Điều khiển trực tiếp moment động cơ đồng bộ kích từ vĩnh cửu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP MOMENT ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ KÍCH TỪ VĨNH CỬU NGÀNH : TỰ ĐỘNG HÓA – ĐIỀU KHIỂN ĐINH VĂN HẢI Người hướng dẫn khoa học TS TẠ CAO MINH Hµ néi-2008 MỤC LỤC Mục lục Lời cam đoan Lời cảm ơn Bảng mục hình vẽ Các ký hiệu viết tắt Mở đầu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐCĐB NAM CHÂM VĨNH CỬU 1.1 Khái quát 13 1.2 Các phương trình động học ĐCĐBKTNCVC 15 1.2.1 Phương trình động hệ tọa độ (a, b, c) 16 1.2.2 Phương trình động hệ tọa độ (dq) 21 1.2.3 Phương trình hệ tọa độ từ thông stator (xy) 23 Tóm tắt chương 25 CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐCĐBNCVC 2.1 Sơ đồ điều khiển vector 26 2.2 Sơ đồ điều khiển có bù moment đập mạch 29 2.3 Điều khiển moment tối ưu 30 2.4 Cấu trúc hệ truyền động điều khiển trực tiếp moment 37 Tóm tắt chương 38 -1- CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP MOMENT ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU 3.1 Mô hình điều khiển trực tiếp moment cho ĐCĐBNCVC 39 3.1.1 Điều khiển từ thông stator 40 3.1.2 Điều khiển moment 42 3.1.3 Lựa chọn vector điện áp 43 3.1.3 Ước lượng từ thông stator, moment điện từ 45 a) Ước lượng từ thông stator 45 b) Ước lượng moment điện từ 48 3.1.4 Thiết lập điều chỉnh trễ từ thông, moment 48 3.1.5 Thiết lập bảng chuyển mạch 50 3.1.6 Đáp ứng DTC với khâu điều chỉnh trễ vị trí tốc độ thấp 53 3.2 Vấn đề chung điều khiển trực tiếp moment ĐCĐBNCVC 54 Tóm tắt chương 58 CHƯƠNG 4: NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐCĐB KÍCH TỪ NAM CHÂM VĨNH CỬU ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP MOMENT 4.1 Điều khiển trực tiếp moment dùng điều khiển mờ 61 4.1.1 Giới thiệu 61 4.1.2 Cấu trúc điều khiển mờ 62 4.1.3 Điều khiển trực tiếp moment dùng điều khiển mờ 63 a) Đặt vấn đề 63 b) Cấu trúc hệ DTC dùng điều khiển mờ 63 c) Các yêu cầu thiết kế điều khiển mờ hệ điều khiển trực tiếp moment 64 -2- d) Cơ sở điều khiển mờ 65 e) Bộ điều khiển mờ cho hệ DTC 67 f) Xây dựng mô hình mô 71 4.2 Đánh giá ảnh hưởng bù ảnh hưởng thay đổi điện trở stator phương pháp DTC 71 4.2.1 Đặt vấn đề 71 4.2.2 Đánh giá mức độ ảnh hưởng thay đổi điện trở stator 72 4.2.3 Nhận dạng bù ảnh hưởng thay đổi điện trở stator 74 Tóm tắt chương 78 Kết luận kiến nghị 79 Tài liệu tham khảo 80 -3- LỜI CAM ĐOAN Đề tài mà chọn làm hướng nghiên cứu luận văn không thực đề tài mẻ hay tiên phong gì, có nhiều tác giả có quan tâm nghiên cứu vấn đề này, nghiên cứu phương pháp điều khiển trực tiếp moment cho động đồng kích từ nam châm vĩnh cửu Tuy nhiên, Đề tài có hướng khác với đề tài trước xin cam đoan rằng: ghi mục tài liệu tham khảo ra, luận văn không giống với công trình khoa học công bố khác Nếu có sai sót xin chịu trách nhiệm thân Tác giả luận văn Đinh Văn Hải -4- LỜI CẢM ƠN Để có thành công luận văn này, nỗ lực thân ra, phần lớn nhờ vào giúp đỡ nhiệt tình thầy cô giáo môn Tự động hóa nói riêng, khoa Điện nói chung Ngoài phải nhờ vào giúp đỡ bạn đồng nghiệp Đặc biệt, xin cảm ơn thầy giáo hướng dẫn TS Tạ Cao Minh, người tận tình hướng dẫn suốt trình làm luận văn Có lúc tưởng chừng bế tắc phải bỏ dở tiếp tục hoàn thành luận văn, nhờ động viên giúp đỡ thầy mà tiếp tục tận hoàn thành Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo môn Tự động hóa xí nghiệp công nghiệp, Trung tâm Đào tạo Bồi dưỡng sau Đại học, ban giám hiệu trường Đại học Bách khoa Hà nội giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho hoàn thành luận văn Một lời cuối, xin trân trọng cảm ơn Cha tôi, bên cạnh Mẹ tôi, người không giúp đỡ mặt vật chất mà nguồn động viên vô to lớn khiến hoàn thành đồ án Đồng thời xin cảm ơn bạn Thanh Nga em Thanh Hà giúp đỡ vấn đề tài liệu phải công tác xa nha Xin chân thành cảm ơn! -5- BẢNG MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Mô hình động đồng nam châm vĩnh cửu 15 Hình 1.2: Các hệ tọa độ .21 Hình 2.1: Sơ đồ điều khiển vector truyền động ĐCĐBNCVC 26 Hình 2.2: Sơ đồ điều khiển động đồng có bù moment đập mạch 29 Hình 2.3: Vector dòng điện hệ tọa độ d' - q' 33 Hình 2.4: Sơ đồ điều khiển moment tối ưu 33 Hình 2.5: Đặc tính góc φ moment theo độ lớn vector dòng điện điều khiển moment cực đại 34 Hình 2.6: Sơ đồ điều chỉnh tốc độ điều khiển moment tối ưu 34 Hình 2.7: Đặc tính hệ số khử từ theo dòng điện 35 Hình 2.8: Đặc tính moment động khử từ có hạn chế 36 Hình 2.9: Sơ đồ cấu trúc điều khiển trực tiếp moment ĐCĐBNCVC 37 Hình 3.1: Mô hình DTC ĐCĐBNCVC dùng trễ 39 Hình 3.2: Sơ đồ điều khiển van biến tần .40 Hình 3.3: Vector điện áp tạo biến tần 41 Hình 3.4: Sai lệch vector từ thông stator .41 Hình 3.5: Sự lựa chọn vector điện áp 44 Hình 3.6: Thuật toán ước lượng từ thông stator kiểu vòng kín 46 Hình 3.7: Cấu trúc ước lượng có thêm khâu hạn chế .47 Hình 3.8: Hàm đầu điều chỉnh từ thông dạng biên độ từ thông 48 Hình 3.9: Hàm đầu điều chỉnh trễ moment vị trí, vị trí 50 Hình 3.1: Biên độ moment sử dụng điều chỉnh trễ vị trí .50 Hình 3.11: Không gian vector điện áp 51 -6- Hình 3.12: Các vector điện áp, quỹ đạo từ thông 52 Hình 4.1: Sơ đồ cấu trúc điều khiển mờ 62 Hình 4.2: Sơ đồ cấu trúc hệ thống DTC dùng điều khiển mờ 64 Hình 4.3: Sơ đồ khối điều khiển .65 Hình 4.4: Hàm liên thuộc thực mờ hóa vùng sector .68 Hình 4.5: Hàm liên thuộc sai lệch từ thông 68 Hình 4.6: Hàm liên thuộc sai lệch moment 68 Hình 4.7: Hàm liên thuộc chọn vector chuẩn 69 Hình 4.8: Sơ đồ khối điều khiển mờ Matlab 70 Hình 4.9: Mô hình mô điều khiển mờ sử dụng Matlab/Simulink 71 Hình 4.10: Đồ thị minh họa ảnh hưởng Rs 72 Hình 4.11: Ảnh hưởng thay đổi điện trở stator 74 Hình 4.12: Cấu trúc bù thay đổi điện trở 75 Hình 4.13: Sơ đồ cấu trúc hệ DTC ĐCĐBNCVC có bù ∆Rs .76 Hình 4.14: Bù ảnh hưởng thay đổi điện trở stator 77 -7- CÁC CHỮ VIẾT TẮT ĐCĐB: Động đồng KTNCVC: Kích từ nam châm vĩnh cửu ĐCĐBKTNCVC: Động đồng kích từ nam châm vĩnh cửu DTC (Direct Torque Control): Điều khiển trực tiếp moment PWM (Pulse Width Modulation): Bộ điều biến độ rộng xung DSP (Digital Signal Processor): Bộ xử lý tín hiệu số PC (Personal Computer): Máy tính cá nhân PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor): Động đồng nam châm vĩnh cửu -8- MỞ ĐẦU Nguyên tắc truyền động điều chỉnh động đồng biết đến từ thập niên 30 Tuy nhiên, ứng dụng thực bắt đầu phát triển mạnh từ thập kỷ 60 kỷ trước, nhờ phát minh cho phép thực truyền động điều chỉnh tốc độ mức độ hoàn chỉnh Trong thời gian gần đây, với phát triển mạnh mẽ ngành điện tử công suất, biến đổi công suất ngày nhanh hơn, mạnh mẽ mặt khác với phát triển vũ bão ngành điện tử học điều khiển, ngành tin học tạo điều kiện cho việc điều khiển dễ dàng động áp dụng chương trình điều khiển số vào toàn hệ thống Động đồng nói riêng, máy điện đồng nói chung sử dụng rộng rãi Nó hoàn toàn chiếm ưu dải công suất lớn Cùng với tiến ngành công nghệ chế tạo vật liệu điện, động đồng kích thích nam châm vĩnh cửu ngày trở nên sử dụng rộng rãi Động đồng kích thích nam châm vĩnh cửu mang ưu điểm hai loại động chiều động không đồng bộ, dẫn thay cho hai loại động ứng dụng công nghiệp dân dụng, truyền động vị trí máy đóng gói, máy gia công kim loại…etc Tuy nhiên, động đồng tồn nhược điểm định nó, moment sinh có chứa sóng hài Điều hạn chế cách đáng kể việc sử dụng động đồng kích thích nam châm vĩnh cửu ứng dụng quan trọng yêu cầu đòi hỏi có độ xác cao truyền động trực tiếp (truyền động không sử dụng giảm tốc) -9- Ví dụ: Hàng thứ tính cho sector V2+(5-1) = V6 k(sector 1) = 2; i = Quy luật áp dụng cho hàng không chứa vector module 0, V0(000) hay V7(111) sở cho việc thực mờ hóa sai lệch từ thông sai lệch moment e) Bộ điều khiển mờ cho hệ DTC Các biến đầu vào khâu điều khiển mờ sai lệch từ thông stator, sai lệch moment quay động vị trí sector, với giá trị thực khâu quan sát tính toán cung cấp Khâu mờ hóa biến đại lượng rõ thành giá trị ngôn ngữ, xác định tập mờ xv hàm liên thuộc µv Sau khâu hợp thành xử lý, đưa kết luận dạng biến ngôn ngữ Khâu giải mờ tính thời gian đóng ngắt tn nhánh van nghịch lưu cho chu kỳ xung Nhận dạng sector: xác định sector để tính trạng thái đóng cắt Sa, Sb, Sc từ tập biến ngôn ngữ Vn Khâu hợp thành: thiết kế cho vector từ thông stator chuyển động theo quỹ đạo hình tròn e1 Mờ hóa sai lệch Quy luật tính toán vector chuẩn trình bày mục d, việc thực mờ hóa đại lượng sai lệch (∆F, ∆T) cần thực sector đủ Chính điều làm giảm đáng kể khối lượng tính toán điều khiển mờ vector từ thông quay khoảng[-π, π] (toàn dải ) Thực mờ hóa sector thành vùng [-π/6, 0] [ 0, π/6] để thực việc lựa chọn vector điện áp chuẩn, vùng ta sử dụng vector điện áp chuẩn - 67 - µν vùng vùng -π/6 π/6 góc vector điện áp stator Hình 4.4 Hàm liên thuộc thực mờ hóa vùng sector Với sai lệch từ thông, sai lệch moment ta thực việc mờ hóa với hàm liên thuộc Để kết cấu khâu điều chỉnh không trở nên phức tạp khối lượng tính toán không trở nên lớn ta giới hạn với số lượng tập mờ biến sai lệch từ thông stator (Hình 4.5) tập mờ biến sai lệch moment (hình 4.6), hình 4.7 µ∆F NS PS ZE ∆F -b b Hình 4.5 Hàm liên thuộc sai lệch từ thông stator µ∆T NS NB ZE PS PB ∆T -2a -a a 2a Hình 4.6 Hàm liên thuộc sai lệch moment - 68 - µv V0;7 V1 V2 V3 V4 V5 V6 Vector_ref Hình 4.7 Hàm liên thuộc chọn vector chuẩn e2 Xây dựng luật hợp thành Luật hợp thành phải xây dựng sở đáp ứng yêu cầu đặt cho khâu điều chỉnh mờ Số lượng luật hợp thành nhiều dễ dàng việc thực ý tưởng Tuy nhiên có nhiều luật hợp thành khối lượng tính toán trở nên khổng lồ, điều dẫn đến thời gian thực lâu Trong trình mô hệ thống, số lượng luật hợp thành xây dựng theo bảng 4.1 gồm 30 luật Khối luật hợp thành Mamdani chứa luật hợp thành để thực mờ hóa theo bảng 4.1 phía PB: Possitive Big (sai lệch dương lớn) PS: Possitive Small (sai lệch dương nhỏ) ZE: Zero (sai lệch không) NS: Negative Small (sai lệch âm nhỏ) NB: Negative Big (sai lệch âm lớn) - 69 - Bảng 4.1 Bảng xây dựng luật hợp thành Vùng I.1 Vùng I.2 PS ZE NS PB V2 V2 V3 PS V1 V2 ZE V0 NS NB ∆T ∆F PS ZE NS PB V2 V3 V3 V3 PS V2 V3 V4 V0 V0 ZE V0 V0 V0 V6 V0 V5 NS V6 V0 V5 V6 V5 V4 NB V6 V5 V5 ∆T ∆F Nhằm mục đích khử sai lệch điều chỉnh từ thông moment ứng với quỹ đạo chọn, cách nhanh chóng ta xây dựng luật điều khiển mờ dạng bảng Chúng ta cần ý chuyển trạng thái đóng cắt van phải chọn theo trình tự có lợi cho việc giảm thiểu tổn hao đóng cắt van e3 Khâu giải mờ Quá trình giải mờ thực theo nguyên lý giải mờ độ cao Giá trị đầu khâu giải mờ đồng thời đầu khâu điều chỉnh Đầu khối mờ vector điện áp chuẩn: “Ref-Vector” có hàm liên thuộc đơn trị sau: Xem hình vẽ 4.8 phía FluxError TorqueError FluxAngle Defuzzyfication Ref-Vector Hình 4.8 Sơ đồ khối điều khiển mờ Matlab - 70 - f) Xây dựng mô hình mô Với kết phân tích trên, ta sử dụng phần mềm Matlab/Simulink để xây dựng mô hình điều khiển mờ sơ đồ toàn hệ truyền động động đồng nam châm vĩnh cửu điều khiển trực tiếp moment dùng thuật toán điều khiển mờ Fuzzy Logic Control FuxError MomentError StatorAngle Sector Vref Pulse Vref_Pulse Hình 4.9 Mô hình mô điều khiển mờ sử dụng Matlab/Simulink 4.2 Đánh giá ảnh hưởng bù ảnh hưởng thay đổi điện trở stator phương pháp DTC 4.2.1 Đặt vấn đề Điện trở stator Rs tham số chủ yếu máy điện sử dụng phương pháp DTC, cần phải xem xét ảnh hưởng tham số chất lượng hệ thống truyền động Phương pháp DTC phương pháp dựa vào lượng sai lệch moment đặt với moment ước lượng sai lệch từ thông đặt với từ thông ước lượng, việc ước lượng moment tính theo giá trị từ thông ước lượng Do việc ước lượng từ thông có tính định đến chất lượng hệ truyền động nói chung, mức độ xác phương pháp điều khiển trực tiếp moment nói riêng - 71 - 4.2.2 Đánh giá mức độ ảnh hưởng thay đổi điện trở stator π/2 α V2 5π/6 π/6 V3 Fs V1 IS US -ISRs -IS∆Rs -5π/6 US-IS(RS+∆RS) V6 V5 -π/6 -π/2 β US-ISRs Frs V4 4.10a) Điện áp sức điện động 4.10b) Từ thông Hình 4.10 Đồ thị minh họa ảnh hưởng Rs Biểu thức tính từ thông stator theo hai thành phần α β: Fsα = f(Usα - Rrs Isα) dt (4.1a) Fsβ = f(Usβ - Rrs Isβ) dt (4.1b) Trong Rrs giá trị điện trở thực stator: Rrs = Rs +∆Rs Khi điện trở stator thay đổi lượng ∆Rs biểu diễn hình 4.10, ta thấy module góc pha thành phần [Us – Is(Rs +∆Rs)] thay đổi theo Từ biểu thức (4.1) ta thấy module góc pha từ thông stator thay đổi Nếu gọi Frs giá trị từ thông stator thực Fs giá trị từ thông stator ước lượng không xét tới thay đổi Rs, xét thời điểm t1, ta tính giá trị từ thông thay đổi: t1 t1 t0 t0 ∆F =F rss - F ss = Fr0 + ∫ (u s − Rrs i s )dt - F0 - ∫ (u s − Rs i s )dt t1 ∆F = - ∫ (∆Rs i s )dt (4.2) t0 Giá trị từ thông thực từ thông ước lượng thời điểm xét biểu diễn hình 4.10b Ta thấy dùng giá trị từ thông - 72 - ước lượng không xét tới ∆Rs tạo sai lệch từ thông có giá trị âm (∆F < 0) vector điện áp chuẩn chọn V3 Trong giá trị từ thông ước lượng sai lệch từ thông có giá trị dương vector điện áp chuẩn gọi V2 Qua thấy ảnh hưởng ∆Rs tới việc chọn vector điện áp chuẩn, phần cốt lõi phương pháp điều khiển trực tiếp moment Khi động hoạt động vùng tốc độ cao, thành phần trênh lệch điện áp thay đổi điện trở stator (Is∆Rs) có giá trị không đáng kể so với thành phần (Us - IsRs), lượng sai lệch từ thông ∆F không đáng kể so với Fs, bỏ qua thành phần Hơn tốc độ động lớn tốc độ quay vector từ thông lớn, sai lệch từ thông bé gần không ảnh hưởng tới việc chọn việc chọn vector điện áp chuẩn, trường hợp ta bỏ qua thay đổi điện trở stator Khi động làm việc vùng tốc độ thấp lân cận không, thành phần sai lệch điện áp sai lệch điện trỏ stator (Is∆Rs) gây có giá trị đủ lớn so với thành phần (Us - IsRs), điều kéo theo sai lệch từ thông đủ lớn so với Fs Điều dẫn tới sai lệch lớn biên độ vector từ thông góc tải Mặt khác vùng tốc độ thấp, tốc độ quay vector từ thông stator chậm (tỉ lệ thuận với tốc độ) số lượng vector điện áp chuẩn chọn (số lần chuyển mạch) khoảng thời gian cố định nhiều vây nhanh đưa hệ thống tới trạng thái ổn định Khi module góc pha vector từ thông thay đổi làm cho hai thành phần từ thông Fsα Fsβ không dạng hình sin Điều làm cho quỹ đạo từ thông thay đổi tốc độ góc, độ lớn làm cho tâm quỹ đạo từ thông bị xê dịch dẫn tới trạng thái ổn định, xem hình vẽ mô - 73 - Điện trở[Ω] Từ thông[Wb] 4.11 phía Fsα Fsβ Time[s] Time[s] b) Đáp ứng từ thông stator Moment[Nm] a) Điện trở stator c) Đáp ứng moment Time[s] d) Quỹ đạo từ thông stator Hình 4.11 Ảnh hưởng thay đổi điện trở stator 4.2.3 Nhận dạng bù ảnh hưởng thay đổi điện trở stator Ảnh hưởng thay đổi điện trở stator phương pháp điều khiển DTC trình bày mục 4.2.2 Khi điện trở stator thay đổi dẫn tới thay đổi từ thông theo biểu thức (4.2), biểu thức coi dòng điện không đổi chu kỳ tính Quan hệ tuyến tính lượng thay đổi từ thông ∆Fs với lượng thay đổi điện trở stator ∆Rs tính theo công thức sau: ∆Rs = − ∆Fs I s ∆t (4.3) Sử dụng khâu tích phân (PI) để thực ước lượng thành phần thay đổi điện trở ∆Rs: ∆Rs = (Kp + Ki/s) ∆Fs (4.4) Với Kp số tỷ lệ chọn dựa vào biểu thức (4.3), Ki - 74 - số tích phân chọn theo quy hoạch thực nghiệm, phụ thuộc vào đặc tính gia nhiệt cuộn dây chế độ làm việc cụ thể động Cấu trúc ước lượng bù thay đổi điện trở, hình 4.12 Lọc thông thấp F*S(k) − 1 + τ1 s Ki 1/s Kp PI FS(k-1) RS(k) PI R'S(k) +τ s Lọc thông thấp − ∆RS RS(k-1) Hình 4.12 Cấu trúc bù thay đổi điện trở Sai lệch từ thông đặt từ thông ước lượng qua khâu lọc thông thấp, với tần số cắt nhỏ nhằm làm suy giảm thành phần tần số cao từ thông ước lượng Hằng số thời gian lọc phải nhỏ so với số thời gian ước lượng điện trở stator Tín hiệu sau lọc đưa tới khâu ước lượng thay đổi điện trở để đưa thành phần ∆Rs, lượng thay đổi cộng với giá trị điện trở chu kỳ tính trước (k+1) Giá trị điện trở ước lượng tiếp tục qua lọc thông thấp để cắt thành phần sóng hài bậc cao, đưa giá trị điện trở đến chu kỳ tính thứ k - 75 - Sơ đồ cấu trúc điều khiển trực tiếp moment có tính đến thay đổi điện trở stator trình bày hình 4.13 Td - - Fd Ft Bảng chọn vector điện áp Góc vector từ Udc thông stator Tính toán biên độ & góc quay từ thông Bộ biến tần PMSM Tính Uα, Uβ Uα Uβ Tính toán moment Tt Ước lượng điện trở stator Hình 4.13 Sơ đồ cấu trúc DTC ĐC ĐBNCVC có bù ∆Rs Điện trở stator ước lượng chu kỳ tính thứ k, sử dụng để ước lượng từ thông moment chu kỳ tính thứ k Với cấu trúc hình 4.13, ta xây dựng mô hình mô phỏng, động sử dụng loại servor 750W Kết mô điều khiển có bù thay đổi điện trở ∆Rs biểu diễn hình vẽ 4.14 - 76 - Từ thông[Wb] Điện trở[Ω] Fsα Fsβ Time[s] Time[s] b) Đáp ứng từ thông stator Moment[Nm] a) Điện trở stator c) Đáp ứng moment Time[s] d) Quỹ đạo từ thông stator Hình 4.14 Bù ảnh hưởng thay đổi điện trở stato Nhận xét Khi bù ảnh hưởng điện trở stator Rs, trình làm việc điện trở stator tăng, điện trở tăng gấp 1,5 lần, hệ thống rơi vào trạng thái không ổn định (hình vẽ 4.11) Sau có bù ảnh hưởng thay đổi điện trở stator, đặc tính động từ thông, quỹ đại từ thông, moment cải thiện cách đáng kể Từ thông stator có dạng hình sin, quỹ đạo từ thông bám theo hình tròn, đáp ứng moment không bị nhiễu - 77 - Tóm tắt chương Các nghiên cứu lý thuyết chứng minh thuật điều khiển mờ hệ truyền động động đồng NCVC điều khiển trực tiếp moment, cho chất lượng điều khiển tốt so với phương pháp điều khiển sử dụng khâu điều khiển trễ vị trí hay trễ vị trí Cụ thể đặc tính độ tốt, đáp ứng moment chế độ xác lập tốt, dao động so với phương pháp đề cập chương Bằng hàm liên thuộc, chia nhỏ đến liên tục thành phần sai lệch moment sai lệch từ thông Do sử dụng cách hiệu vector điện áp chuẩn thu đáp ứng dùng thuật điều khiển mờ tốt Với phương pháp điều khiển giải toán giảm nhiễu moment động NCVC cách tích cực so với phương pháp trước Phân tích ảnh hưởng điện trở stator, tham số chủ yếu sử dụng phương pháp điều khiển trực tiếp moment trình bày Đề xuất thuật toán bù ảnh hưởng thay đổi điện trở stator góp phần làm tăng độ ổn định cho hệ thống trình làm việc - 78 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận chung Luận văn đề cách thiết kế điều khiển mờ cho hệ truyền động điều khiển trực tiếp moment động đồng kích từ nam châm vĩnh cửu, khắc phục tượng moment đập mạch giảm tượng động bị giật làm việc vùng tốc độ thấp Đồng thời luận văn đưa đánh giá ảnh hưởng điện trở stator có đưa phương pháp điều khiển để bù ảnh hưởng điện trở stator tạo tính ổn định cho hệ thống Một điều nữa, luận văn xây dựng điều khiển thời gian thực cho hệ điều khiển trực tiếp moment với thuật toán điều khiển mờ Với hệ thống điều khiển này, dải điều khiển mở rộng tiệm cận vùng tốc độ không Tóm lại, luận văn giải quyết, nâng cao chất lượng hệ truyền động động đồng nam châm vĩnh cửu điều khiển trực tiếp moment, việc sử dụng thuật toán điều khiển mờ, thuật điều khiển bù thay đổi điện trở stator, điều cải thiện đáng kể đặc tính truyền động, giúp hệ làm việc ổn định vùng tốc độ thấp Kiến nghị Do đề tài tập trung nghiên cứu lý thuyết, nên cần phải triển khai kết nghiên cứu đề tài vào thực tế sản xuất công nghiệp Cần nghiên cứu kỹ thêm mối quan hệ tương quan moment dòng điện để giảm tổn hao công suất Đây vấn đề cần quan tâm tổn hao công suất vấn đề cần quan tâm toán sản xuất thực tế - 79 - TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] A.V.IVANOV SMOLENSKI Máy điện – Tập II Biên dịch: Vũ Gia Hanh, Phan Tử Thụ NXB Khoa học Kỹ thuật Hà nội – Hà nội, 1992 [2] Bùi Quốc Khánh, Phạm Quốc Hải, Nguyễn Văn Liễn, Dương Văn Nghi Điều chỉnh tự động truyền động điện NXB Khoa học Kỹ thuật Hà nội – Hà nội, 1996 [3] Nguyễn Phùng Quang Điều khiển tự động truyền động điện xoay chiều ba pha NXB Giáo dục– Hà nội, 1996 [4] Nguyễn Phùng Quang, Andreas Dittrich Truyền động điện thông minh NXB Khoa học Kỹ thuật Hà nội – Hà nội, 2002 [5] Nguyễn Phùng Quang Matlab & Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động NXB Khoa học Kỹ thuật Hà nội – Hà nội, 2004 [6] Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công, Nguyễn Trung Sơn, Cao Văn Thành Điều khiển số máy điện NXB Khoa học Kỹ thuật Hà nội – Hà nội, 1999 [7] Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Mạnh Tiến, Đoàn Quang Vinh Điều khiển động xoay chiều cấp từ biến tần bán dẫn NXB Khoa học Kỹ thuật Hà nội – Hà nội, 2003 [8] Võ Như Tiến “Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ truyền động động đồng nam châm vĩnh cửu điều khiển trực tiếp mment”, Luận án tiến sỹ kỹ thuật, mã số: 2.05.06, 2004 [9] Robert H.Bishop Modern Control Systems Analysis and Design Using Matlab and Simulink, Addition Wesley, New York, 2000 [10] Hans-Peter Nee, Louis Lefevre, Peter Thelin, and Juliette Soulard, “Determination of d & q Reactances of Permanent-Magnet Synchronous Motors Without Measurements of the Rotor Position”, IEEE Trans on industry Application, Vol.36, No.5, 2000 [11] M.Aziur Rahman, Ping Zhou, “Analysis of Brushless Permanent Magnet Synchronous Motors” IEEE Trans on Industry Applications, Vol.41, No.2, 1996 [12] Chris French and Paul Acarnley, “Control of Permanet Magnet Motor - 80 - Drivers Using a New Position Estimation Technique” IEEE Trans on Industry Applications, Vol 32, No 5, 1996 [13] Takashi Aihara, Akiko Toba, Takao Yanase, Akihide, Kenji Endo, “Sensorless Torque Control of Salinet – Pole Synchronous Motor at Zero Speed Operation”, IEEE Trans Industrial Electronics, Vol.41, No.1, 1999 [14] A.Verl and M.Bodson, “Torque Maximization for Permanent Magnet Synchronous Motor”, IEEE Trans on Control System Technology Vol.6, 1998, pp 740-745 [15] M F Rahman, L Zhong, K V Lim, “A Direct Torque Controlled Interior Permanet Magnet Synchronous Motors Drive Incorporation Field Weakend”, IEEE Trans Industrial Electronics, Vol.42, No.4, 1997 [16] Longya Xu, Minghua Fu, “A Sensorless Direct Torque Control Technique for Permanet Magnet Synchronous Motors”, IEEE Annual meeting, pp 21-28, 1998 - 81 - ... sơ đồ điều khiển cho động đồng sơ đồ điều khiển vector, điều khiển bù moment đập mạch, điều khiển moment tối ưu, điều khiển trực tiếp moment Chương 3: Điều khiển trực tiếp moment động đồng nam... CHÂM VĨNH CỬU ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP MOMENT 4.1 Điều khiển trực tiếp moment dùng điều khiển mờ 61 4.1.1 Giới thiệu 61 4.1.2 Cấu trúc điều khiển mờ 62 4.1.3 Điều khiển trực tiếp moment. .. ĐCĐB: Động đồng KTNCVC: Kích từ nam châm vĩnh cửu ĐCĐBKTNCVC: Động đồng kích từ nam châm vĩnh cửu DTC (Direct Torque Control): Điều khiển trực tiếp moment PWM (Pulse Width Modulation): Bộ điều