Bài giảng điều khiển máy điện nâng cao bài giảng 3 TS nguyễn quang nam

Bài giảng Điều Khiển Máy Điện Nâng Cao Điều khiển vô hướng động KĐB TS Nguyễn Quang Nam 2013 – 2014, HK http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php nqnam@hcmut.edu.vn Bài giảng Giới thiệu Các phương pháp điều khiển vô hướng đề cập: điều khiển V/f điều khiển vectơ không gian Cả hai phương pháp yêu cầu khả điều chỉnh điện áp đặt vào động cơ, thường thực thông qua kỹ thuật điều chế độ rộng xung (PWM) Bài giảng ôn lại kỹ thuật PWM, sau giới thiệu phương pháp điều khiển V/f vectơ không gian Bài giảng Nhắc lại kỹ thuật PWM Xét nghịch lưu nguồn áp pha, sóng sin tham chiếu so sánh với sóng mang, để tạo hệ điện áp pha ngõ với dạng sóng có họa tần bậc cao Bài giảng 3 Nhắc lại kỹ thuật PWM (tt) Dạng sóng điều thấy hình VA0 chế điển mạch lọc RL, khiến cho dòng VC0 VAB KĐB đóng vai trò VBC Các dây quấn động VB0 bên gần với hình sin VCA điện động t Bài giảng Điều khiển V/f Khi đặc tính động học điều khiển mômen tốc độ không thực cần thiết, phương pháp điều khiển V/f áp dụng, với giải thuật đơn giản Phương pháp điều khiển đơn giản đến mức thực phần cứng tương tự, dùng rộng rãi chưa có mặt phần cứng tương tự Cấu trúc truyền động phương pháp không yêu cầu mạch vòng điều khiển dòng điện, mà yêu cầu điều khiển điện áp tần số stato, cho từ thông stato số Bài giảng Điều khiển V/f (tt) Đặc tính động KĐB Bài giảng Điều khiển V/f (tt) Có thể thấy phương pháp thay đổi điện trở mạch rôto để điều chỉnh tốc độ cho phép đạt mục tiêu thay đổi tốc độ, hiệu suất giảm điểm làm việc cách xa điểm làm việc định mức Giả sử bỏ qua điện áp rơi tổng trở tản stato, điện áp đặt vào pha stato thỏa mãn: V1 = 4,44 fN1Φ m Do đó, giảm tần số stato (để giảm tốc độ) điện áp phải giảm cách tỷ lệ để giữ từ thông không đổi, hay nói cách khác V/f = const => pp điều khiển V/f Bài giảng Bộ điều khiển tốc độ theo V/f Trong sơ đồ điều khiển đây, tốc độ xác lập máy điều khiển thông qua việc thay đổi tần số (tỷ lệ với tốc độ đặt) điện áp (có kể đến thành phần điện áp rơi tổng trở tản dây quấn stato) Cấu trúc đảm bảo điều khiển tốc độ đồng động cơ, cảm biến tốc độ rôto Bài giảng Bộ điều khiển tốc độ theo V/f (tt) Mô điều khiển V/f đơn giản Bài giảng Bộ điều khiển tốc độ theo V/f (tt) Mô điều khiển V/f đơn giản Bài giảng 10 Bộ điều khiển V/f có cảm biến tốc độ Trong sơ đồ điều khiển đây, cảm biến tốc độ dùng để xác định tốc độ rô to, từ xác định tần số trượt, xác định thành phần điện áp stato cách xác Bài giảng 11 Bộ điều khiển V/f có cảm biến tốc độ (tt) Mô điều khiển V/f có cảm biến tốc độ Bài giảng 12 Bộ điều khiển V/f có cảm biến tốc độ (tt) Mô điều khiển V/f có cảm biến tốc độ Bài giảng 13 Điều khiển vectơ không gian Xét sơ đồ mạch nghịch lưu nguồn áp pha Trạng thái điện áp mạch ký hiệu u[abc] (gọi vectơ điện áp), với a = ‘1’ khóa đóng, a = ‘0’ khóa đóng Bài giảng 14 Điều khiển vectơ không gian (tt) Có tổng cộng tổ hợp (trạng thái) điện áp, có trạng thái điện áp xảy truyền công suất, trạng thái không truyền công suất Vector S1 S3 S5 S2 S4 S6 VAB VBC VCA V0 = {000} OFF OFF OFF ON ON ON 0 V1 = {100} ON OFF OFF OFF ON ON +Vdc −Vdc active vector V2 = {110} ON ON OFF OFF OFF ON +Vdc −Vdc active vector V3 = {010} OFF ON OFF ON OFF ON −Vdc +Vdc active vector V4 = {011} OFF ON ON ON OFF OFF −Vdc +Vdc active vector V5 = {001} OFF OFF ON ON ON OFF −Vdc +Vdc active vector V6 = {101} ON OFF ON OFF ON OFF +Vdc −Vdc active vector V7 = {111} ON ON ON OFF OFF OFF 0 zero vector zero vector Bài giảng 15 Điều khiển vectơ không gian (tt) Vectơ không gian tổng hợp từ vectơ không gian thành phần pha Bài giảng 16 Điều khiển vectơ không gian (tt) Trong máy điện AC, vectơ không gian tổng hợp quay tròn Phương pháp điều khiển vectơ không gian thực điều theo nghĩa trung bình: giá trị trung bình vectơ không gian bám theo quỹ đạo cần thiết Sáu trạng thái tích cực (truyền công suất) chia mặt phẳng thành vùng (sector) Một vectơ không gian nằm vùng thực hai vectơ nằm gần nhất, với thời gian tương ứng cho vectơ chọn thích hợp Bài giảng 17 Điều khiển vectơ không gian (tt) Hiện thực vectơ không gian dựa vào vectơ II III I IV VI V Bài giảng 18 Điều khiển vectơ không gian (tt) Thời gian trạng thái bản, vectơ không gian tham chiếu Vref nằm sector n, với Ts chu kỳ điều chế độ rộng xung T1 = T2 = ⋅ Ts ⋅Vref Vdc ⋅ Ts ⋅ Vref Vdc   nπ sin  −α    ( n − 1)π   sin  α −    T0 = Ts − T1 − T2 Bài giảng 19 Điều khiển vectơ không gian (tt) Ví dụ cách phân bố thời gian tương ứng vectơ sector sector Sector Sector Bài giảng 20 ... biến tốc độ rôto Bài giảng Bộ điều khiển tốc độ theo V/f (tt) Mô điều khiển V/f đơn giản Bài giảng Bộ điều khiển tốc độ theo V/f (tt) Mô điều khiển V/f đơn giản Bài giảng 10 Bộ điều khiển V/f có... không yêu cầu mạch vòng điều khiển dòng điện, mà yêu cầu điều khiển điện áp tần số stato, cho từ thông stato số Bài giảng Điều khiển V/f (tt) Đặc tính động KĐB Bài giảng Điều khiển V/f (tt) Có thể... cảm biến tốc độ (tt) Mô điều khiển V/f có cảm biến tốc độ Bài giảng 12 Bộ điều khiển V/f có cảm biến tốc độ (tt) Mô điều khiển V/f có cảm biến tốc độ Bài giảng 13 Điều khiển vectơ không gian Xét