Điều khiển định hướng từ thông stator (sfoc) và từ thông rotor (rfoc) động cơ không đồng bộ

Đại Học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BAÙCH KHOA -o0o HOÀNG ĐỨC DŨNG ĐIỀU KHIỂN ĐỊNH HƯỚNG TỪ THÔNG STATOR (SFOC) VÀ TỪ THÔNG ROTOR (RFOC) ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ Chuyên ngành : KỸ THUẬT ĐIỆN Mã số ngành : 2.02.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 10 năm 2005 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hùng dẫn khoa học: T.S PHẠM ĐÌNH TRỰC Cán chấm nhận xét 1: ………………………………………………………………………………………… (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2:…………………………………………………………………………………………… (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm 2005 Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -o0o - CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc o0o NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên: HOÀNG ĐỨC DŨNG Phái : Nam Ngày sinh: 10 – 08 – 1977 Nơi sinh: NGHỆ AN Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã số: 2.02.01 I-TÊN ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN ĐỊNH HƯỚNG TỪ THÔNG STATOR SFOC) VÀ TỪ THÔNG ROTOR (RFOC) ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu lý thuyết mô hình máy động không đồng lý tưởng Lý thuyết điều khiển vectơ định hướng từ thông stator, rotor động không đồng Mô điều khiển vectơ định hướng từ thông stator, rotor động không đồng So sánh hai phương pháp điều khiển, kết luận III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: / /2004 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: / /2005 V- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: T.S PHẠM ĐÌNH TRỰC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN LÝ CHUYÊN NGÀNH CHỦ NHIỆM NGÀNH BỘ MÔN QUẢN T.S PHẠM ĐÌNH TRỰC Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 200 PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH KHOA QUẢN LÝ NGÀNH LỜI CẢM ƠN Từ kiến thức q báu mà em nhận hai năm học sau đại học trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM, với nỗ lực tìm tòi nghiên cứu tài liệu thời gian qua để hoàn thành luận văn này, cố gắng, thử thách lớn, mà thân vượt qua Em xin bày tỏ lời cảm ơn đến q thầy cô Khoa Điện Điện Tử Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM, đặc biệt thầy TS Phạm Đình Trực tận tình hướng dẫn giúp em hoàn thành tốt nhiệm vụ Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình, ba mẹ, anh chị, bạn đồng nghiệp an ủi, động viên tinh thần suốt thời gian qua TÓM TẮT LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: HOÀNG ĐỨC DŨNG Ngày sinh: 10-08-1977 Địa liên lạc: Phái: Nam Nơi sinh: NGHỆ AN QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Năm 1996-2001: Học Đại Học Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh Năm 2003-2005: Học Cao Học Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC Giáo Viên Trường Trung Học Điện Công ty Xây Dựng Thanh Niên Điều khiển vectơ tựa từ thông stator-SFOC, từ thông rotor-RFOC MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN I.1 TOÅNG QUAN : I.2 NHỮNG VẤN ĐỀ CHÍNH : Chương II LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIEÅN II.1 MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ LÝ TƯỞNG II.1.1 II.1.2 II.1.3 II.1.4 II.1.5 II.1.6 II.1.7 II.1.8 II.2 II.2.1 II.2.2 VÉCTƠ KHÔNG GIAN TRONG HỆ TOẠ ĐỘ TĨNH STATOR (α - β ) PHƯƠNG TRÌNH ĐIỆN ÁP VÀ DÒNG ĐIỆN TRONG HỆ TOẠ ĐỘ αβ: PHƯƠNG TRÌNH MÔMEN-Te MẠCH ĐIỆN TƯƠNG ĐƯƠNG MÔ HÌNH ĐỘNG 10 PHÉP BIẾN ĐỔI TRONG HỆ TỌA ĐỘ QUAY (hệ tọa độ dq) 11 CÁC THÔNG SỐ CỦA ĐỘNG CƠ ĐƯC MÔ PHỎNG 13 MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 14 KẾT QỦA MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 16 ĐIỂU KHIỂN ĐỊNH HƯỚNG TỪ THÔNG STATOR 21 LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIEÅN 21 CÁC KHỐI ĐIỀU KHIỂN 24 II.2.2.1 INVERTER 24 II.2.2.2 KHỐI ĐIỀU KHIỂN 33 II.2.2.3 KHỐI ƯỚC LƯNG TỪ THÔNG STATOR 33 II.3 ĐIỂU KHIỂN ĐỊNH HƯỚNG TỪ THÔNG ROTOR 35 II.3.1 II.3.2 LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN 35 CÁC KHỐI ĐIỀU KHIỂN 40 II.3.2.1 KHỐI ĐIỀU KHIỂN 40 II.3.2.2 KHỐI ƯỚC LƯNG TỪ THÔNG ROTOR 40 Chương III MÔ PHỎNG SFOC VÀ RFOC 44 III.1 MÔ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN SFOC 44 III.2 MÔ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN RFOC 47 III.2.1 KẾT QUẢ 49 III.2.1.1 SFOC_INDIRECT (điều chế góc vị trí Stator không trực tiếp) 49 III.2.1.2 RFOC_INDIRECT (điều chế góc vị trí Rotor không trực tiếp) 53 III.2.1.3 RFOC_DIRECT (điều chế góc vị trí Rotor trực tiếp) 57 Chương IV SO SÁNH SFOC VAØ RFOC 62 IV.1 SO SÁNH SFOC_INDIRECT RFOC_INDIRECT: 62 IV.1.1 IV.1.2 IV.1.3 IV.1.4 IV.1.5 Động không tải với vận tốc định mức; 62 Động không tải với vận tốc định mức; 64 Động không tải với vận tốc định mức có đổi chiều; 67 Động không từ hóa trước; 69 Động có taûi; 71 Điều khiển vectơ tựa từ thông stator-SFOC, từ thông rotor-RFOC IV.2 PHÂN TÍCH KẾT QUẢ SFOC_INDIRECT VÀ RFOC_INDIRECT: 74 IV.2.1 CÁC KHỐI ĐIỀU KHIỂN; 74 IV.2.2 ĐÁNH GIÁ: 74 IV.3 SO SÁNH RFOC_INDIRECT RFOC_DIRECT: 76 IV.3.1 IV.3.2 IV.3.3 IV.3.4 IV.3.5 IV.4 Động không tải với vận tốc định mức; 76 Động không tải với vận tốc định mức; 78 Động không tải với vận tốc định mức có đổi chiều; 81 Động không từ hóa trước; 83 Động có tải; 85 PHÂN TÍCH KẾT QUẢ RFOC_INDIRECT VÀ RFOC_DIRECT: 88 IV.4.1 BỘ ĐIỀU KHIỂN; 88 IV.4.2 ĐÁNH GIAÙ: 88 IV.5 NHẬN XÉT CHUNG: 89 IV.6 ỨNG DỤNG THỰC TẾ TRONG CÔNG NGHIỆP 89 Chương V CÁC KẾT QUẢ, KẾT LUAÄN 91 I.1 CÁC KẾT QUẢ, NHẬN XÉT CHUNG : 91 I.2 KIẾN NGHỊ, ĐỀ XUẤT MỞ RỘNG 92 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 Điều khiển vectơ tựa từ thông stator-SFOC, từ thông rotor-RFOC MỞ ĐẦU NỘI DUNG LUẬN VĂN : Trước hết, luận văn trình bày mô hình động không đồng lý tưởng, lý thuyết chung điều khiển định hướng tựa từ thông stator (SFOC) điều khiển định hướng tựa từ thông rotor (RFOC) Trong RFOC nghiên cứu nhiều có nhiều ứng dụng thực tế, nhiên SFOC nghiên cứu có lẻ khó tách rời điều khiển hai thông số Từ thông mômen bù lại biểu thức mômen SFOC độc lập với thông số máy Kế đến, luận văn mô điều khiển động không đồng phần mềm simulink /Matlab Từ lý thuyết điều khiển kết mô so sánh ưu nhược điểm hai phương pháp điều khiển Cuối cùng, đánh giá kết qủa đề xuất mở rộng cho luận văn Điều khiển SFOC phương pháp điều khiển mang lại hiệu không RFOC DTC (Direct Torque Control) Điều khiển vectơ tựa từ thông stator-SFOC, từ thông rotor-RFOC Chương I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN I.1 TỔNG QUAN : Hiện nay, điều khiển động theo định hướng trường tập trung vào loại : định hướng từ thông rotor (rfoc-rotor flux oriented control), định hướng từ thông stator (sfoc-stator flux oriented control), định hướng từ thông từ hoá(mfoc-magnetizing flux oriented control) Tuy véctơ định hướng khác chúng mục đích điều khiển mômen từ thông động độc lập Trong rfoc tập trung nghiên cứu nhiều, có nhiều ưu điểm tính toán ít, sfoc mfoc tính toán nhiều Nhưng với tốc độ phát triển máy tính nay, tốc độ tính toán ngày nhanh sfoc, mfoc ứng dụng nhiều không rfoc Mô sfoc rfoc Simulink/Matlab, so sánh đáp ứng hai phương pháp Nhìn chung mô hình điều khiển sfoc rfoc tương tự nhau, cấu trúc khối điều khiển khác Qua mô cung cấp hình ảnh tổng quan điều khiển vetơ động không đồng I.2 NHỮNG VẤN ĐỀ CHÍNH : Chương I : Giới thiệu tổng quan Chương II : Lý thuyết điều khiển định hướng từ thông stator (sfoc), điều khiển định hướng từ thông rotor (rfoc) Chương III : Mô sfoc rfoc Chương IV : So sánh sfoc rfoc Chương V : Các kết quả, kết luận, kiến nghị Điều khiển vectơ tựa từ thông stator-SFOC, từ thông rotor-RFOC Chương II LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN II.1 MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ LÝ TƯỞNG Động không đồng xét loại ba pha, rôtor lồng sóc, việc phân tích cấu tạo động đề cập nhiều tài liệu Ở ta xét mô hình lý tưởng động không đồng -IM _ induction motor Sơ đồ tương đương không đồng ba pha cho phép tính toán đại lượng dòng stator, hệ số công suất mômen…khi động vận hành xác lập, với vận tốc cố định nguồn áp cung cấp có dạng sin cân Sơ đồ dùng phân tích trạng thái vận hành độ động cơ, thêm vào động cấp nguồn từ biến đổi công suất Mô hình động phân tích hệ tọa độ tónh stator hệ toạ độ quay rotor dựa khái niệm đại lượng véctơ máy điện xoay chiều Mô hình động cho phép phân tích đặc tính động chế độ độ lẫn xác lập động cấp nguồn điện áp có dạng bất kỳ, [1] II.1.1 VÉCTƠ KHÔNG GIAN TRONG HỆ TOẠ ĐỘ TĨNH STATOR (α - β ) Hình 2.1 trình bày mặt cắt stator động không đồng ba pha hai cực Để đơn giản cho việc khảo sát giả sử β Ics C Ibs B' A Ias A' cuộn stator pha gồm cuộn dây B C' ωst=0 α Hai trục: trục α ( trục hoành ) trục β (trục tung ) gắn với mặt cắt stator hình gọi hệ trục tọa độ tónh stator Hình 2.1 Mặt cắt động KĐB-hệ trục α,β Điều khiển vectơ tựa từ thông stator-SFOC, từ thông rotor-RFOC RFOC-direct 400 300 300 wr(rad/s) wr(rad/s) RFOC-indirect 400 200 100 200 100 0.5 1.5 0.5 303 303 302 302 301 300 1.08 1.1 1.12 time(s) 1.5 time(s) wr(rad/s) wr(rad/s) time(s) 301 300 1.14 1.08 1.1 1.12 time(s) 1.14 Hình 4.25 b) Từ thông rotor_rotor-flux; RFOC-indirect RFOC-direct rotor-flux(Wb) rotor-flux(Wb) 0.5 0 0.5 0.5 1.5 0.9535 rotor-flux(Wb) rotor-flux(Wb) time(s) 0.953 0.9525 0.952 0.5 time(s) 1.5 1.48 time(s) 1.5 0.9535 0.953 0.9525 0.952 1.46 1.48 time(s) 1.5 1.46 79 Điều khiển vectơ tựa từ thông stator-SFOC, từ thông rotor-RFOC Hình 4.26 c) Mômen điện từ_Te, mômen tải_TL; RFOC-direct 40 Torque-Te(Nm) Torque-Te(Nm) RFOC-indirect 20 0 0.5 40 20 1.5 0.5 3 2 -1 -2 -3 1.46 1.48 time(s) -1 -2 1.46 1.5 RFOC-direct 20 10 10 ia(A) ia(A) RFOC-indirect -10 -10 0.5 -20 1.5 0.5 time(s) 7.5 7.5 7 6.5 6.5 5.5 5 1.496 1.498 time(s) 1.5 5.5 1.494 time(s) ia(A) ia(A) 1.48 time(s) Hình 4.27 20 4.5 1.5 -3 1.5 d) Dòng điện stator_ia -20 time(s) Torque-Te(Nm) Torque-Te(Nm) time(s) 1.5 4.5 1.494 1.496 1.498 time(s) 1.5 80 Điều khiển vectơ tựa từ thông stator-SFOC, từ thông rotor-RFOC Hình 4.28 IV.3.3 Động không tải với vận tốc định mức có đổi chiều; Thời gian mô phỏng: time[0.0 1.0 1.5 2.0 2.25 2.5 3.0](s); Vận tốc lệnh : wr*[0 150.8 150.8 -150.8 -150.8]rad/s; Mô men tải : T-load[0 0]Nm; Từ thông rotor lệnh: ψ*r[0.954 0.954]Wb; a) Vận tốc goùc rotor_wr: RFOC-direct 200 100 100 wr(rad/s) wr(rad/s) RFOC-indirect 200 -100 -200 -100 -200 152 152 151.5 151.5 151 150.5 150 1.15 time(s) wr(rad/s) wr(rad/s) time(s) 151 150.5 1.2 time(s) 1.25 150 1.15 1.2 time(s) 1.25 Hình 4.29 b) Từ thông rotor_rotor-flux; 81 Điều khiển vectơ tựa từ thông stator-SFOC, từ thông rotor-RFOC RFOC-indirect RFOC-direct rotor-flux(Wb) rotor-flux(Wb) 0.5 0 0.5 3 time(s) rotor-flux(Wb) 0.965 0.96 0.955 0.95 0.945 0.965 0.96 0.955 0.95 0.945 2.5 time(s) 2.5 time(s) Hình 4.30 c) Mômen điện từ_Te, mômen tải_TL; RFOC-indirect RFOC-direct 40 Torque-Te(Nm) Torque-Te(Nm) 40 20 -20 -40 0.5 1.5 time(s) 2.5 -20 1.5 time(s) 2.5 Torque-Te(Nm) 45 40 35 1.1 20 -40 0.5 45 Torque-Te(Nm) rotor-flux(Wb) time(s) 1.11 1.12 1.13 1.14 time(s) 40 35 1.1 1.11 1.12 1.13 1.14 time(s) Hình 4.31 82 Điều khiển vectơ tựa từ thông stator-SFOC, từ thông rotor-RFOC d) Dòng điện stator_ia RFOC-direct 20 10 10 ia(A) ia(A) RFOC-indirect 20 -10 -20 -10 -20 20 20 10 10 -10 -20 time(s) ia(A) ia(A) time(s) -10 2.2 time(s) 2.4 -20 2.2 time(s) 2.4 Hình 4.32 IV.3.4 Động không từ hóa trước; Thời gian mô phỏng: time[0 0.001 0.001 1.5](s); Vận tốc lệnh : wr*[0 150.8 150.8]rad/s; Mô men tải : T-load[0 0]Nm; Từ thông rotor lệnh: ψ*r[0.954 0.954]Wb; a) Vận tốc góc rotor_wr: RFOC-direct 200 150 150 wr(rad/s) wr(rad/s) RFOC-indirect 200 100 50 100 50 0.5 1.5 time(s) 0.5 1.5 time(s) Hình 4.33 83 Điều khiển vectơ tựa từ thông stator-SFOC, từ thông rotor-RFOC b) Từ thông rotor_rotor-flux; RFOC-indirect RFOC-direct rotor-flux(Wb) rotor-flux(Wb) 1.5 0.5 0 0.5 0.5 1.5 0.5 time(s) 1.5 1.2 rotor-flux(Wb) 1.2 rotor-flux(Wb) time(s) 0.8 0.6 0.2 0.4 time(s) 0.6 0.8 0.6 0.8 0.2 0.4 time(s) 0.6 0.8 Hình 4.34 c) Mômen điện từ_Te, mômen tải_TL; RFOC-direct Torque-Te(Nm) Torque-Te(Nm) RFOC-indirect 40 20 20 0 0.5 time(s) 1.5 1.5 Torque-Te(Nm) -1 -2 1.45 0.5 time(s) Torque-Te(Nm) 40 1.4505 time(s) 1.451 -1 -2 1.45 1.4505 time(s) 1.451 84 Điều khiển vectơ tựa từ thông stator-SFOC, từ thông rotor-RFOC Hình 4.35 d) Dòng điện stator_ia RFOC-direct 20 10 10 ia(A) ia(A) RFOC-indirect 20 -10 -20 -10 0.5 -20 1.5 0.5 20 20 10 10 -10 -20 1.5 time(s) ia(A) ia(A) time(s) -10 0.1 0.2 0.3 time(s) -20 0.4 0.1 0.2 0.3 time(s) 0.4 Hình 4.36 IV.3.5 Động có tải; Thời gian mô phỏng: time[0 0.7 0.7 2.0 2.0 2.5 2.5 3](s); Vận tốc lệnh : wr*[0 150.8 150.8 150.8 150.8 150.8 150.8]rad/s; Moâ men taûi : T-load[0 0 26.5 26.5 0]Nm; Từ thông rotor lệnh: ψ*r[0.954 0.954]Wb; a) Vận tốc góc rotor_wr: 85 Điều khiển vectơ tựa từ thông stator-SFOC, từ thông rotor-RFOC RFOC-direct 200 150 150 wr(rad/s) wr(rad/s) RFOC-indirect 200 100 50 100 50 152.5 152.5 152 152 151.5 151.5 151 150.5 time(s) wr(rad/s) wr(rad/s) time(s) 151 2.5 2.52 2.54 time(s) 150.5 2.56 2.5 2.52 2.54 time(s) 2.56 Hình 4.37 b) Từ thông rotor_rotor-flux; RFOC-indirect RFOC-direct rotor-flux(Wb) rotor-flux(Wb) 0.5 0 0.5 0.95 0.94 0.93 0.92 2.2 time(s) time(s) rotor-flux(Wb) rotor-flux(Wb) time(s) 2.4 0.95 0.94 0.93 0.92 Hình 4.38 c) Mômen điện từ_Te, mômen tải_TL; 2.2 time(s) 2.4 86 Điều khiển vectơ tựa từ thông stator-SFOC, từ thoâng rotor-RFOC RFOC-indirect RFOC-direct 50 Torque(Nm) Torque(Nm) 50 -50 -50 28 28 27 27 26 25 24 2.111 2.11112.11122.11132.1114 time(s) 26 25 Hình 4.39 RFOC-direct 20 10 10 ia(A) ia(A) RFOC-indirect 20 -10 -10 -20 15 15 10 10 5 -5 -10 -10 2.2 2.4 time(s) -5 2 time(s) ia(A) ia(A) time(s) -15 24 2.111 2.11112.11122.11132.1114 time(s) d) Dòng điện stator_ia -20 time(s) Torque(Nm) Torque(Nm) time(s) 2.6 -15 2.2 2.4 time(s) 2.6 Hình 4.40 87 Điều khiển vectơ tựa từ thông stator-SFOC, từ thông rotor-RFOC IV.4 PHÂN TÍCH KẾT QUẢ RFOC_INDIRECT VÀ RFOC_DIRECT: IV.4.1 BỘ ĐIỀU KHIỂN; Giống nhau: Hai phương pháp RFOC_INDIRECT RFOC_DIRECT hầu hết có khối giống như; khối động IM-deal, khối Inverter, khối điều khiển RFOC, PID Khác nhau: Khác khối ước lượng góc vị trí vectơ không gian từ thông rotor hệ trục tọa độ stator, gián tiếp (gồm đo tốc rotor, tính tóan cộng, tích phân) hay trực tiếp (chỉ tính tóan góc thông qua dòng áp stator) IV.4.2 ĐÁNH GIÁ: Động không tải với vận tốc định mức; • Nhìn chung kết mô tốt đáp ứng vận tốc, từ thông, mômen, xác so với giá trị đặt, thực tế • Đáp ứng vận tốc nhau, bám sát giá trị đặt hình 4.21 • Vẫn có giá trị lệch từ thông đặt 0.954Wb từ thông rotor 0.952Wb, nhiên ripples hai nhỏ nhỏ nhiều so với SFOC, hình 4.22 • Mômen điện từ có ripples khỏang 9% • Dòng điện stator tương đới lớn khởi động 16A=2Io Động không tải với vận tốc định mức; • Hình 4.26 cho thấy từ thông rotor phương pháp nhấp nhô nhiên RFOC-direct ổ định RFOC-indirect Động không tải với vận tốc định mức có đổi chiều; • Khi đảo chiều đáp ứng từ thông RFOC-direct ổn định, vọt lố nhỏ RFOC-indirect, hình 4.30 Động không từ hóa trước; 88 Điều khiển vectơ tựa từ thông stator-SFOC, từ thông rotor-RFOC • Hình 4.34 rõ ràng RFOC-direct có đáp ứng từ thông vọt lố, lúc RFOC-indirect có vọt lố khỏang 2Wb (25%) • Hình 4.35 cho thấy mômen điện từ lúc khởi động mà không từ hóa trước RFOC-indirect (50Nm) cao nhiều so với RFOC-direct (39Nm) Động có tải; • Hình 4.38 cho thấy mang tải đáp ứng từ thông rotor RFOC-indirect có độ lệch lớn RFOC-direct • Hình 4.39 cho thấy mang tải đáp ứng Te hai phương pháp bám sát giá trị 26.5Nm, ripples khỏang 9% • Khi đóng tải tốc độ ổn định • Dòng điện stator khỏang 13.5A=1.6Io IV.5 NHẬN XÉT CHUNG: • Mô SFOC RFOC tương đối tốt, cho mô hình máy lý tưởng (thông số máy không đổi) • Các phương pháp cho đáp ứng tốc độ rotor-wr, từ thông stator, rotor, mômen điện từ-Te, dòng điện stator-Ia, bám sát giá trị đặt • Tuy nhiên Rfoc vơi điều khiển đơn giản cho đáp ứng tốt Sfoc • Với mô hình máy có thông số Rs, Lm thay đổi theo nhiệt độ, từ hóa SFOc có ưu điểm Rfoc,[6] SFOC: Te = 3 P (ψ ds iqs − ψ qs ids ) = Pψ ds iqs 2 RFOC: Te = Lm P ψ ds iqs Lr IV.6 ỨNG DỤNG THỰC TẾ TRONG CÔNG NGHIỆP • Cùng với phát triển công nghệ vi điều khiển, DSP(digital signal procesing), SFOC, RFOC ứng dụng rộng rãi điều khiển động không đồng bộ,[2] 89 Điều khiển vectơ tựa từ thông stator-SFOC, từ thông rotor-RFOC • Tuy nhiên với mạch khiển đơn giản hơn, cho kết xác hơn, nên RFOC hãng sản xuất ABB, Siemens, Hitachi ứng dụng nhiều hơn,[2] • Trong công nghiệp để đo dòng điện stator người ta dùng phương pháp đo giá trị tức thời khâu ADC(Analog to digital converter) biến dòng điện analog AC thành số đo thành phần hài bản, kết hợp lọc bỏ thành phần hài bậc cao, đo khâu tích phân VFC (Voltage to Frequency converter) • Để đo vận tốc dùng máy khắc vạch xung (encoder), máy góc tuyệt đối (resolver) • Để thực SFOC hay RFOC sau mô thành công người ta tích hợp hay lập trình DSP xuất kết tín hiệu điều khiển inverter, việc nghiên cứu thuộc công nghệ nhà chế tạo 90 Điều khiển vectơ tựa từ thông stator-SFOC, từ thông rotor-RFOC Chương V CÁC KẾT QUẢ, KẾT LUẬN I.1 CÁC KẾT QUẢ, NHẬN XÉT CHUNG : 1) Xuất phát từ điều khiển động DC kích từ độc lập, điều khiển độc lập từ thông mômen mà người ta áp dụng điều khiển vectơ vào điều khiển định hướng trường động không đồng Cùng với phát triển vi điều khiển DSP tạo bước đột phá điều khiển động không đồng bộ, mang lại lợi ích không nhỏ công nghiệp 2) Luận văn mô hai phương pháp điều khiển kinh điển SFOC, RFOC mô hình analog 3) Với kết mô chương III cho thấy hai phương pháp cho đáp ứng có độ sai số nhỏ 4) Tuy nhiên từ kết mô khẳng định lại RFOC vượt trội SFOC độ xác, mạch điều khiển đơn giản • Điều khác biệt kết mô SFOC RFOC thời gian từ hóa ảnh hưởng đến đáp ứng SFOC, RFOC-direct không bị ảnh hưởng Tức không từ hóa máy trước đáp ứng từ thông stator, mômen điện từ SFOC tăng cao, có độ vọt lố, RFOC-direct bình thường • Độ ripples(dao động) SFOC lớn RFOC • Trong trạng thái vận tốc rotor thấp , trung bình hay cao SFOC RFOC cho đáp ứng tốt • Vào thời điểm tăng tốc, đảo chiều quay máy dòng điện stator tăng bình thường khỏang 1,2-1,4 lần Tuy nhiên đáp ứng khác từ thông mô men đáp ứng tốt 5) RFOC-direct cho kết xác RFOC-indirec 91 Điều khiển vectơ tựa từ thông stator-SFOC, từ thông rotor-RFOC 6) Nhưng mô hình máy có thông số thay đổi theo nhiệt độ hay từ hóa SFOC có ưu điểm biểu thức Te không phụ thuộc Lm RFOC phụ thuộc Lm 3 SFOC : Te = P(ψ ds iqs − ψ qs ids ) = Pψ ds iqs RFOC : Te = P Lm ψ dr iqs Lr 7) Thời gian xử lý, xuất kết nhanh, dễ quan sát, so sánh I.2 KIẾN NGHỊ, ĐỀ XUẤT MỞ RỘNG 1) Có thể mở rộng điều khiển SFOC, RFOC cho mô hình máy có thông số máy thay đổi theo nhiệt độ, từ hóa Rs, Lm, phù hợp với thực tế 2) Có thể xây dựng xác hàm truyền máy để thiết kế PID thích hợp cho điều khiển nhiều biến đầu vào 3) Ứng dụng mạng neural,fuzzylogic vào điều khiển inverter, điều chế vectơ không gian, nhằm rút ngắn thời gian xử lý hệ 4) Có thể kiểm soát tần số đóng cắt inverter để giảm sóng hài gây ra, cao chất lượng dòng điện stator, ảnh hưởng đến điện áp nguồn điện 5) Có thể khảo sát ảnh hưởng harmonic lên lưới điện điều khiển nhiều máy 92 Điều khiển vectơ tựa từ thông stator-SFOC, từ thông rotor-RFOC DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phan Quốc Dũng, Tô Hữu Phúc, Truyền Động Điện, NXB Đại học quốc gia TP.HCM, 2003 [2] Nguyễn Phùng Quang, Andreas Dittrich, Truyền Động Điện Thông Minh, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2002 [3] Lương Văn Lăng, Cơ Sở Tự Động, NXB Đại học quốc gia TP.HCM, 2002 [4] Nguyễn Văn Nhờ, Điện Tử Công Suất 1, NXB Đại học quốc gia TP.HCM, 2002 [5] Dr.Levi, High Performance Drives, Liverpool John Moores University,1997 [6] Peter Vas, Sensorless Vector and Direct Torque Control, Oxford university Press,1998 [7] Andrzyej M.Trzynadlowski, The Field Orientation Principle in Control of Induction Motors, Kluwer Academic Publishers, 1994 [8] Chee-Mun Ong, Dynamic Simulation of Electric Machinery using Matlab/Simulink, Prentice Hall, 1998 [9] Phạm Đình Trực, Principles of Vector Control and Direct Torque Control 93 ... tựa từ thông stator- SFOC, từ thông rotor- RFOC II.3 ĐIỂU KHIỂN ĐỊNH HƯỚNG TỪ THÔNG ROTOR II.3.1 LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN Tương tự điều khiển vectơ định hướng từ thông stator, điều khiển định hướng từ. .. tựa từ thông stator- SFOC, từ thông rotor- RFOC II.2 ĐIỂU KHIỂN ĐỊNH HƯỚNG TỪ THÔNG STATOR II.2.1 LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN Trong phương pháp điều khiển véctơ với động không đồng bộ, điều khiển định hướng. .. ĐIỀU KHIỂN ĐỊNH HƯỚNG TỪ THÔNG STATOR SFOC) VÀ TỪ THÔNG ROTOR (RFOC) ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu lý thuyết mô hình máy động không đồng lý tưởng Lý thuyết điều khiển