Bài giảng điều khiển máy điện nâng cao bài giảng 1 TS nguyễn quang nam

Bài giảng Điều Khiển Máy Điện Nâng Cao TS Nguyễn Quang Nam 2013 – 2014, HK http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php nqnam@hcmut.edu.vn Bài giảng 1 Đánh giá môn học Đánh giá phần: thuyết trình (20%), tiểu luận (báo cáo, 20%), thi (60%) Thuyết trình: nhóm (tối đa người) thuyết trình trước lớp (thời gian khoảng cuối học kỳ) vấn đề nghiên cứu chung Tiểu luận: nhóm nộp báo cáo thuyết minh kết thực tiểu luận riêng Thi: viết (90 phút) Bài giảng Tổng quan truyền động điện đại Truyền động điện định nghĩa hệ thống có khả chuyển đổi hiệu điện sang Bài giảng Tổng quan truyền động điện đại (tt) Trong số trường hợp lượng truyền từ hệ sang hệ điện, biến đổi (ĐTCS) cần có khả truyền lượng theo hai chiều Bộ điều khiển nối trực tiếp với biến đổi Liên kết truyền thông cho phép kết nối hệ truyền động với mạng máy tính để hỗ trợ chức cài đặt, khởi tạo, chẩn đoán điều khiển trình cấp cao Cần có giải thuật điều khiển phù hợp để thực trình chuyển đổi lượng hệ truyền động Bài giảng Tổng quan truyền động điện đại (tt) Phạm vi công suất thường từ vài mW đến hàng trăm MW, cho thấy linh hoạt khả ứng dụng rộng rãi Bài giảng Xu hướng công nghệ truyền động Truyền động điện đại thường dùng ba loại máy điện: không đồng bộ, đồng NCVC từ trở chuyển mạch Bài giảng Xu hướng công nghệ truyền động (tt) Động không đồng dùng phổ biến hệ truyền động công nghiệp nhờ chắn động tin cậy công nghệ truyền động Sự phát triển điều khiển nhanh, giá rẻ hỗ trợ thành công này, việc cho phép thực thuật toán điều khiển tốt Kết hệ truyền động không chổi than không cảm biến, có chất lượng hẳn máy điện DC cổ điển Một thông số chất lượng quan trọng mật độ công suất, hay tỷ số công suất khối lượng (kW/kg) Bài giảng Xu hướng công nghệ truyền động (tt) Trong gần 30 năm qua có phát triển vượt bậc biến đổi ĐTCS Các biến đổi AC/AC gia tăng mật độ công suất từ 30 kVA/m3 (vào cuối kỷ trước) thành 500 kVA/m3 ngày Một số yếu tố đóng góp cho phát triển trên: linh kiện đóng/ngắt tốt hơn, công nghệ tản nhiệt tốt hơn, sơ đồ thuật toán chuyển mạch cực tiểu hóa tổn hao (ví dụ kỹ thuật chuyển mạch mềm), công cụ thiết kế tốt hơn, xử lý số mạch kích nhỏ gọn Bài giảng Xu hướng công nghệ truyền động (tt) Bài giảng Xu hướng công nghệ truyền động (tt) Kỹ thuật điều khiển nhúng truyền thông phát triển Một số yếu tố then chốt liên quan đến điều khiển: giải thuật điều khiển định hướng từ trường (FOC) cho máy AC, kỹ thuật điều rộng xung vectơ không gian, giải thuật điều khiển mômen trực tiếp cho máy AC từ trở chuyển mạch, giải thuật điều khiển không cần cảm biến vị trí giảm số lượng cảm biến điện áp/dòng điện, sẵn có DSP vi điều khiển hiệu cao, công cụ hỗ trợ Bài giảng 10 Phương pháp luận thiết kế truyền động Bài giảng 11 Bài giảng 12 Tổ chức thực nghiệm Khái niệm ITF IRTF Các máy điện có từ trường quay mô hình hóa hỗ trợ khái niệm máy biến áp quay lý tưởng (IRTF) Các khái niệm máy biến áp lý tưởng (ITF) máy biến áp quay lý tưởng (IRTF) giải thích chi tiết sách Fundamentals of Electrical Drives Khái niệm ITF thể máy biến áp dây quấn từ tản, tổn hao lõi thép hay dây quấn Bài giảng 13 Khái niệm ITF IRTF (tt) Khái niệm ITF Bài giảng 14 Khái niệm ITF IRTF (tt) Mô hình IRTF thiết bị cổng mô tả tương tác đại lượng điện stato rôto đại lượng Mô hình cho thấy làm tạo mô men từ dòng điện từ thông, làm chuyển động quay ảnh hưởng đến quan hệ đại lượng stato rôto Bài giảng 15 Khái niệm ITF IRTF (tt) Vectơ không gian từ thông móc vòng dòng điện Bài giảng 16 Khái niệm ITF IRTF (tt) Phân bố không gian từ thông móc vòng dòng điện Bài giảng 17 Mô hình IRTF tổng quát Bài giảng 18 Nguyên lý điều khiển mômen điện từ (tt) Máy DC: r ψ m =ψ f r xy ia = jIe − jθ Te = ψ f I Bài giảng 19 Nguyên lý điều khiển mômen điện từ (tt) Hệ truyền động DC không tải: Bài giảng 20 Nguyên lý điều khiển mômen điện từ (tt) Máy đồng bộ: r xy ψ m = Lmα is + Lmi f r r xy r xy Te = ψ m × is r xy Điều khiển tối ưu dẫn đến Te = ψ f I r is = jIe jθ Bài giảng 21 Nguyên lý điều khiển mômen điện từ (tt) Hệ truyền động máy đồng bộ: Bài giảng 22 Nguyên lý điều khiển mômen điện từ (tt) Máy không đồng bộ: r xy r xy dψ m = Rr is dtr r xy r xy xy ψ m = Lm is − ir r r r Te = ψ m × is ( ) Bài giảng 23 Nguyên lý điều khiển mômen điện từ (tt) Máy không đồng bộ:  Lm  dψ m   +ψ m = Lmid  Rr  dt Te = ψ miq Bài giảng 24 Nguyên lý điều khiển mômen điện từ (tt) Hệ truyền động máy không đồng bộ: Bài giảng 25 Động học truyền động Khảo sát tương tác học máy điện tải Bài giảng 26 Động học truyền động (tt) Chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến, làm tăng mômen quán tính toàn hệ Bài giảng 27 Động học truyền động (tt) Truyền động qua hộp số, mômen quán tính tải quy đổi theo tỷ số bán kính Bài giảng 28 Mô hình động học hệ khối lượng Bài giảng 29 Mô hình động học hệ khối lượng (tt) Ví dụ đáp ứng Bài giảng 30 Nguyên lý thiết kế vòng điều khiển tốc độ Mômen xác định từ thông dòng điện, dẫn đến vòng điều khiển tốc độ bên Bộ truyền động có điều khiển tích phân tỷ lệ để điều khiển tốc độ Bài giảng 31 Nguyên lý thiết kế vòng điều khiển tốc độ (tt) Có thể xác định tỷ số tốc độ thực tốc độ đặt, từ xác định điểm cực zero, đánh giá đáp ứng, hệ số đệm tham số Bài giảng 32 Một số ví dụ Hệ truyền động đồng sở: Bài giảng 33 Một số ví dụ (tt) Hệ truyền động không đồng sở: Bài giảng 34 Một số ví dụ (tt) Hệ truyền động DC sở: Bài giảng 35 [...]... lý điều khiển mômen điện từ (tt) Máy đồng bộ: r xy ψ m = Lmα is + Lmi f r r xy r xy Te = ψ m × is r xy Điều khiển tối ưu dẫn đến Te = ψ f I r is = jIe jθ Bài giảng 1 21 Nguyên lý điều khiển mômen điện từ (tt) Hệ truyền động máy đồng bộ: Bài giảng 1 22 Nguyên lý điều khiển mômen điện từ (tt) Máy không đồng bộ: r xy r xy dψ m = Rr is dtr r xy r xy xy ψ m = Lm is − ir r r r Te = ψ m × is ( ) Bài giảng 1. .. lý điều khiển mômen điện từ (tt) Máy không đồng bộ:  Lm  dψ m   +ψ m = Lmid  Rr  dt Te = ψ miq Bài giảng 1 24 Nguyên lý điều khiển mômen điện từ (tt) Hệ truyền động máy không đồng bộ: Bài giảng 1 25 Động học truyền động Khảo sát tương tác cơ học giữa máy điện và tải Bài giảng 1 26 Động học truyền động (tt) Chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến, sẽ làm tăng mômen quán tính toàn hệ Bài giảng. .. một bộ điều khiển tích phân tỷ lệ để điều khiển tốc độ Bài giảng 1 31 Nguyên lý thiết kế vòng điều khiển tốc độ (tt) Có thể xác định tỷ số giữa tốc độ thực và tốc độ đặt, từ đó xác định các điểm cực và zero, và đánh giá đáp ứng, trong đó hệ số đệm là tham số Bài giảng 1 32 Một số ví dụ Hệ truyền động đồng bộ cơ sở: Bài giảng 1 33 Một số ví dụ (tt) Hệ truyền động không đồng bộ cơ sở: Bài giảng 1 34 Một... toàn hệ Bài giảng 1 27 Động học truyền động (tt) Truyền động qua hộp số, mômen quán tính của tải sẽ được quy đổi theo tỷ số bán kính Bài giảng 1 28 Mô hình động học của hệ 2 khối lượng Bài giảng 1 29 Mô hình động học của hệ 2 khối lượng (tt) Ví dụ về đáp ứng Bài giảng 1 30 Nguyên lý thiết kế vòng điều khiển tốc độ Mômen được xác định bởi từ thông và dòng điện, dẫn đến một vòng điều khiển tốc độ bên... là tham số Bài giảng 1 32 Một số ví dụ Hệ truyền động đồng bộ cơ sở: Bài giảng 1 33 Một số ví dụ (tt) Hệ truyền động không đồng bộ cơ sở: Bài giảng 1 34 Một số ví dụ (tt) Hệ truyền động DC cơ sở: Bài giảng 1 35 ... biến điện áp/dòng điện, sẵn có DSP vi điều khiển hiệu cao, công cụ hỗ trợ Bài giảng 10 Phương pháp luận thiết kế truyền động Bài giảng 11 Bài giảng 12 Tổ chức thực nghiệm Khái niệm ITF IRTF Các máy. .. vòng dòng điện Bài giảng 16 Khái niệm ITF IRTF (tt) Phân bố không gian từ thông móc vòng dòng điện Bài giảng 17 Mô hình IRTF tổng quát Bài giảng 18 Nguyên lý điều khiển mômen điện từ (tt) Máy DC:... xy Điều khiển tối ưu dẫn đến Te = ψ f I r is = jIe jθ Bài giảng 21 Nguyên lý điều khiển mômen điện từ (tt) Hệ truyền động máy đồng bộ: Bài giảng 22 Nguyên lý điều khiển mômen điện từ (tt) Máy