Hệ thống điều khiển số (động cơ không đồng bộ 3 pha)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Bài giảng: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ (ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ PHA) Biên soạn: ThS Trần Công Binh TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 02 NĂM 2007 Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số (ĐCKĐB) T©B GIỚI THIỆU MÔN HỌC Tên môn học: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ Mã số: Phân phối giờ: 33LT + 12BT+Kiểm tra Số tín chỉ: 2(2.1.4) Kiểm tra: 20%, Thi: 80% Môn tiên quyết: Kỹ thuật điện 2, Cơ sở tự động học, Kỹ thuật số Môn song hành: Giáo trình chính: Tài liệu tham khảo: ƒ Tóm tắc nội dung: ƒ Phần Tiếng Việt: ƒ Summary: Electrical Engineering 10 Đối tượng học: Sinh viên ngành Điện 2/7/2007 Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số (ĐCKĐB) T©B CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ Chương 1: Bộ nghịch lưu ba pha Vector không gian ƒ Vector không gian ƒ Bộ nghịch lưu ba pha (4,5T) Chương 2: Hệ qui chiếu quay ƒ Hệ qui chiếu quay ƒ Chuyển đổi hệ toạ độ abc ↔ αβ ↔ dq (1,5T) Chương 3: Mô hình ĐCKĐB pha (αβ), (dq) ƒ Sơ đồ tương đương động số ký hiệu ƒ Mô hình động HTĐ stator (αβ) ƒ Mô hình động HTĐ từ thông rotor (Ψr) (9T) Chương 4: Điều khiển định hướng từ thông (FOC) ĐCKĐB ƒ Điều khiển PID ƒ Điều khiển tiếp dòng ƒ Điều khiển tiếp áp ƒ Mô FOC (6T) (21 tiết) Chương 5: Một số phương pháp ước lượng từ thông rotor ƒ Từ Ψm ia, ib hồi tiếp ƒ Từ us ia, ib hồi tiếp ƒ Từ ω ia, ib hồi tiếp ƒ Ước lượng vị trí (góc) vector Ψr ƒ Ước lượng (Ψr) HTĐ dq ƒ Ước lượng từ thông rotor dùng khâu quan sát (observer) ƒ Đáp ứng mô FOC (6T) Chương 6: Các phương pháp điều khiển dòng ƒ Điều khiển dòng HQC (αβ): vòng trễ so sánh ƒ Điều khiển dòng HQC (dq) (6T) Một số phương pháp ước lượng tốc độ động Chương 7: ƒ Ước lượng vận tốc vòng hở (2 pp) ƒ Ước lượng vận tốc vòng kín (có hồi tiếp) ƒ Điều khiển không dùng cảm biến (sensorless) (3T) Chương 8: Bộ điều khiển động không đồng ba pha ƒ Cấu trúc hệ thống điều khiển động ƒ Cảm biến đo lường ƒ Một số ưu điểm sử dụng điều khiển tốc độ động ƒ Hệ thống điều khiển số động không đồng ba pha ƒ Bộ biến tần (6T) (21 tiết) (42 tiết) 2/7/2007 Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số (ĐCKĐB) T©B Chương 1: VECTOR KHÔNG GIAN VÀ BỘ NGHỊCH LƯU BA PHA I Vector không gian I.1 Biểu diễn vector không gian cho đại lượng ba pha Động không đồng (ĐCKĐB) ba pha có ba (hay bội số ba) cuộn dây stator bố trí không gian hình vẽ sau: usb Pha B stator rotor usa Pha A usc Pha C Hình 1.1: Sơ đồ đấu dây điện áp stator ĐCKĐB ba pha (Ba trục ba cuộn dây lệch góc 1200 không gian) Ba điện áp cấp cho ba đầu dây động từ lưới ba pha hay từ nghịch lưu, biến tần; ba điện áp thỏa mãn phương trình: Trong đó: usa(t) + usb(t) + usc(t) = (1.1) usa(t) = |us| cos(ωst) usb(t) = |us| cos(ωst – 1200) usc(t) = |us| cos(ωst + 1200) (1.2a) (1.2b) (1.2c) Với ωs = 2πfs; fs tần số mạch stator; |us| biên độ điện áp pha, thay đổi (điện áp pha số thực) Vector không gian điện áp stator định nghĩa sau: r r r r u s ( t ) = [u sa ( t ) + u sb ( t ) + u sc ( t )] (1.3) 0 r u s ( t ) = u sa ( t ) + u sb ( t )e j120 + u sc ( t )e j240 (1.4) (tương tự vector mặt phẳng phức hai chiều với vector đơn vị) [ ] Ví dụ 1.1: Chứng minh? 2⎛ u s = ⎜ [u as − 0,5u bs − 0,5u cs ] + a) ⎜⎝ r b) u s ( t ) = u s e jωs t = u s ∠(ω s t ) ⎡ ⎤⎞ j⎢ u bs − u cs ⎥ ⎟ ⎟ ⎣ ⎦⎠ Chöông 1: Vector không gian Bộ nghịch lưu ba pha (1.5) (1.6) I.1 Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số (ĐCKĐB) Im e j120 β o r us ωs B A e j0 C e j240 T©B o 2r u sa 2r u sa 2r u sa Re usa α o Hình 1.2: Vector không gian điện áp stator hệ tọa độ αβ Theo hình vẽ trên, điện áp pha hình chiếu vector điện áp r stator u s lên trục cuộn dây tương ứng Đối với đại lượng khác động cơ: dòng điện stator, dòng rotor, từ thông stator từ thông rotor xây dựng vector không gian tương ứng điện áp stator I.2 Hệ tọa độ cố định stator Vector không gian điện áp stator vector có modul xác định (|us|) quay mặt phẳng phức với tốc độ góc ωs tạo với trục thực (trùng với cuộn dây pha A) góc ωst Đặt tên cho trục thực α trục ảo β, vector không gian (điện áp stator) mô tả thông qua hai giá trị thực (usα) ảo (usβ) hai thành phần vector Hệ tọa độ hệ tọa độ stator cố định, gọi tắt hệ tọa độ αβ jβ Cuộn dây pha B usc usβ r us usb Cuộn dây pha A α usa = usα Cuộn dây pha C r Hình 1.3: Vector không gian điện áp stator u s điện áp pha Chöông 1: Vector không gian Bộ nghịch lưu ba pha I.2 Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số (ĐCKĐB) T©B Bằng cách tính hình chiếu thành phần vector không gian điện áp stator (u sα , u sβ ) lên trục pha A, B (trên hình 1.3), xác định thành phần theo phương pháp hình học: usa = usα usb = (1.7a) − u sα + u sβ 2 (1.7b) suy usα = usa (1.8a) usβ = (u sa + 2u sb ) (1.8b) Theo phương trình (1.1), dựa hình 1.3 cần xác định hai số ba điện áp r pha stator tính vector u s Hay từ phương trình (1.5) 2⎛ u s = ⎜ [u as − 0,5u bs − 0,5u cs ] + ⎜⎝ ⎡ ⎤⎞ j⎢ u bs − u cs ⎥ ⎟ ⎟ ⎣ ⎦⎠ (1.9) xác định ma trận chuyển đổi abc → αβ theo phương pháp đại số: 1 ⎤ ⎡u ⎤ ⎡ as − − ⎢ ⎡u ⎤ 2 ⎥⎢ ⎥ ⎥ ⎢u bs ⎥ ⎢ s ⎥= ⎢ 3 ⎥⎢ ⎥ ⎢⎣u sβ ⎥⎦ ⎢0 − u ⎢⎣ 2 ⎥⎦ ⎣ cs ⎦ Ví dụ 1.2: Chứng minh ma trận chuyển đổi hệ toạ độ αβ → abc? ⎡ ⎤ ⎢1 ⎥ ⎡u as ⎤ ⎢ ⎥ s ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎡u sα ⎤ ⎢ ⎥ ⎢u bs ⎥ = ⎢− ⎥ ⎢⎣u ssβ ⎥⎦ ⎢u ⎥ ⎢ ⎥ ⎣ cs ⎦ ⎢ ⎥ − ⎢⎣− 2 ⎥⎦ s sα (1.10) (1.11) Bằng cách tương tự vector không gian điện áp stator, vector không gian dòng điện stator, dòng điện rotor, từ thông stator từ thông rotor biểu diễn hệ tọa độ stator cố định (hệ tọa độ αβ) sau: r u s = usα + j usβ r is = isα + j isβ r ir = irα + j irβ r ψ s = ψ sα + jψ sβ r ψ r = ψ rα + jψ rβ Chöông 1: Vector không gian Bộ nghịch lưu ba pha (1.12a) (1.12b) (1.12c) (1.12d) (1.12e) I.3 Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số (ĐCKĐB) T©B II Bộ nghịch lưu ba pha II.1 Bộ nghịch lưu ba pha R S1 S3 A Udc S7 S5 B S2 C S4 n motor N S6 n Hình 1.4: Sơ đồ nghịch lưu ba pha cân gồm khoá S1→S6 Ví dụ 1.3: Chứng minh phương trình tính điện áp pha? U Nn = (U An + U Bn + U Cn ) a) 1 U AN = U An − U Bn − U Cn b) 3 Phương pháp tính mạch điện: Ví dụ 1.4: Tính điện áp pha trạng thái S1, S3, S6 ON S2, S4, S5 OFF? A B UAN Udc UBN N UCN n C Hình 1.5: Trạng thái khoá S1, S3, S6 ON, S2, S4, S5 OFF (trạng thái 110) Chöông 1: Vector không gian Bộ nghịch lưu ba pha I.4 Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số (ĐCKĐB) T©B II.2 Vector không gian điện áp Đơn vị (Udc) us usα usβ Va S1 1 0 1 Vb Vc usa usb usc uab ubc uca U Deg S3 S5 UAN UBN UCN UAB UBC UCA 0 0 0 0 U0 U000 0 2/3 -1/3 -1/3 -1 U1 0o 1/3 1/3 -2/3 -1 U2 60 o -1/3 2/3 -1/3 -1 U3 120 o 1 -2/3 1/3 1/3 -1 U4 180 o -1/3 -1/3 2/3 -1 U5 240 o 1/3 -2/3 1/3 -1 U6 300 o 1 0 0 0 U7 U111 Bảng 1.1: Các điện áp thành phần tương ứng với trạng thái nghịch lưu Ví dụ 1.5: Tính điện áp thành phần usα usβ tương ứng với trạng thái bảng 1.1? ™ Điều chế vector không gian điện áp sử dụng nghịch lưu ba pha Xét nghịch lưu trạng thái 100, điện áp pha usa=2/3Udc, usb=–2/3Udc, r r r r usa=2/3Udc Theo phương trình (1.3), u s ( t ) = [u sa ( t ) + u sb ( t ) + u sc ( t )] , có: B 2/3Udc r u sb r u sa r u sc r us r r r u sa + u sb + u sc A U1(100) C r Hình 1.6: Vector không gian điện áp stator u s ứng với trạng thái (100) r Ở trạng thái (100), vector không gian điện áp stator u s có độ lớn 2/3Udc có góc pha trùng với trục pha A Ví dụ 1.6: Tìm (độ lớn góc của) vector không gian điện áp stator U2 (110)? Xét tương tự cho trang thái lại, rút công thức tổng quát π j( k −1) với k = 1, 2, 3, 4, 5, U k = U dc e Chöông 1: Vector không gian Bộ nghịch lưu ba pha I.5 Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số (ĐCKĐB) U3 (010) T©B U2 (110) U0 (000) U4 (011) CCW U1 (100) U7 (111) CW U5 (001) U6 (101) Hình 1.7: vector không gian điện áp stator tương ứng với trạng thái π j( k −1) k = 1, 2, 3, 4, 5, U dc e Các trường hợp xét vector không gian điện áp pha stator Uk = Up3 U0 U7 vector Up2 b Up0 Up4 a Up1 Trục usa Up7 c Up5 Up6 Hình 1.8: Các vector không gian điện áp pha stator π j( k −1) U phase _ k = U dc e k = 1, 2, 3, 4, 5, Bằng cách điều khiển chuyển đổi trạng thái đóng cắt khóa nghịch lưu dễ dàng điều khiển vector không gian điện áp “quay” thuận nghịch, nhanh chậm Khi dạng điện áp ngõ nghịch lưu có dạng bước (six step) Hình 1.9: Các điện áp thành phần tương ứng với trạng thái Chöông 1: Vector không gian Bộ nghịch lưu ba pha I.6 Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số (ĐCKĐB) T©B Trong số trường hợp, cần xét vector không gian điện áp dây stator r r r r u d ( t ) = [u ab ( t ) + u bc ( t ) + u ca ( t )] Ud2 Ud3 Ud1 Ud0 Ud7 Trục uab Ud4 Ud6 Ud5 Hình 1.10: Các vector không gian điện áp dây stator π U line _ k = j( k −1) 3U dc e k = 1, 2, 3, 4, 5, ™ Điều chế biên độ góc vector không gian điện áp dùng nghịch lưu ba pha U3 (010) U2 (110) T2 U4 (011) CCW us U0 (000) T1 U7 (111) U1 (100) CW U5 (001) Hình 1.11: U6 (101) Điều chế biên độ góc vector không gian điện áp T T2 hay u s = a.U + b.U + c.U ( U ) U + U (U ) TPWM TPWM TPWM π sin( − α) ⎛ 2U dc ⎞ u s sin α us b= c = (a + b )⎜⎜ − 1⎟⎟ a= 2π 2π Udc Udc ⎝ 3us ⎠ sin sin 3 ⎛ U dc ⎞ ⎟ ≈1 Trong đó: a + b + c = (a + b )⎜⎜ ⎟ u s ⎠ ⎝ ⇒ T1 = a.TPWM T2 = b.TPWM T0 = c.TPWM us = T1 U1 + với chu kỳ điều rộng xung: TPWM ≈ (T1 + T2) + T0 Tổng quát: us =a.Ux + b.Ux+60 + c.{U0, U7} Chöông 1: Vector không gian Bộ nghịch lưu ba pha hay T0 ≈ TPWM – (T1 + T2) với TPWM ≈ const I.7 Chương 7: Một số phương pháp ước lượng tốc độ ĐCKĐB Hay Ψrs = Lr Lm [∫ (u s s − R s i ss )dt − σL s i ss ©TCB ] I.2 Phương pháp ω= Trong đó, i sr = ( ψ ss − L s i ss Lm ⇒ ω= Ψrs = ⇒ ψ rα với ⇒ dψ rβ − i rβ dψ rα dt dt i rαψ rα + i rβψ rβ ) (ψ ) dψdt − L i )ψ − L s i sα rβ sα (ψ sα rα s sα ( + (ψ − ψ sβ − L s i sβ sβ − L s i sβ ) dψdt )ψ rα rβ LL Lr s ψ s − σ s r i ss Lm Lm LL L = r ψ sα − σ s r i sα Lm Lm LL L = r ψ sβ − σ s r i sβ Lm Lm Với ψ rβ i rα dψ ss = u ss − R s i ss dt ψ sα = ∫ (u sα − R s i sα )dt ψ sβ = ∫ (u sβ − R s i sβ )dt Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số 50 Chương 7: Một số phương pháp ước lượng tốc độ ĐCKĐB ©TCB Chứng minh: ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ r s dψr rs r = R r ir + − jωψ rs dt dψ rα = R r i rα + + ωψ rβ dt dψ rβ = R r i rβ + − ωψ rα dt dψ rα 0.i rβ = R r i rα i rβ + i rβ + ωi rβψ rβ dt dψ rβ 0.i rα = R r i rβ i rα + i rα − ωi rαψ rα dt ⎛ dψ rβ dψ rα ⎞⎟ = ⎜ i rα − i rβ − ω (i rαψ rβ + i rβψ rα ) ⎜ ⎟ dt dt ⎝ ⎠ dψ rβ dψ rα i rα − i rβ dt dt ω= i rαψ rα + i rβψ rβ II Ước lượng vận tốc vòng kín Dùng điều khiển thích nghi mô hình (Model Reference Adaptive Control – MRAC) Mô hình thích nghi: dΨrωα L m i sα − Ψrωα − ωΨrωβ = dt Tr Tr dΨrωβ dt = Lm i sβ − Ψrωβ + ωΨrωα Tr Tr (7.1a) (7.1b) Mô hình tham khảo: di s ⎞ dΨrs L ⎛ = r ⎜⎜ u ss − R s i ss − σL s s ⎟⎟ dt Lm ⎝ dt ⎠ Ψr = ([u a , u b ], [i a , i b ]) Sai số mô hình: r r ε = (Ψrsω )× (Ψrs ) = Ψrωα Ψrβ – Ψrα Ψrωβ Hiệu chỉnh sai số: K ⎞ ⎛ ω = ⎜ K p + i ⎟ε s ⎠ ⎝ (7.2) (7.3) Ít phụ thuộc vào thông số mô hình đại lượng hồi tiếp Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số 51 Chương 7: Một số phương pháp ước lượng tốc độ ĐCKĐB ©TCB Khi đó, tốc độ ω ước lượng theo sơ đồ sau: rs is r u ss rs is Mô hình tham khảo ω Mô hình thích nghi rˆ sω ψ r hệ pt (7.1) r ψ sr từ thông ước lượng (Ψr )× (Ψr ) sω r pt (7.2) s r ε Kp + Ki s ω Hình 7.1: Sơ đồ nguyên lý ước lượng tốc độ ĐCKĐB ba pha ⎞ dψ rs L m s ⎛ Từ chương 3, có: = i s − ⎜⎜ − jω ⎟⎟ψ rs dt Tr ⎝ Tr ⎠ ω dΨrα L m ⇒ i sα − Ψrωα − ωΨrωβ = dt Tr Tr dΨrωβ dt = Lm i sβ − Ψrωβ + ωΨrωα Tr Tr số “ω” góc phải từ thông tính trực tiếp từ tốc độ ước lượng ω ™ Nhận xét: Theo hệ phương trình (7.1) từ thông rotor (xét hệ tọa độ stator) phụ thuộc vào tốc độ ω Mặc khác, ước lượng từ thông cho kết tương đối xác giá trị vector từ thông rotor Như vậy, tốc độ ước lượng ω phương trình (7.1) khác với tốc độ thực động vector từ thông ( Ψrωα , Ψrωβ ) tính phương trình (7.1) sai lệch với vector từ thông ( Ψrα , Ψrβ ) ước lượng Sai lệch định nghĩa bằng: r r ε = (Ψrsω )× (Ψrs ) = Ψrωα Ψrβ – Ψrα Ψrωβ (7.2) sai lệch ε nhỏ tốc độ ước lượng động gần với tốc độ thực động Bộ ước lượng tốc độ cho động KĐB ba pha sử dụng khâu hiệu chỉnh tích phân tỉ lệ PI để giảm thiểu sai lệch hai vector từ thông trên: K ⎞ ⎛ ω = ⎜ K p + i ⎟ε s ⎠ ⎝ (7.3) Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số 52 Chương 7: Một số phương pháp ước lượng tốc độ ĐCKĐB ©TCB III Điều khiển không dùng cảm biến (Sensorless Vector Control - SVC) Sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển định hướng từ thông rotor không dùng cảm ứng vận tốc: Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số 53 Chương 7: Một số phương pháp ước lượng tốc độ ĐCKĐB ©TCB Đáp ứng mô phỏng: 120 100 toc dat toc dap ung toc uoc luong 60 W es t (rad/s) 80 40 20 0 0.5 1.5 tim e (s) 2.5 Hình : Đáp ứng ước lượng tốc độ với mô hình lý tưởng 120 100 toc dat toc dap ung toc uoc luong 60 W es t (rad/s ) 80 40 20 0 0.5 1.5 tim e (s ) 2.5 Hình : Đáp ứng ước lượng tốc độ với mô hình có sai lệch Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số 54 Chöông 7: Một số phương pháp ước lượng tốc độ T©B Đáp ứng hệ thực: Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số 55 Chöông 8: Bộ điều khiển động không đồng ba pha T©B Chương 8: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ I Cấu trúc hệ thống điều khiển động I.1 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển động KĐB pha ψr ω * * + – i *sd Δω ω PI ωsl* MTi i *sq + – + Δi sd Δi sq PI ' u sd PI ' u sq MTu – u sq ωr + + ua ub uc BBĐ θr i sd i sq ωsl* TL u sd ω ∫ ia CTĐ θr Motor ~3 ib ω θr L1 L L2 N L3 Bộ xử lý SCI ADC Bộ điều khiển PWM I/O QEP ADC Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số 56 Chöông 8: Bộ điều khiển động không đồng ba pha T©B I.2 Các khối chức ¾ Bộ chỉnh lưu ¾ Bộ nghịch lưu pha mạch kích (FPGA, DSP) ¾ Hãm ¾ Bộ xử lý dsPIC Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số 57 Chöông 8: Bộ điều khiển động không đồng ba pha T©B DSP ¾ Cảm biến đo lường ¾ Mạch giao tiếp, nối mạng Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số 58 Chöông 8: Bộ điều khiển động không đồng ba pha T©B II Cảm biến đo lường II.1 Đo điện áp DC Sử dụng chuyển đổi ADC điều khiển thông qua mạch chia áp II.2 Cảm biến đo dòng điện Đo điện áp điện trở Shunt Biến dòng ψr ω * * + – + i *sd Δω ω PI ωsl* MTi i *sq – + Δi sd Δi sq PI ' u sd PI ' u sq MTu – u sq ωr + + ua ub uc BBĐ θr i sd i sq ωsl* TL u sd ∫ ω ia CTĐ θr Động ib θr Vdc Ñieàu khieån 3~ a == Bieán taàn b θr c isa 2= isb Ñ.cô KÑB isα isβ isd e − jθ r isq M 3~ Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số 59 ω Chöông 8: Bộ điều khiển động không đồng ba pha T©B Cảm biến Hall II.3 Cảm biến đo tốc độ Tachometter Incremental Encoder Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số 60 Chöông 8: Bộ điều khiển động không đồng ba pha Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số T©B 61 Chöông 8: Bộ điều khiển động không đồng ba pha T©B Absolute Encoder (đo góc) III Một số ưu điểm sử dụng điều khiển tốc độ động Bộ biến tần Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số 62 Chöông 8: Bộ điều khiển động không đồng ba pha T©B Ưu điểm biến tần: Giảm hệ thống khí (rulo, xích, hộp số tăng giảm tốc,…) Giảm tiếng ồn Tiết kiệm lượng (tổn hao tổn hao nhiệt) Thay đổi tốc độ dễ dàng Khởi động mềm dừng mềm Ổn định tốc độ Nối mạng điều khiển từ xa Đồng tốc độ dễ dàng Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số 63 Chöông 8: Bộ điều khiển động không đồng ba pha T©B IV Hệ thống điều khiển số động không đồng ba pha Phần cứng Chỉnh lưu Nghịch lưu Cảm biến (Hall, Incremental - Absolute Encoder, Tachocometter, …) Bộ điều khiển Giao tiếp, I/O, Keypad, LED Bộ Xử lý Phần mềm Thuật toán Đáp ứng: điên áp sin xung, dòng sin xung V Bộ biến tần Ưu điểm: Điều chỉnh tốc độ Ổn định tốc độ Giảm hệ thống cơ, giảm ồn Tiết kiệm lượng (tổn hao tổn hao nhiệt) Chọn biến tần Sixstep Một pha, Ba pha Công suất (>=) Điện áp (>=) Chức năng, Nhãn hiệu EMC Cài đặt Thông số động Thông số điều khiển, Tần số PWM Chọn chế độ Chế độ vòng hở (V/f, FFC) Chế độ hồi tiếp (PID) Chế độ điều khiển không cảm biến Cách điều chỉnh Chỉnh keypad Chỉnh nhiều cấp tốc độ (giảm phần cơ: rulo, hộp số, curoa) Chỉnh biến trở Chỉnh từ PLC, đồng biến tần Nối mạng đồng Sử dụng Dây dẫn nối trước sau biến tần Nguồn động lực Công suất động Quá tải, ngắn mạch Cài đặt sai Chế độ hiển thị Bảo vệ nhiệt cho động Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số 64 [...]... (k-1)+K I T.e(k) Trong đó:T là tần số lấy mẫuu khiển động cơ DC Đáp ứng của hệ thống sử dụng bộ điều khiển PID Đáp ứng bước (hàm nấc 1(t)) Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số 26 Chương 4: Điều khiển định hướng từ thơng ĐCKĐB T©B II Điều khiển tiếp dòng III Điều khiển tiếp áp IV Phương pháp điều khiển định hướng trường (FOC) IV.1 Giới thiệu Cấu trúc của hệ thống điều khiển định hướng trường định hướng... pha ω thơng qua điều khiển hai phần tử của dòng điện is là isd và isq Chương 2: Hệ qui chiếu quay II.5 Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số (ĐCKĐB) T©B Chương 3: MƠ HÌNH ĐCKĐB TRONG HỆ QUI CHIẾU QUAY I Một số khái niệm cơ bản của động cơ khơng đồng bộ ba pha I.1 Một số qui ước ký hiệu dùng cho điều khiển ĐCKĐB ba pha Để xây dựng mơ hình mơ tả động cơ KĐB ba pha, ta thống nhất một số qui ước cho các ký... rotor Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số 29 Chương 4: Điều khiển định hướng từ thơng ĐCKĐB T©B Chất lượng đáp ứng suy giảm khi bị nhiễu tác động lên tín hiệu hồi tiếp Hệ thống dễ mất ổn định khi có sai số mơ hình hay bị tác động của nhiễu Dòng điện khởi động lớn so với dòng điện làm việc; dòng khởi động tăng lên khi có sai số mơ hình Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số 30 Chương 5: Một số phương pháp ước... -FOC) trong điều khiển động cơ khơng đồng bộ ba pha được trình bày trong hình vẽ sau: Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số 27 Chương 4: Điều khiển định hướng từ thơng ĐCKĐB ψr * i *sd MTi ω*r Δi sd + – Δi sq i *sq + – ĐCid ĐCiq u sd yd yq T©B MTu u sq i sd i sq Δω ω* + – ωs ω*r + ĐCω BBĐ ⎛ua ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ub ⎟ ⎜u ⎟ ⎝ c⎠ TL ω Động cơ ⎛ia ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ ⎝ib ⎠ CTĐi θr + ω ω Hình 4.1: Cấu trúc của hệ thống điều khiển ĐCKĐB... động cơ Bài tập 1.4 Điện áp ba pha cấp cho bộ nghịch lưu là 38 0V, 50Hz Điện áp pha bộ nghịch lưu cấp cho đồng cơ là 150V và 50Hz Tại thời điểm t = 6ms Tính T1, T2 và T0? Biết góc pha ban đầu θo = 0 và tần số điều rộng xung là 20KHz Chương 1: Vector khơng gian và Bộ nghịch lưu ba pha I.8 Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số (ĐCKĐB) T©B Chương 2: HỆ QUI CHIẾU QUAY I Hệ qui chiếu quay Trong mặt phẳng của hệ. .. = ⎜⎜ K Pq + s ⎟⎠ ⎝ Chú ý: Xét trong hệ tọa độ từ thơng rotor nên Ψrq = 0 , Ψr = Ψrd (4.11) (4.12) Các thơng số KP và KI trong các bộ điều khiển PI được hiệu chỉnh sao cho hệ thống đạt tới đáp ứng tốt nhất IV .3 Đánh giá đáp ứng của thuật tốn điều khiển FOC Hệ thống ổn định Sai số xác lập của tốc độ nhỏ, sai số xác lập của từ thơng rotor lớn Thời gian đáp ứng của hệ thống tương đối nhanh Momen tải khơng... tần số cắt, khử chậm pha Sự có mặt của khâu PID có thể dẫn đến sự dao động của hệ do đáp ứng q độ bị vọt lố bởi hàm dirac δ(t) Các bộ hiệu chỉnh PID được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực cơng nghiệp dưới dạng thiết bị điều khiển hay thuật tốn phần mềm Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số 25 Chương 4: Điều khiển định hướng từ thơng ĐCKĐB T©B Tóm tắt Vai trò của mỗi khâu hiệu chỉnh (adjustment) trong bộ điều khiển. .. điều r khiển từ thơng rotor ψ r , isq để điều khiển momen quay Te, từ đó có thể điều khiển tốc độ của động cơ r isd → ψ r (1.21a) (1.21b) isq → Te → ω Khi đó, phương pháp mơ tả ĐCKĐB ba pha tương quan giống như đối với động cơ một chiều Cho phép xây dựng hệ thống điều chỉnh truyền động ĐCKĐB khiển tốc độ ba pha tương tự như trường hợp sử dụng động cơ điện một chiều Điều r ĐCKĐB ba pha ω thơng qua điều. .. ib đo được (hình 1.7) Chương 2: Hệ qui chiếu quay II .3 T©B Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số (ĐCKĐB) Udc Điều khiển 3~ a == Nghịch lưu b φr c isa 2= isb 3 ĐC KĐB M 3~ pt (2.…) isα isβ isd e − jφ r isq pt (2.…) Hình 2 .3: Thu thập giá trị thực của vector dòng stator trên hệ tọa độ dq Tương tự như đối với vector dòng stator, có thể biểu diễn các vector khác của ĐCKĐB trên hệ tọa độ dq: rf is = isd + j isq... qui ước này Sau đây là một số các qui ước cho các ký hiệu: ƒ Hình thức và vị trí các chỉ số: Chương 3: Mơ hình ĐCKĐB trong hệ qui chiếu quay III.1 Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số (ĐCKĐB) T©B • Chỉ số nhỏ góc phải trên: s đại lượng quan sát trên hệ qui chiếu stator (hệ tọa độ αβ) f đại lượng quan sát trên hệ qui chiếu từ thơng rotor (hệ tọa độ dq) r đại lượng quan sát trên hệ tọa độ rotor với trục thực ... Deg S3 S5 UAN UBN UCN UAB UBC UCA 0 0 0 0 U0 U000 0 2 /3 -1 /3 -1 /3 -1 U1 0o 1 /3 1 /3 -2 /3 -1 U2 60 o -1 /3 2 /3 -1 /3 -1 U3 120 o 1 -2 /3 1 /3 1 /3 -1 U4 180 o -1 /3 -1 /3 2 /3 -1 U5 240 o 1 /3 -2 /3 1 /3 -1... Điều khiển dòng, tiếp dòng Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số 41 Chương 6: Các phương pháp điều khiển dòng T©B I.1 Điều khiển so sánh dòng điện Điều khiển dòng, tiếp áp Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển. .. giảng Hệ Thống Điều Khiển Số 40 Chương 6: Các phương pháp điều khiển dòng T©B Chương 6: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN DỊNG I Điều khiển dòng hệ qui chiếu stator I.1 Điều khiển vòng trễ dòng điện Điều