nhỏ nên giảm bậc ñể thuận tiện cho việc thiết kế Cấu trúc ñiều khiển - Hình 4.7.Cấu trúc ñiều khiển dòng ñiện Trong ñó: 4.5 Mô ñánh giá chất lượng 4.5.1.Tính toán tham số ñộng Thông số Giá trị Công suất ñịnh mức Pñm 5,8 kW Số ñôi cực 2.pc Dòng từ hoá isx 5A Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… 85 Từ thông ñịnh mức ψñm 0,25Wb ðiện trở stato Rs 1,26 Ω ðiện trở roto Rr 0,2Ω ðiện cảm từ hoá Lm 50mH Mômen quán tính J 0,27 kgm2 ðiện cảm rò phía stato Lsσ 4,0mH ðiện cảm rò phía roto 3,85mH Lrσ Tính toán ñại lượng cần thiết cho việc mô ðiện cảm stato : Ls= Lsσ + Lm =54mH = 0,054(H) ðiện cảm roto : Lr = Lrσ + Lm = 3,85 + 50 = 53,85mH = 0,05385H Hằng số thời gian rôto: Tr=Lr/Rr=0,26925 Hằng số thời gian stato: Ts=Ls/Rs=0,0434 Hệ số tản từ: L σ = 1− m L s L r = 0,14 Các hệ số khác sử dụng việc lập mô hình ñộng cơ: 1−σ = 122,86 σLm = 132,275 σLs 1 1−σ = + = 132,75 + 22,81 =155,56 Tσ σTs σTr ⇒ Tσ = 0,0064 Tr = 5,385 Lm 3p c L m =1,392 2L r A= = 3,71 Tr pc = 3,7 J L m i sd0 = 3,71 ψ rd 0Tr B= 1−σ ψrd0 + isd0 =35,71 σLm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… 86 C= 3ψ rd Lm p c2 =12,8 Lr J D= + A =159,96 Tσ Bộ ñiều chỉnh tốc ñộ: Rω = ðơn giản hoá Rω = 1 + 2Tnl p + 4Tc p C 8Tc p + Tc p + 2(Tnl + 2Tc ) p C 8Tc p Nếu lấy Tc = 0.1s : Rω = 1+ Bộ ñiều chỉnh Risy= Bộ ñiều chỉnh Risx= + 2(0,001 + 2.0,1) p = + 0,402 p 12,8.8.0,12 p 1,024 p p D K nl Tnl p DσLs = + 0,00625 p 0,03 p + Tσ p = + 0,0064 p K nl Tσ 0,037 p Tnl p σLs 4.5.2 Các bước tiến hành mô Vì trình tìm hàm truyền ñiều chỉnh Risx, Risy, Rω ñều dựa giả thuyết, ñơn giản hoá làm tròn nên kết tính toán giá trị gần ñúng Do ta kiểm nghiệm hiệu chỉnh ñiều chỉnh dòng ñiện tốc ñộ, sau ñó mô hệ thống biến tần ñộng không ñồng với quan sát, tính toán khác Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… 87 isxđ isx Kp Ki 1/P scoper Hình 4.8 sơ ñồ mô dòng ñiện stato Kp KT mắc sơ ñồ ñiều khiển có cấu trúc PI Khối Transfer Fcn4 lọc ñầu vào Hình 4.9 Sơ ñồ mô ñiều khiển dòng ñiện Dựa vào hàm truyền ñối tượng thiết kế ñiều chỉnh PI theo phương pháp tối ưu modul sau: WPI = Tn S + với Tn=0.092 (s) Ti S Ti = 2.K.Tb với K = 1/0.087 = 11.5, Tb= 0.001 (s) suy Ti = 0.023 Nên ta có ñiều khiển PI sau: Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… 88 WPI = 0.092S + 1 = 4+ 0.023S 0.023S Dòng ñiện (A) Từ sơ ñồ cấu trúc ta có kết mô matlab sau: Thời gian (s) Dòng ñiện (A) Hình 4.10 Dòng ñiện Isxñ Thời gian (s) Hình 4.11 Dòng ñiện Isx Nhận xét: Hệ thống có thời gian ñộ nhỏ, sai lệch tĩnh giá trị ñặt SP=5A.ðộ ñiều chỉnh không cao Chất lượng hệ ñạt yêu cầu Thử nghiệm với ñiều chỉnh dòng Risx Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… 89 Hình 4.12.Kiểm nghiệm ñiều chỉnh Risx Dòng ñiện (A) Kết : Thời gian (s) Hình 4.13 Dòng ñiện ñiều chỉnh Risx Thử nghiệm ñiều chỉnh Risy Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… 90 Hình 4.14 Bộ ñiều chỉnh dòng Risy Dòng ñiện (A) Kết mô : Thời gian (s) Hình 4.15 Dòng ñiện ñiều chỉnh Risy Theo kết mô ta thấy ñiều chỉnh ñã ñạt yêu cầu Bây ta mô mô hình ñộng thật theo số liệu tính toán Sơ ñồ mô phỏng: Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… 91 Hình 4.16 sơ ñồ mô ñộng không ñồng Các thông số ñiều chỉnh: Bộ Rix : Kp = 0,8 ; Ki =20 Bộ Riy : Kp = 0,3 ; Ki = 25 Bộ Rw : Kp = 1,4 ; Ki = 1,2 Kết mô ñược sau : Dòng ñiện (A) - Lúc không tải : Thời gian (s) Hình 4.17 Dòng ñiện Rix ñộng lúc không tải Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… 92 Dòng ñiện (A) Thời gian (s) Hình 4.18.Dòng ñiện Riy ñộng lúc không tải Dòng ñiện (A) Lúc có tải : Thời gian (s) Dòng ñiện (A) Hình 4.19 Dòng ñiện Isx ñộng lúc có tải Thời gian (s) Hình 4.20 Dòng ñiện Isy ñộng lúc có tải Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… 93 Khi thay ñổi với tải khác ta ñược kết mô sau: Hình 4.21 Kết thay ñổi thông số ñộng tải vào mô hình Nhận xét Theo kết mô ta thấy tốc ñộ lúc không tải ổn ñịnh sau thời gian khoảng 2s, dòng Isx, Isy dao ñộng không Khi có tải dòng Isy khác không chế ñộ xác lập, ñiều chứng tỏ ñộng ñã sinh mômen Tốc ñộ ñược ổn ñịnh sau khoảng 2s Các kết mô ñã chứng tỏ ñiều chỉnh thiết kế ñúng ñắn, thay ñổi với tải khác chất lượng mô hình ñạt yêu cầu Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… 94 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ * KẾT LUẬN: Trong luận văn này, ñã cố gắng hoàn thiện theo ñúng ñề cương mà giảng viên hướng dẫn môn giao cho ðề tài ñã trọng mảng nghiên cứu: - Xây dựng mô hình ñộng không ñồng không gian khác như: Mô hình hệ tọa ñộ gắn với stato, mô hình hệ tọa ñộ quay ñồng bộ, mô hình hệ tọa ñộ gắn với roto - Thiết lập hệ ñiều khiển véctơ tựa từ thông stato ñộng không ñồng - Thiết kế mạch vòng ñiều khiển véctơ tựa từ thông stato ñộng không ñồng bộ: Thiết lập mạch vòng dòng ñiện trục ox, thiết lập mạch vòng ñiều khiển từ thông trục ox, thiết lập mạch vòng dòng ñiện trục oy - Khảo sát ñánh giá chất lượng hệ truyền ñộng hai mạch vòng ñiều khiển véctơ tựa từ thông stato ñộng không ñồng phần mềm Matlab simulink - Tôi ñã tìm hiểu ñược mô hình toán học, vật lý ñộng không ñồng ba pha rôto lồng sóc sở hiểu biết ñó xây dựng ñược cấu trúc ñiển hình ñiều khiển mạch vòng ñiều chỉnh dòng ñiện ñể ñiều chỉnh ñược từ thông thông qua hình thức tựa từ thông stato Với kết có ñược mô sử dụng phần mềm Matlab – Simulink sát với thực tế, khẳng ñịnh cấu trúc ñiều khiển ñáp ứng ñược yêu cầu ñặt cho ñiều khiển, kết mô chứng tỏ tiêu chất lượng như: Thời gian ñộ, sai lệch tĩnh, ñộ ñiều chỉnh ñảm bảo, giảm ñộ giao ñộng từ thông momen, tăng tốc ñộ ñáp ứng momen chất lượng ñiều khiển tốt * NHỮNG ðỀ NGHỊ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO: - Với xuất phát triển xử lý tín hiệu số (DSP) tốc ñộ ngày cao phương pháp ñiều khiển trực tiếp mômen (DTC - direct torque control) cho hệ truyền ñộng ñiện ñộng không ñồng - Sử dụng thêm ñiều khiển có thuật toán như: ðiều khiển thích nghi, logic mờ hay nơron ñể nâng cao chất lượng ñiều khiển - Sử dụng ñiều khiển trượt ñể ñiều ñiều khiển tốc ñộ ñộng không ñồng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… 95 Tuy nhiên ñiều kiện thiết bị thời gian nghiên cứu hạn chế nên hệ thí nghiệm truyền ñộng chưa ñược xây dựng Do ñó, hy vọng tương lai không xa, xuất hệ thống ñó công nghiệp Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tiếng việt Bùi Quốc Khánh, Phạm Quốc Hải, Nguyễn Văn Liễn, Dương Văn Nghi (1999), ðiều chỉnh tự ñộng truyền ñộng ñiện - Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Thị Hiền (1998), Truyền ñộng ñiện - Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Mạnh Tiến, ðoàn Quang Vinh (2005), ðiều khiển ñộng xoay chiều cấp từ biến tần bán dẫn - NXB Khoa học Kỹ thuật Nguyễn Phùng Quang (1998), ðiều khiển tự ñộng truyền ñộng ñiện xoay chiều ba pha - NXB Giáo dục Nguyễn Phùng Quang (2004), Matlab Simulink, Nhà Xuất Bản Khoa học kỹ thuật Nguyễn Phùng Quang (2004), Andreas Dittrich Truyền ñộng ñiện thông minh Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội Lê Văn Doanh (Sách dịch) (1997), ðiện tử công suất ðiều khiển ñộng ñiện ðHBK HN Trần Thọ, Võ Quang Lập (biên khảo) (2004), Cơ sở ñiều khiển tự ñộng truyền ñộng ñiện; NXB Khoa học Kỹ thuật II Tiếng nước Robert H Bishop (1997), Modern Control Systems Analysis and Design Using Matlab and Simulink, The University of Texas at Austin 10Y.P Landau (1979), Adaptive Control: The Model Reference Aproach – Macrel Dekker – New York 11H Tajima, Y Hori (1993), "Speed sensorless field-orientation control of the induction machine" - IEEE Trans Ind Applicat, vol.29, no.1 Jan./Fed.1993, pp.175-180 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… 97 [...]... Sơ ñồ khối ñiều khiển tựa theo vector từ thông stator kết hợp ước lượng từ thông bằng PCLPF và phương trình khởi ñộng mà không cần cảm biến tốc ñộ 74 4.1 Biểu diễn vectơ tựa từ thông stato 76 4.2 Sơ ñồ ñiều khiển từ thông stato ñộng cơ không ñồng bộ ba pha 79 4.3 Sơ ñồ thay thế ñộng cơ không ñồng bộ ba pha 80 4.4 Sơ ñồ khối mạch vòng ñiều khiển dòng ñiện trục ox 81 4.5 Bộ ñiều khiển từ thông 82 4.6 Sơ... stato ñộng cơ không ñồng bộ - Nghiên cứu các thông số thiết kế ñiều khiển bộ dòng ñiện trong hệ thống ñiều khiển vectơ tựa từ thông stato của ñộng cơ không ñồng bộ, thiết kế ñiều khiển từ thông Mô hình tính toán từ thông và tổng hợp mạch vòng ñiều chỉnh Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… 2 CHƯƠNG I: XÂY DỰNG MÔ HÌNH ðỘNG CƠ KHÔNG ðỒNG BỘ TRONG TỌA ðỘ KHÔNG... ñộng cơ không ñồng bộ - Thiết kế ñược mạch vòng ñiều khiển vectơ tựa từ thông stato ñộng cơ không ñồng bộ và mô phỏng kiểm chứng nâng cao chất lượng hệ truyền ñộng ñiện 4 Phạm vi và nội dung nghiên cứu Nội dung nghiên cứu chính của luận văn ñề cập ñến những vấn ñề sau: - Nghiên cứu về ñộng cơ không ñồng bộ, mô hình ñộng cơ không ñồng bộ trong các hệ tọa ñộ trực giao và ñiều khiển véctơ tựa từ thông stato. .. ñộng cơ ñiện một chiều, các ñộng cơ không ñồng bộ gặp khó khăn ñể ñiều khiển tách bạch các thành phần dòng ñiện sinh mômen và từ thông ðể nâng cao hiệu suất sử dụng thì hệ truyền ñộng ñộng cơ không ñồng bộ thay ñổi tốc ñộ có khả năng cấp cho ñộng cơ ñiện ba pha có tần số và biên ñộ có thể thay ñổi ñược, nên bộ ñiều khiển phức tạp hơn so với loại một chiều 1.1.5 Mô hình của ñộng cơ không ñồng bộ ba pha. .. NHAU 1.1 Mô tả chung về ñộng cơ không ñồng bộ 1.1.1 Khái niệm chung ðộng cơ không ñồng bộ là loại ñộng cơ ñược sử dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp Ưu ñiểm lớn nhất của ñộng cơ này là không có bộ chuyển mạch cơ khí, kết cấu chắc chắn và có thể sử dụng trực tiếp nguồn ñiện xoay chiều ba pha có sẵn Tuy nhiên tốc ñộ của ñộng cơ không ñồng bộ khi nối vào lưới xoay chiều ba pha không thể ñiều chỉnh ñược... 3.5 55 57 ðiều khiển dòng riêng rẽ có bù sức ñiện ñộng esd và esq, R11 và R12 ñược lấy theo (3.3) 58 3.6 Mô hình mạch vòng ñiều khiển từ thông 59 3.7 Sơ ñồ khố hàm tuyến hệ Foc-1M 60 3.8 Véctơ không gian dòng từ hóa stato và véctơ không gian dòng roto 61 3.9 Biểu ñồ ñiều khiển véctơ tựa theo từ thông stator 63 3.10 Tách tín hiệu truyền thẳng trong ñiều khiển tựa theo vector từ thông stato 64 3.11 Truyền... 50 2.12 Sự tương tự giữa ñiều khiển ñộng cơ một chiều và ñiều khiển vectơ 52 2.13 ðiều khiển ñộc lập hai thành phần dòng ñiện: mômen và kích từ 53 3.1 Dòng ñiện ñộng cơ trên trục d, q 54 3.2 Sơ ñồ thay thế gần ñúng của ñộng cơ không ñồng bộ trong hệ tọa ñộ d,q 3.3 Mô hình gần ñúng của ñộng cơ không ñồng bộ trong hệ tọa ñộ d, q tựa từ thông roto 3.4 56 Cấu trúc hai bộ ñiều khiển dòng riêng rẽ và hai tách... theo thông tin về kích thước hình học của dây quấn và số vòng của nó, phân bố từ thông móc vòng stato ñược biểu diễn bởi vectơ không gian ψ ss Có thể mở rộng khái niệm vectơ không gian dòng ñiện is cho hệ thống ñiện áp ba pha stato Us = ( 2 U as + a.U bs + a 2 U cs 3 ) (1.12) Cũng cần ñể ý rằng các vectơ không gian dòng ñiện ñược ñịnh nghĩa theo các khác với các vectơ từ thông móc vòng Các vectơ không. .. lồng sóc không cần cách ñiện với lõi sắt 3 Khe hở Khe hở trong ñộng cơ không ñồng bộ rất nhỏ (0,2mm - 1mm) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… 4 1.1.3 Nguyên lý hoạt ñộng của ñộng cơ không ñồng bộ xoay chiều ba pha ðộng cơ không ñồng bộ làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng ñiện từ Khi ñặt ñiện áp 3 pha vào ba dây quấn 3 pha ñặt ñối xứng trong lõi thép stator,... tạp Trong tính toán ñiều khiển, hệ trục d, q ñược chọn gắn (tựa) với một ñại lượng véctơ không gian cụ thể, ñiều này một mặt ñơn giản hóa ñược mô hình của ñộng cơ không ñồng bộ, mặt khác cũng ñịnh hướng cụ thể cho các giải pháp kỹ thuật Hệ trục d, q có thể ñược tựa trên: véctơ ñiện áp stator, véctơ từ thông từ hóa, véctơ từ thông stato, véctơ từ thông roto hay véctơ dòng ñiện stato 1.2.3 Mô hình trong ... pha rotor biu din trờn h ta ủ rotor Lm Cm khỏng t hoỏ ca ba pha Lr Tng cm khỏng ca ba pha rotor Lr T cm ca ba pha rotor Lr1 Cm khỏng dũ rotor Lrm Cm khỏng t hoỏ rotor Ls Tng cm khỏng ca pha stator... trờn pha i ir Dũng ủin pha rotor biu din trờn h ta ủ rotor ' ir Dũng ủin pha rotor biu din trờn h ta ủ stator isi (t ) Dũng ủin stator trờn pha i is Dũng ủin pha rotor biu din trờn h ta ủ stator... ws Tc ủ stator r Gúc pha gia t thụng rotor so vi trc ngang ca h ta ủ stator s Gúc pha gia t thụng stator so vi trc ngang ca h ta ủ stator m Gúc lch gia rotor v stator r Gúc rotor s Gúc stator