Điều khiển tốc độ không dùng cảm biến trong động cơ PMSM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM - PHAN TRỌNG NGHIỆP ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ KHÔNG DÙNG CẢM BIẾN TRONG ĐỘNG CƠ PMSM LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 TP HỒ CHÍ MINH, tháng 03 năm 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM - PHAN TRỌNG NGHIỆP ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ KHÔNG DÙNG CẢM BIẾN TRONG ĐỘNG CƠ PMSM LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN THANH PHƢƠNG TP HỒ CHÍ MINH, tháng 03 năm 2016 CÔNG TRÌNH ĐƢỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM Cán hƣớng dẫn khoa học: PGS TS NGUYỄN THANH PHƢƠNG Luận văn Thạc sĩ đƣợc bảo vệ Trƣờng Đại học Công nghệ TP HCM ngày 12 tháng 03 năm 2016 Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: TT Họ tên PGS.TS Trần Thu Hà TS Huỳnh Châu Duy TS Trƣơng Đình Nhơn TS Trần Thanh Phƣơng TS Dƣơng Thanh Long Chức danh Hội đồng Chủ tịch Phản biện Phản biện Ủy viên Ủy viên, Thƣ ký Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau Luận văn đƣợc sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV TRƢỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP HCM PHÒNG QLKH – ĐTSĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc TP HCM, ngày … tháng… năm 20 … NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Phan Trọng Nghiệp Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 23/02/1985 Nơi sinh: Thừa Thiên Huế Chuyên ngành: Kỹ thuật điện MSHV: 1441830016 I- Tên đề tài: Điều khiển tốc độ không dùng cảm biến động PMSM II- Nhiệm vụ nội dung:  Tìm hiểu phƣơng pháp điều khiển PMSM phƣơng pháp điều khiển FOC  Mô hình hóa mô điều khiển PMSM phần mềm MATLAB/SIMULINK phƣơng pháp điều khiển không cảm biến  Thực nghiệm điều khiển PMSM phần mềm MATLAB/SIMULINK phƣơng pháp điều khiển không cảm biến với quan sát vận tốc vị trí dựa theo điều khiển trƣợt III- Ngày giao nhiệm vụ: ngày … tháng … năm 20 … IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: ngày … tháng … năm 20 … V- Cán hƣớng dẫn: PGS.TS NGUYỄN THANH PHƯƠNG CÁN BỘ HƢỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 201… Phan Trọng Nghiệp ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy PGS.TS Nguyễn Thanh Phương, người tận tình hướng dẫn giúp đỡ suốt trình thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa Điện- Điện Tử trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM, cán phòng Đào Tạo giúp đỡ nhiều suốt trình học tập trình hoàn thành luận văn Tôi xin cảm ơn bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ, động viên tạo điều kiện để hoàn thành luận văn Cuối xin chân thành cảm ơn cha mẹ người thân bên động viên nhiều để hoàn thành khóa học Phan Trọng Nghiệp iii TÓM TẮT Máy điện đồng nam châm vĩnh cửu (PMSM) sử dụng rộng rãi ứng dụng công nghiệp ưu điểm vượt trội so với động khác hiệu suất cao, mật độ công suất cao, có vùng công suất không đổi lớn Để đạt hiệu suất cao điều khiển hướng từ thông thông tin xác vị trí rotor, thường đo các bộ mã hóa phân tích, thiếu Tuy nhiên, việc sử dụng cảm biến làm tăng giá thành, kích thước, khối lượng làm phức tạp hệ thống dây điện giảm sức mạnh động giảm độ tin cậy toàn hệ thống truyền động PMSM Mục đích nghiên cứu luận văn phát triển hệ thống điều khiển không cảm biến vận tốc rotor nhằm thay cho phương pháp điều khiển có cảm biến thông thường Trong vấn đề có nhiều phương pháp điều khiển không cảm biến khác đề xuất Với dãy tốc độ trung bình nhanh, tính toán vị trí dựa quan sát giống chế độ trượt đề xuất để ghi nhận thông tin vị trí rotor Trong vùng vận tốc thấp, giám sát theo dõi cực lồi thường sử dụng để tính toán vị trí rotor cho động PMSM cực lồi Trong phương pháp đề xuất, phương pháp áp dụng cho dãy vân tốc khác Đối với động PMSM có yêu cầu dãy vận tốc vận hành rộng bất lợi Luận văn đề xuất áp dụng giám sát trượt vào việc ước lượng vận tốc/vị trí rotor luận văn giảm nhược điểm sai số trình tính toán dãy vận tốc khác Điều khiển không cảm biến đề xuất cung cấp giải pháp hiệu để giải vấn đề phát sinh việc sử dụng cảm biến vị trí hệ thống điều khiển PMSM Đầu tiên, cung cấp thay cho phương pháp điều khiển dựa cảm biến cho PMSM với giảm chi phí, kích thước, trọng lượng, độ phức tạp phần cứng Thứ hai, sử dụng bổ sung (sao lưu) hệ thống điều khiển dựa cảm biến hỏng cảm biến xảy Hơn nữa, ước tính vị trí/tốc độ rotor trạng thái biến số PMSM sử dụng để theo dõi iv tình trạng cảm biến vị trí thành phần khác hệ thống truyền động PMSM Ngoài luận văn sử dụng điều khiển PI với phương pháp thiết kế PI số khác Euler Forward, Euler Backward, Tustin điều khiển vận tốc PMSM nhằm đánh giá ảnh hưởng phương pháp điều khiển số khác vào trình điều khiển vận tốc động PMSM v ABSTRACT Permanent-magnet synchronous machines (PMSMs) are widely used in industrial applications owing to their distinctive advantages, such as high efficiency, high power density, and wide constant power region To achieve high-performance field oriented control, accurate rotor position information, which is usually measured by rotary encoders or resolvers, is indispensable However, the use of these sensors increases the cost, size, weight, and wiring complexity and reduces the mechanical robustness and the reliability of the overall PMSM drive systems The goal of the research for this dissertation was to develop a rotor position/speed sensorless control system with performance comparable to the sensor-based control systems for PMSMs over their entire operating range In this work, different sensorless control methods were developed for different speed regions In the medium and high speed regions, quasi-sliding-mode observer based position estimators were proposed to obtain rotor position information In the low-speed region, saliency tracking observers are commonly used for rotor position estimation of salient-pole PMSMs Among proposed approachs, each approach was applied for a specification speed region For wide speed region PMSM, which can operate in the wide speed region, there are the limitation for conventional methods The thesis proposed using sliding-mode observer for rotor position/speed estomation due to reduce limitation of different approach The proposed sensorless control offers an effective means to solve the problems incurred in using position sensors in PMSM control systems Firstly, it provides an alternative to existing sensor-based controls for PMSMs with reduced cost, size, weight, and hardware complexity Second, it can be used as a supplementary (backup) function in the sensor-based control systems, when the sensor failure occurs Moreover, the estimated rotor position and speed and other state variables of the vi PMSMs can be used for condition monitoring of the position sensors and other components in the PMSM drive system In addition, the thesis use PI regulator with different PI regulator design methods such as Euler Forward, Euler Backward, Tustin for PMSM speed control for evaluating the effection of different digital signal processing to PMSM speed control 74 chứng tỏ động khởi động không mượt, vọt lố khởi động chứng tỏ khả bắt bám vận tốc tốt Trong giai đoạn ổn định vận tốc giao động giữ ổn định vận tốc theo yêu cầu Hình Động chạy không tải theo PI Tustin Qua hình 3.9, nhận thấy điều khiển động tăng tốc từ lên vận tốc 0.3 pu trường hợp không tải, trình khởi động động nhanh, giảm tốc chứng tỏ động khởi động mượt, vọt lố khởi động chứng tỏ khả bắt bám vận tốc tốt Trong giai đoạn ổn định vận tốc giao động giữ ổn định vận tốc theo yêu cầu 4.2.2 Động PMSM chạy với tải nhẹ Trong trường hợp chạy tải nhẹ, động kiểm tra chế độ làm việc giai đoạn mở máy (tăng từ lên chế độ làm việc) trạng thái ổn định sau mở máy (giữ nguyên vận tốc) Kết thu được đưa hình bên 75 Hình 10 Động chạy tải nhẹ theo PI Euler thuận Qua hình 4.10, nhận thấy điều khiển động tăng tốc từ lên vận tốc 0.3 pu trường hợp tải nhẹ, trình khởi động động nhanh, giảm tốc chứng tỏ động khởi động mượt, có vọt lố khởi động chứng tỏ khả bắt bám vận tốc chưa tốt Trong giai đoạn ổn định vận tốc giao động nhiều giữ ổn định vận tốc theo yêu cầu Hình 11 Động chạy tải nhẹ theo PI Euler nghịch Qua hình 4.11, nhận thấy điều khiển động tăng tốc từ lên vận tốc 0.3 pu trường hợp tải nhẹ, trình khởi động động nhanh, có giảm 76 tốc chứng tỏ động khởi động không mượt, vọt lố khởi động chứng tỏ khả bắt bám vận tốc tốt Trong giai đoạn ổn định vận tốc giao động giữ ổn định vận tốc theo yêu cầu Hình 12 Động chạy tải nhẹ theo PI Tustin Qua hình 4.12, nhận thấy điều khiển động tăng tốc từ lên vận tốc 0.3 pu trường hợp tải nhẹ, trình khởi động động nhanh, giảm tốc chứng tỏ động khởi động mượt, có vọt lố khởi động chứng tỏ khả bắt bám vận tốc chưa tốt Trong giai đoạn ổn định vận tốc giao động nhiều giữ ổn định vận tốc theo yêu cầu 4.2.3 Động PMSM chạy với tải nặng Trong trường hợp chạy tải nặng, động kiểm tra chế độ làm việc giai đoạn mở máy (tăng từ lên chế độ làm việc) trạng thái ổn định sau mở máy (giữ nguyên vận tốc) Kết thu được đưa hình bên 77 Hình 13 Động chạy tải nặng theo PI Euler thuận Qua hình 4.13, nhận thấy điều khiển động tăng tốc từ lên vận tốc 0.3 pu trường hợp tải nặng, trình khởi động động nhanh, có giảm tốc chứng tỏ động khởi động không mượt, có vọt lố khởi động chứng tỏ khả bắt bám vận tốc chưa tốt Trong giai đoạn ổn định vận tốc giao động nhiều giữ ổn định vận tốc theo yêu cầu Hình 14 Động chạy tải nặng theo PI Euler nghịch Qua hình 4.14, nhận thấy điều khiển động tăng tốc từ lên vận tốc 0.3 pu trường hợp tải nặng, trình khởi động động nhanh, có giảm 78 tốc chứng tỏ động khởi động không mượt, có vọt lố khởi động chứng tỏ khả bắt bám vận tốc chưa tốt Trong giai đoạn ổn định vận tốc giao động giữ ổn định vận tốc theo yêu cầu Hình 15 Động chạy tải nặng theo PI Tustin Qua hình 4.15, nhận thấy điều khiển động tăng tốc từ lên vận tốc 0.3 pu trường hợp tải nặng, trình khởi động động nhanh, có giảm tốc chứng tỏ động khởi động không mượt, có vọt lố khởi động chứng tỏ khả bắt bám vận tốc chưa tốt Trong giai đoạn ổn định vận tốc giao động nhiều giữ ổn định vận tốc theo yêu cầu 4.2.4 Động PMSM thay đổi vận tốc vận hành không tải Trong trường hợp có thay đổi vận tốc trình điều khiển, mức vận tốc cài đặt có tăng giảm liên tục nhằm đánh giá khả bám theo vận tốc đặt trước điều khiển động PMSM Cụ thể, động thay đổi tốc độ theo chu trình  0.3  0.4  0.5  0.3 (pu) Kết mô đưa hình bên 79 Hình 16 Động chạy tăng tốc, giảm tốc theo PI Euler thuận Qua hình 4.16, nhận thấy điều khiển động tăng tốc từ lên vận tốc 0.3 pu trường hợp không tải, trình khởi động động nhanh, giảm tốc chứng tỏ động khởi động mượt, vọt lố khởi động chứng tỏ khả bắt bám vận tốc tốt Trong giai đoạn ổn định vận tốc giao động nhiều giữ ổn định vận tốc theo yêu cầu Trong trình thay đổi vận tốc điều khiển, nhận thấy sau thời gian độ vận tốc bám tốt theo vận tốc đặt trước Hình 17 Động chạy tải nặng theo PI Euler nghịch 80 Qua hình 4.17, nhận thấy điều khiển động tăng tốc từ lên vận tốc 0.3 pu trường hợp không tải, trình khởi động động nhanh, có giảm tốc chứng tỏ động khởi động không mượt, vọt lố khởi động chứng tỏ khả bắt bám vận tốc tốt Trong giai đoạn ổn định vận tốc giao động giữ ổn định vận tốc theo yêu cầu Trong trình thay đổi vận tốc điều khiển, nhận thấy sau thời gian độ vận tốc bám tốt theo vận tốc đặt trước Hình 18 Động chạy tăng tốc, giảm tốc theo PI Tustin Qua hình 4.16, nhận thấy điều khiển động tăng tốc từ lên vận tốc 0.3 pu trường hợp không tải, trình khởi động động nhanh, giảm tốc chứng tỏ động khởi động mượt, vọt lố khởi động chứng tỏ khả bắt bám vận tốc tốt Trong giai đoạn ổn định vận tốc giao động giữ ổn định vận tốc theo yêu cầu Trong trình thay đổi vận tốc điều khiển, nhận thấy sau thời gian độ vận tốc bám tốt theo vận tốc đặt trước Trong trình thay đổi vận tốc điều khiển, nhận thấy sau thời gian độ vận tốc bám tốt theo vận tốc đặt trước 4.2.5 Kết ước lượng đại lượng dùng điều khiển vận tốc PMSM Trong phần này, số tín hiệu đo cảm biến Kit TMDSHVMTRPFCKIT chuyển đổi ADC card điều khiển TMS320F28035 81 đưa để đánh giá hiệu phương pháp điều khiển FOC quan sát chế độ trượt Các kết đưa hình bên Các kết đo vận tốc rotor 1500 RPM đầy tải Angle (rad) Time (10ms/div) Hình 19 Vị trí rotor ước lượng Speed (rpm) 2000 P 1500 1000 Q 500 Time (10ms/div) Torque (N.m) Hình 20 Vận tốc rotor ước lượng 1.27 Time (10ms/div) Hình 21 Mô men động Current (A) -2 -4 Time (10ms/div) Hình 22 Dòng điện ba pha động 82 Current (A) iqs -2 ids Time (10ms/div) Hình 23 Dòng điện stator tọa độ dq Qua kết cho ta thấy khả điều khiển mạnh điều khiển TMS320F28035 điều khiển số Kết thu cho thấy ổn định vận hành PMSM điều khiển PMSM 4.3 Nhận xét Qua trình mô phỏng, với kết đạt phân tích kết đó, số nhận xét rút từ thực nghiệm điều khiển PMSM theo phương pháp điều khiển dựa vào từ thông kết hợp quan sát chế độ trượt ước lượng vị trí vận tốc rotor sau: - Về điều khiển vận tốc: Qua kết thu từ thực nghiệm, nhận thấy vị trí thực tế rotor bám tốt theo vận tốc yêu cầu tất trường hợp Qua mô nhận thấy điều khiển hoạt động tốt đáng tin cậy không ghi nhận tình ổn định trình điều khiển - Về quan sát chế độ trượt: Qua thực nghiệm, nhận thấy với hỗ trợ quan sát giúp điều khiển xác định xác vận tốc rotor, từ giúp điều khiển hoạt động ổn định tin cậy - Về giải thuật số hóa Euler thuận: Đây giải thuật gây vọt lố Điều chứng tỏ giải thuật bám chậm theo thay đổi yêu cầu điều khiển bên Đó nguyên nhân gây nên tình trạng đáp ứng chế độ xác lập không tốt giải thuật Điều chứng tỏ có ưu điểm trình thay đổi vận tốc điều khiển 83 - Về giải thuật số hóa Euler nghịch: Tương tự giải thuật Euler thuận, giải thuật Euler nghịch vọt lố trình độ Tuy nhiên, trình xác lập giải thuật Euler nghịch cải thiện nhược điểm Euler thuận Điều cho thấy khả thích ứng cao Euler nghịch trình số hóa tín hiệu điều khiển - Về giải thuật số hóa Tustin: Ngược với giải thuật Euler, giải thuật có vọt lố cao chế độ độ điều khiển Điều chứng tỏ giải thuật nhạy với thay đổi đáp ứng đầu vào Tuy nhiên, ưu điểm giải thuật đáp ứng xác lập tốt ba phương pháp số hóa tín hiệu điều khiển Đây ưu điểm để ưu tiên chọn lựa cho ứng dụng yêu cầu cố định vận tốc điều khiển hay yêu cầu thay đổi vận tốc điều khiển liên tục 84 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận Qua kết thu trình thực luận văn, số kết luận sau đưa ra: Về ưu điểm: - Tìm hiểu động đồng nam châm vĩnh cửu qua ứng dụng cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phương trình toán học tương đương PMSM - Tìm hiểu tổng quan phương pháp điều khiển vận tốc PMSM - Nghiên cứu phương pháp điều khiển trượt áp dụng phương pháp điều khiển trượt điều khiển vận tốc PMSM - Nghiên cứu Board điều khiển Piccolo F2805x High Voltage Motor Control Developer's Kit Card điều khiển Piccolo TMX320F28055 điều khiển PMSM - Nghiên cứu phương pháp số hóa điều khiển PI phương pháp Euler Tustin - Thực nghiệm điều khiển động PMSM phương pháp điều khiển FOC với quan sát theo chế độ trượt nhiều phương pháp điều khiển số khác - Đánh giá kết đạt qua phương pháp điều khiển số khác thực nghiệm Về khuyết điểm: - Do thời gian hạn chế nên tìm hiểu hết tính ưu việt kit điều khiển vận dụng hết tính để áp dụng vào luận văn nhằm nâng cao hiệu điều khiển - Do điều kiện sở vật chất nhiều hạn chế nên thực hết điều kiện hoạt động động Cụ thể nguồn cấp cho động phải dùng 85 nguồn có cấp điện áp 100 VDC nên chạy động với vận tốc định mức nguồn áp 160 VDC So sánh kết với nghiên cứu nước trước đây: - Qua kết thu luận văn, nghiên cứu điều khiển PMSM theo FOC kế thừa phương pháp điều khiển đề xuất luận văn Với ưu điểm có FOC, vấn đề điều khiển vận tốc PMSM theo vận tốc cho trước thực nghiệm thành công - So với phương pháp điều khiển vận tốc PMSM trước Giải thuật điều khiển vận tốc không cảm biến đề xuất thực nghiệm thành công Đây bước tiến quan trọng vấn đề điều khiển PMSM nhằm tiết giảm chi phí, kích thước, độ phức tạp hệ thống truyền động 5.2 Hướng phát triển Với ưu nhược điểm nêu trên, luận văn đề xuất số công việc phải làm để hoàn thiện vấn đề nghiên cứu: - Tiếp tục nghiên cứu ứng dụng điều khiển điều khiển TMDSHVMTRPFCKIT nhằm nâng cao hiệu hoạt động PMSM thực tiếp thực nghiệm chưa hoàn thành luận văn - Nghiên cứu sâu giải thuật điều khiển đề xuất ứng dụng cụ thể thực tế thông qua sản phẩm thị trường - Tiến hành nghiên cứu sâu card điều khiển TMX320F28055 Kit TMDSHVMTRPFCKIT để tự thiết kế điều khiển PMSM đơn giản rẻ tiền cách loại bớt thành phần không dùng đến trình điều khiển PMSM - Dựa vào kinh nghiệm kiến thức thu nhận được, đề xuất ý tưởng điều khiển cho thiết bị điện khác BLDC, ACI nhằm nâng cao hiệu thiết bị 86 - Ứng dụng giải thuật tối ưu vào tìm kiếm thông số điều khiển cho điều khiển PI số nhằm nâng cao chất lượng điều khiển động PMSM Đây vấn đề cần thiết xác định thông số điều khiển tối ưu cho điều khiển PI giúp nâng cao hiệu điều khiển PMSM Tuy nhiên, nhiều hạn chế nên luận văn chưa thể áp dụng giải thuật tối ưu vào mô hình thực nghiệm Đây hướng phát triển luận văn sau 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phan Cường Điều khiển động đồng nam châm vĩnh cửu phương pháp mờ-thích nghi Luận văn thạc sĩ Đại học Đà Nẵng 2012 [2] Trần Ngọc Thìn Điều khiển động đồng kích thích vĩnh cửu Luận văn thạc sĩ Đại học Đà Nẵng 2011 [3] S.-K Sul, Control of Electric Machine Drive Systems, 1st Edition, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2011 [4] D W Novotny and T A Lipo, Vector Control and Dynamics of AC Drives, Oxford University Press Inc., New York, 1996 [5] W Leonhard, Control of Electrical Drives, 3rd Edition, Springer, Berlin, 2001 [6] S Chi, Z Zhang, and L Xu, “Sliding-mode sensorless control of direct-drive PM synchronous motors for washing machine applications,” IEEE Trans Industry Applications, vol 45, no 2, pp 582-590, Mar.-Apr 2009 [7] K T Chau, C C Chan, and C Liu, “Overview of permanent-magnet brushless drives for electric and hybrid electric vehicles,” IEEE Trans Industrial Electronics, vol 55, no 6, pp 2246-2257, June 2008 [8] M Chinchilla, S Arnaltes, and J C Burgos, “Control of permanent-magnet generators applied to variable-speed wind-energy systems connected to the grid,” IEEE Trans Energy Conversion, vol 21, no 1, pp 130-135, March 2006 [9] S T Lee, “Development and analysis of interior permanent magnet synchronous motor with field excitation structure,” Ph.D dissertation, Dept Elect Eng., University of Tennessee, Knoxville, TN, 2009 [10] R Krishnan, Permanent Magnet Synchronous and Brushless DC motor Drives, 1st Edition, CRC press, Taylor & Francis Group, FL, 2009 88 [11] A Vagati, G Pellegrino, and P Guglielmi, “Comparison between SPM and IPM motor drives for EV application,” in Proc International Conference on Electrical Machines, Sept 2010, pp 1-6 [12] A M EL-Refaie and T M Jahns, “Comparison of synchronous PM machine types for wide constant-power speed range operation,” in Proc IEEE Industry Applications Society Annual Meeting, vol 2, Oct 2005, pp 1015-1022 [13] Department of Energy, “EV Everywhere: Grand Challenge Blueprint,” 2013, [14] Department of Energy, “EV Everywhere Grand Challenge: Traction Drive System,” 2012, [15] C C Chan, “The state of the art of electric and hybrid vehicles,” Proceedings of the IEEE, vol 90, no 2, pp 247-275, Feb 2002 [16] C C Chan, “The state of the art of electric, hybrid, and fuel cell vehicles,” Proceedings of the IEEE, vol 95, no 4, pp 704-718, April 2007 [17] A Emadi, Y -J Lee, and K Rajashekara, “Power electronics and motor drives in electric, hybrid electric, and plug-in hybrid electric vehicles,” IEEE Trans Industrial Electronics, vol 55, no 6, pp 2237-2245, June 2008 [18] M Ehsani, K M Rahman, and H A Toliyat, “Propulsion system design of electric and hybrid vehicles,” IEEE Trans Industrial Electronics, vol 44, no 1, pp 19–27, Feb 1997 [19] Z Q Zhu and D Howe, “Electrical machines and drives for electric, hybrid, and fuel cell vehicles,” Proceedings of the IEEE, vol 95, no 4, pp 746-765, April 2007 [20] T M Jahns, G B Kliman, and T Neumann, “Interior permanent-magnet synchronous motors for adjustable-speed drives,” IEEE Trans Industry Applications, vol IA-22, no 4, pp 738-747, July 1986 [21] TS Huỳnh Thái Hoàng Bài giảng Lý thuyết điều khiển tự động - Phân tích thiết kế hệ thống điều khiển rời rạc Đại Học Bách Khoa TP.HCM, 2006 [...]... số - Thực nghiệm điều khiển động cơ PMSM để đánh giá hiệu quả hoạt động của phương pháp điều khiển động cơ PMSM được đề xuất - Thực nghiệm điều khiển động cơ PMSM để đánh giá tác động của các phương pháp số hóa tín hiệu khác nhau trong các bộ điều khiển số trong việc điều khiển vận tốc động cơ PMSM III Nhiệm vụ của luận văn Luận văn Điều khiển tốc độ không dùng cảm biến trong động cơ PMSM có những... điều khiển không cảm biến có thể thay thế cho các bộ điều khiển có cảm biến trong khoảng mười năm trở lại đây [28] 1.7 Hướng nghiên cứu của luận văn Qua tổng quan về động cơ PMSM và vấn đề điều khiển động cơ PMSM, luận văn đề xuất hương nghiên cứu như sau: Nghiên cứu áp dụng điều khiển PMSM dựa trên hướng từ thông không dùng cảm biến Đây là phương pháp điều khiển có dãy vận tốc hoạt động của động cơ. .. 4.1.2 Card điều khiển 68 4.1.3 Động cơ PMSM 70 4.2 Kết quả thực nghiệm 72 4.2.1 Động cơ PMSM chạy không tải 72 4.2.2 Động cơ PMSM chạy với tải nhẹ 74 4.2.3 Động cơ PMSM chạy với tải nặng 76 4.2.4 Động cơ PMSM thay đổi vận tốc trong vận hành không tải 78 4.2.5 Kết quả ước lượng các đại lượng dùng trong điều khiển vận tốc PMSM 80 4.3... tế nói chung Trong vấn đề nghiên cứu điều khiển động cơ PMSM trong tình hình nước ta hiện nay còn rất khiêm tốn Một số nghiên cứu được thực hiện trong nước đều hướng đến điều khiển có cảm biến PMSM được thể hiện trong [1-2] Vấn đề nghiên cứu điều khiển động cơ PMSM không cảm biến còn đang bỏ ngõ và chưa có công bố nào trong nước Luận văn hướng đề tài vào việc điều khiển không cảm biến các PMSM với mục... quả hoạt động của các PMSM trong cac hệ thống truyền động hiệu suất cao phục vụ nhu cầu công nghiệp hóa-hiện đại hóa đất nước hiện nay II Mục tiêu của luận văn Mục tiêu nghiên cứu trong luận văn là phát triển hệ thống điều khiển không cảm biến vị trí/vận tốc rotor có thể thay thế cho các hệ thống điều khiển có cảm biến cho các động cơ PMSM trong toàn bộ dãy hoạt động Điều khiển không cảm biến cung... 3.2.2 Mô phỏng điều khiển không cảm biến PMSM 57 3.2.2.1 Chế độ chạy không tải 57 3.2.2.2 Chế độ chạy tải nhẹ 59 3.2.2.3 Điều khiển vận tốc PMSM trong điều kiện tải nặng 60 3.2.2.4 Điều khiển vận tốc PMSM trong điều kiện vận tốc thay đổi 62 3.3 Nhận xét 63 Chương 4: THỰC NGHIỆM ĐIỀU KHIỂN PMSM 64 4.1 Mô hình thực nghiệm điều khiển PMSM 64... động và mô hình toán PMSM - Nghiên cứu các giải thuật điều khiển PMSM - Nghiên cứu các phương pháp điều khiển số Euler thuận, Euler nghịch, Tustin trong điều khiển động cơ PMSM bằng bộ điều khiển số - Nghiên cứu lập trình C cho card điều khiển DSP trong điều khiển động cơ PMSM - Ghi nhận kết quả sau mô phỏng và đánh giá kết quả VI Điểm mới của luận văn Luận văn đã thực nghiệm thành công việc điều khiển. .. động lực trong hệ thống truyền động điện được yêu cầu cung cấp một mô men xoắn lớn trong vùng tốc độ thấp (trong điều kiện khởi động) và dãy rộng có tốc độ cao và công suất không đổi So sánh với các loại máy điện AC khác, PMSM có thể là thiết kế tốt để có một vùng vận tốc rộng hơn có công suất không đổi và hoạt động trong cả chế độ có mô men xoắn không đổi khi hoạt động dưới vận tốc cơ bản và chế độ. .. cả trong học thuật và trong ứng dụng tại các công ty sản xuất Đây là một thị trường rộng lớn cho công nghệ điều khiển PMSM Ngoài ra, việc điều khiển các động cơ PMSM trong công nghiệp ngày càng được tự động hóa cao với sự tham gia điều khiển của các bộ điều khiển số Có nhiều phương pháp số hóa bộ điều khiển được thực hiện và mỗi giải thuật sẽ tác động khác nhau đến khả năng điều khiển vận tốc động cơ. .. trong việc dùng các cảm biến vị trí cơ cấu cơ điện tử trong hệ thống điều khiển PMSM Đầu tiên, nó cung cấp giải pháp thay thế cho điều khiển có cảm biến hiện tại cho PMSM với việc giảm chi phí, kích thước, khối lượng và sự phức tạp phần cứng Thứ hai, nó có thể được sử dụng như là một bổ sung (sao lưu) trong các hệ thống điều khiển dựa trên cảm biến Khi các cảm biến gặp sự cố, điều khiển không cảm biến