Điều khiển dtc không cảm biến của động cơ không đồng bộ có tổn hao sắt từ và bão hòa từ

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - NGUYỄN NHẬT MINH ĐIỀU KHIỂN DTC KHÔNG CẢM BIẾN CỦA ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ CĨ TỔN HAO SẮT TỪ VÀ BÃO HÒA TỪ Chuyên ngành: Thiết bị, mạng nhà máy điện LUẬN VĂN THẠC SĨ TP Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2011 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: TS Phạm Đình Trực …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) 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 sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày ………… tháng……… năm ………… TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày tháng 01 năm 2011 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN NHẬT MINH Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 19/12/1985 Nơi sinh: TP.HCM Chuyên ngành: Thiết bị, mạng nhà máy điện MSHV: 01808309 1- TÊN ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN DTC KHÔNG CẢM BIẾN CỦA ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ BA PHA CĨ TỔN HAO SẮT TỪ VÀ BÃO HÒA TỪ 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: - Khảo sát mơ hình điều khiển động không đồng ba pha lý tưởng, động không đồng ba pha có tổn hao sắt từ động khơng đồng có tổn hao sắt từ bão hịa từ - Điều khiển trực tiếp mơ men động khơng đồng ba pha (có xem xét yếu tố không lý tưởng) dùng cảm biến vận tốc - Điều khiển trực tiếp mô men động khơng đồng ba pha (có xem xét yếu tố không lý tưởng) không dùng cảm biến vận tốc 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS PHẠM ĐÌNH TRỰC Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) KHOA QL CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Học, học nữa, học Đây câu nói tiếng Lê nin, kim nam để không ngừng nỗ lực học tập Tuy nhiên để thực điều đó, cịn phải có hướng dẫn tận tình thầy môn hệ thống điện, cung cấp điện thiết bị điện Các thầy tận tình giảng dạy, truyền đạt cho kiến thức tảng vững suốt thời gian học tập trường Tôi xin chân thành cảm ơn tất thầy cô Tơi xin gửi lời cám ơn đến thầy Phạm Đình Trực người thầy tận tình bảo, hướng dẫn, đồng thời đưa định hướng nhận xét q báu để tơi hồn thành luận văn Cuối cùng, lời cảm ơn đến gia đình, người thân bè bạn ln động viên, giúp đỡ tơi suốt q trình học tập nghiên cứu TP.Hồ Chí Minh, ngày tháng 07 năm 2010 Nguyễn Nhật Minh ii MỞ ĐẦU Cùng với phát triển ngày mạnh mẽ ngành công nghiệp, động điện động điện không đồng với ưu điểm gọn nhẹ, chi phí vận hành bảo dưỡng thấp sử dụng ngày rộng rãi lĩnh vực khác Đặc biệt, với phát triển ngày mạnh mẽ vi xử lý, thiết bị điều khiển đời phương pháp điều khiển vector giúp điều khiển độc lập từ thông moment góp phần đưa động khơng đồng dần thay động điện chiều khâu sản xuất… Nhằm tìm hiểu cách đầy đủ ảnh hưởng dạng tổn hao động không đồng đến điều khiển, luận văn tập trung nghiên cứu mơ hình động khơng đồng có xem xét ảnh hưởng tổn hao sắt từ bão hòa từ, phương pháp điều khiển trực tiếp moment Với mục tiêu cấu trúc luận văn gồm chương cụ thể sau: Chương 1: Tổng quan động KĐB phương pháp điều khiển Chương 2: Mơ hình tốn động KĐB ba pha Chương 3: Mô động KĐB ba pha Chương 4: Lý thuyết điều khiển trực tiếp moment động KĐB ba pha Chương 5: Kết mô điều khiển trực tiếp moment động KĐB ba pha Chương 6: Điều khiển trực tiếp moment không cảm biến động KĐB ba pha Chương 7: Kết luận Chương 8: Tài liệu tham khảo CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN 1.1 Lịch sử phát triển động điện 1.2 Ứng dụng động KĐB ba pha 1.3 Các phương pháp điều khiển động KĐB ba pha 1.3.1 Phương pháp điều khiển (điều khiển vô hướng) 1.3.2 Phương pháp định hướng từ trường (FOC – Field oriented control) 1.3.3 Phương pháp điều khiển trực tiếp moment (DTC – direct torque control) 1.4 Kết luận CHƯƠNG MƠ HÌNH TỐN ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ BA PHA 2.1 Mơ hình lý tưởng động KĐB 2.1.1 Trên hệ tọa độ cố định stator (hệ tọa độ αβ): 10 2.1.2 Trên hệ tọa độ quay rotor (hệ tọa độ dq) 11 2.2 Mơ hình động KĐB có tổn hao sắt từ 12 2.3.1 Trên tọa độ cố định stator (hệ tọa độ αβ) 13 2.3.2 Trên hệ tọa độ quay rotor (hệ tọa độ dq): 14 2.3 Mô hình động KĐB xem xét có tổn hao sắt từ bão hòa từ 15 2.4 Các phương trình chuyển đổi hệ quy chiếu - Park 17 2.4.1 Các phương trình chuyển đổi hệ tọa độ ABC sang hệ tọa độ αβ 17 2.4.2 Các phương trình chuyển đổi hệ tọa độ ABC sang hệ tọa độ dq 17 2.4.3 Các phương trình chuyển đổi hệ tọa độ dq sang hệ tọa độ αβ 18 CHƯƠNG MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 19 3.1 Mô động KĐB trường hợp lý tưởng 19 3.1.1 Khối nguồn ba pha cân 19 3.1.2 Khối động không đồng ba pha lý tưởng 20 3.1.3 Khối chuyển hệ trục tọa độ 22 3.2 Mô động KĐB ba pha có xem xét tổn hao sắt: 23 3.3.1 Khối động KĐB ba pha có tổn hao sắt từ 24 3.3.2 Khối tính tốn tần số 25 3.3.3 Khối tính tốn điện trở sắt từ RFe 26 3.3 Mơ động KĐB ba pha có xem xét tổn hao sắt từ bão hòa từ: 27 3.3.1 Khối động KĐB ba pha xem xét tổn hao sắt từ bão hòa từ 27 3.3.2 Khối tính tốn điện cảm từ hóa Lm 29 3.3.3 Khối tính từ thơng 30 3.4 So sánh kết mơ Matlab simulink mơ hình động KĐB lý tưởng, động KĐB có tổn hao sắt từ động KĐB có tổn hao sắt từ bão hòa từ 30 3.4.1 Động hoạt động chế độ không tải 31 3.4.1.1 Tốc độ động ω (rad/s) 31 3.4.1.2 Dòng điện pha ia (A) 32 3.4.1.3 Moment điện từ Te (N.m) 33 3.4.1.4 Từ thông stator (Wb) 33 3.4.2 Động hoạt động chế độ tải định mức 34 3.4.2.1 Tốc độ động ω (rad/s) 34 3.4.2.2 Dòng điện pha ia (A) 35 3.4.2.3 Moment điện từ Te (N.m) 36 3.4.2.4 Từ thông stator (Wb) 37 3.4.3 Nhận xét kết mô 38 CHƯƠNG LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP MOMENT CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 40 4.1 Giá trị moment phương pháp điều khiển trực tiếp moment 40 4.2 Mơ hình điều khiển trực tiếp moment động KĐB 43 4.3 Mơ hình nghịch lưu áp ba pha 45 4.3.1 Giới thiệu 45 4.3.2 Bộ nghịch lưu áp 45 4.3.3 Bảng đóng cắt nghịch lưu 48 4.4 Mô phương pháp điều khiển trực tiếp moment động KĐB 52 4.4.1 Khối ước lượng từ thông 53 4.4.2 Khối ước lượng moment điện từ 53 4.4.3 Khối so sánh mơ hình điều khiển DTC 54 4.4.4 Bảng đóng cắt điều khiển DTC 54 4.4.5 Khối inverter 55 4.4.6 Bộ hiệu chỉnh PID Setpoint weighting Anti-Windup 55 CHƯƠNG KẾT QUẢ MÔ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP MOMENT CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 57 5.1 So sánh kết điều khiển DTC động KĐB lý tưởng động KĐB có tổn hao sắt từ 57 5.1.1 5.1.1.1 Tốc độ động ω (rad/s) 57 5.1.1.2 Dòng điện pha ia (A) 58 5.1.1.3 Moment điện từ Te (N.m) 59 5.1.1.4 Từ thông stator (Wb) 60 5.1.2 Động hoạt động tải định mức 60 5.1.2.1 Tốc độ động ω (rad/s) 61 5.1.2.2 Dòng điện pha ia (A) 62 5.1.2.3 Moment điện từ Te (N.m) 63 5.1.2.4 Từ thông stator (Wb) 64 5.1.3 5.2 Động hoạt động không tải 57 Nhận xét: 64 So sánh kết điều khiển DTC động KĐB lý tưởng động KĐB có tổn hao sắt từ bão hịa từ 65 5.2.1 Động hoạt động không tải 65 5.2.1.1 Tốc độ động ω (rad/s) 66 5.2.1.2 Dòng điện pha ia (A) 66 5.2.1.3 Moment điện từ Te (N.m) 67 5.2.1.4 Từ thông stator (Wb) 68 5.2.2 5.2.2.1 Tốc độ động ω (rad/s) 69 5.2.2.2 Dòng điện pha ia (A) 70 5.2.2.3 Moment điện từ Te (N.m) 71 5.2.2.4 Từ thông stator (Wb) 72 5.2.3 5.3 Động hoạt động tải định mức 69 Nhận xét: 73 So sánh kết điều khiển DTC mơ hình động KĐB có tổn hao sắt từ mơ hình động KĐB có tổn hao sắt từ bão hòa từ 74 5.3.1 5.3.1.1 Tốc độ động ω (rad/s) 74 5.3.1.2 Dòng điện pha ia (A) 75 5.3.1.3 Moment điện từ Te (N.m) 75 5.3.1.4 Từ thông stator (Wb) 76 5.3.2 Động hoạt động tải định mức 77 5.3.2.1 Tốc độ động ω (rad/s) 77 5.3.2.2 Dòng điện pha ia (A) 78 5.3.2.3 Moment điện từ Te (N.m) 79 5.3.2.4 Từ thông stator (Wb) 80 5.3.3 5.4 Động hoạt động không tải 74 Nhận xét: 81 Kết luận: 81 CHƯƠNG ĐIỀU KHIỂN DTC KHÔNG CẢM BIẾN CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 83 6.1 Lý thuyết ước lượng vận tốc (Model Reference Adaptive System) 83 6.1.1 Tổng quan 83 6.1.2 Bộ ước lượng vận tốc MRAS dựa ước lượng từ thông rotor 83 6.2 Mơ hình ước lượng vận tốc MRAS Matlab simulink 85 6.3 Kết mô điều khiển DTC không cảm biến động KĐB 86 6.3.1 So sánh kết điều khiển DTC không cảm biến động KĐB lý tưởng động KĐB có tổn hao sắt từ 87 6.3.1.1 Động hoạt động không tải 87 6.3.1.2 Động hoạt động tải định mức 90 6.3.1.3 Nhận xét: 94 6.3.2 So sánh kết điều khiển DTC động KĐB lý tưởng động KĐB có tổn hao sắt từ bão hịa từ 95 6.3.2.1 Động hoạt động không tải 95 6.3.2.2 Động hoạt động tải định mức 99 6.3.2.3 Nhận xét: 103 6.3.3 So sánh kết điều khiển DTC mơ hình động KĐB có tổn hao sắt từ mơ hình động KĐB có tổn hao sắt từ bão hịa từ 104 6.4 6.3.3.1 Động hoạt động không tải 104 6.3.3.2 Động hoạt động tải định mức 107 6.3.3.3 Nhận xét: 111 Kết luận 111 CHƯƠNG KẾT LUẬN 113 7.1 Kết luận đề tài 113 7.2 Kết mô điều khiển DTC không cảm biến động KĐB 113 7.3 Hướng phát triển đề tài 114 Chương Điều khiển DTC không cảm biển động KĐB ba pha MOMENT DONG CO KHONG DONG BO MOMENT DONG CO KHONG DONG BO 40 40 Sat tu Sat tu - bao hoa tu Tai 39.5 Sat tu Sat tu - bao hoa tu Tai 30 M o m e n t d ie n t u - m o m e n t t a i (N m ) M o m e n t d ie n t u - m o m e n t t a i (N m ) 39 20 38.5 38 10 37.5 37 36.5 -10 36 -20 35.5 35 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 -30 0.39 0.45 0.4 0.41 Thoi gian (s) 0.42 0.43 0.44 0.45 0.46 Thoi gian (s) (b) (c) MOMENT DONG CO KHONG DONG BO Sat tu Sat tu - bao hoa tu Tai Moment dien tu - moment tai (N.m) 0.5 -0.5 -1 -1.5 0.495 0.4955 0.496 0.4965 0.497 0.4975 Thoi gian (s) 0.498 0.4985 0.499 0.4995 0.5 (d) Hình 6.24: (a), (b), (c), (d) Moment điện từ Te không tải * Từ thông stator (Wb) TU THONG SATOR TU DONG CO KHONG DONG BO Sat tu Sat tu - bao hoa tu Tham khao Tu thong stator (Wb) 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 times (s) (a) Trang 106 1.2 1.4 1.6 1.8 Chương Điều khiển DTC không cảm biển động KĐB ba pha TU THONG SATOR TU DONG CO KHONG DONG BO 1.1 Sat tu Sat tu - bao hoa tu Tham khao Tu thong stator (Wb) 1.05 0.95 0.9 0.85 0.8 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 times (s) 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 (b) Hình 6.25: (a), (b) Từ thông stator chế độ không tải 6.3.3.2Động hoạt động tải định mức Thời gian mô phỏng: time [0 0.015 0.015 2] (s); ω* [0 301.6 301.6] rad/s; Vận tốc lệnh: Từ thông stator lệnh: ψs * [0.9889] Wb; Moment tải: T_load [26.5] Nm; Thời gian đóng cắt tải: từ 0,587s đến 1,6s * Tốc độ động ω (rad/s) VAN TOC ROTOR DONG CO KHONG DONG BO 350 300 Sat tu Sat tu - bao hoa tu Tham khao Van toc rotor (rad/s) 250 200 150 100 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 Thoi gian (s) (a) Trang 107 1.2 1.4 1.6 1.8 Chương Điều khiển DTC không cảm biển động KĐB ba pha VAN TOC ROTOR DONG CO KHONG DONG BO 304.5 Sat tu Sat tu - bao hoa tu Tham khao 304 303.5 Van toc rotor (rad/s) 303 302.5 302 301.5 301 300.5 300 299.5 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 Thoi gian (s) (b) VAN TOC ROTOR DONG CO KHONG DONG BO VAN TOC ROTOR DONG CO KHONG DONG BO 302.5 305 304.5 Sat tu Sat tu - bao hoa tu Tham khao 302 Sat tu Sat tu - bao hoa tu Tham khao 304 V a n to c ro to r (ra d /s ) V a n to c ro to r (ra d /s ) 301.5 303.5 301 300.5 303 302.5 300 299.5 0.5 302 0.52 0.54 0.56 0.58 0.6 Thoi gian (s) 0.62 0.64 0.66 0.68 301.5 1.5 0.7 1.52 1.54 1.56 (c) 1.58 1.6 Thoi gian (s) 1.62 1.64 1.66 1.68 (d) Hình 6.26: (a), (b), (c), (d) Tốc độ động KĐB tải định mức * Dòng điện pha ia (A) DONG DIEN DONG CO KHONG DONG BO 70 Sat tu Sat tu - bao hoa tu 60 50 Dong dien pha a (A) 40 30 20 10 -10 -20 -30 0.2 0.4 0.6 0.8 Thoi gian (s) (a) Trang 108 1.2 1.4 1.6 1.8 1.7 Chương Điều khiển DTC không cảm biển động KĐB ba pha DONG DIEN DONG CO KHONG DONG BO 15 Sat tu Sat tu - bao hoa tu 10 Dong dien pha a (A) -5 -10 -15 0.55 0.56 0.57 0.58 0.59 0.6 Thoi gian (s) 0.61 0.62 0.63 0.64 0.65 (b) DONG DIEN DONG CO KHONG DONG BO 15 Sat tu Sat tu - bao hoa tu 10 Dong dien pha a (A) -5 -10 -15 1.55 1.56 1.57 1.58 1.59 1.6 Thoi gian (s) 1.61 1.62 1.63 1.64 (c) Hình 6.27: (a), (b), (c) Dịng điện pha a động KĐB tải định mức * Moment điện từ Te (N.m) MOMENT DONG CO KHONG DONG BO 40 Sat tu Sat tu - bao hoa tu Tai Moment dien tu - moment tai (N.m) 30 20 10 -10 -20 -30 0.2 0.4 0.6 0.8 Thoi gian (s) (a) Trang 109 1.2 1.4 1.6 1.8 Chương Điều khiển DTC không cảm biển động KĐB ba pha MOMENT DONG CO KHONG DONG BO MOMENT DONG CO KHONG DONG BO 40 30 Sat tu Sat tu - bao hoa tu Tai 30 Sat tu Sat tu - bao hoa tu Tai 25 M o m e n t d ie n t u - m o m e n t t a i (N m ) M o m e n t d ie n t u - m o m e n t t a i (N m ) 20 20 15 10 10 -10 -5 -20 -10 -30 0.4 0.45 0.5 Thoi gian (s) 0.55 -15 1.58 0.6 1.59 1.6 (b) 1.61 Thoi gian (s) 1.62 1.63 1.64 (c) MOMENT DONG CO KHONG DONG BO 27.5 Sat tu Sat tu - bao hoa tu Tai Moment dien tu - moment tai (N.m) 27 26.5 26 25.5 25 24.5 1.58 1.581 1.582 1.583 1.584 1.585 Thoi gian (s) 1.586 1.587 1.588 1.589 1.59 (d) Hình 6.28: (a), (b), (c), (d) Moment điện từ Te tải định mức * Từ thông stator (Wb) TU THONG SATOR TU DONG CO KHONG DONG BO 1.2 Sat tu Sat tu - bao hoa tu Tham khao Tu thong stator (Wb) 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 times (s) (a) Trang 110 1.2 1.4 1.6 1.8 Chương Điều khiển DTC không cảm biển động KĐB ba pha TU THONG SATOR TU DONG CO KHONG DONG BO 1.05 Sat tu Sat tu - bao hoa tu Tham khao Tu thong stator (Wb) 0.95 0.9 0.85 0.8 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 times (s) 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 (b) Hình 6.29: (a), (b) Từ thông stator chế độ tải định mức 6.3.3.3Nhận xét: - Tốc độ động cơ: Theo kết mơ phỏng, vận tốc mơ hình động KĐB tổn hao sắt từ bão hòa từ nhanh tiến đến trạng thái xác lập độ vọt lố so với mơ hình động KĐB có tổn hao sắt từ Vận tốc hai mơ hình gần đạt đến giá trị mong muốn trạng thái xác lập - Dòng điện: Thời gian dịng điện của mơ hình động KĐB tổn hao sắt từ tiến đến trạng thái xác lập giống thời gian dịng điện mơ hình động KĐB có tổn hao sắt từ bão hịa từ Biên độ dịng điện hai mơ hình trạng thái xác lập - Moment điện từ: Giá trị tức thời moment hai mơ hình khơng mà dao động quanh giá trị moment tải, thay đổi liên tục trạng thái đóng cắt nghịch lưu áp Tuy nhiên, ta lấy giá trị trung bình khoảng thời gian giá trị moment điện từ xấp xỉ giá trị moment tải Độ vọt lố moment điện từ mơ hình động KĐB tổn hao sắt từ thấp so với mô hình động KĐB tổn hao sắt từ bão hòa từ 6.4 Kết luận - Tốc độ động cơ: Theo kết mơ phỏng, vận tốc mơ hình động KĐB lý tưởng nhanh tiến đến trạng thái xác lập vận tốc hai mơ hình động KĐB cịn lại Vận tốc mơ hình động KĐB lý tưởng đạt đến giá trị mong muốn trạng Trang 111 Chương Điều khiển DTC không cảm biển động KĐB ba pha thái xác lập Vận tốc mơ hình động KĐB có tổn hao sắt từ đạt xấp xỉ giá trị mong muốn trạng thái xác lập, ảnh hưởng tổn hao sắt từ nên ước lượng vận tốc khơng ước lượng xác Như vậy, ta sử dụng ước lượng vận tốc thay cho cảm biến vận tốc để điều khiển PID, vận tốc xác lập mơ hình tổn hao sắt từ mơ hình tổn hao sắt từ bão hòa từ xấp xỉ gần vận tốc đặt; vận tốc xác lập mơ hình lý tưởng với vận tốc đặt ảnh hưởng yếu tố tổn hao sắt từ bão hòa từ ảnh hưởng đến ước lượng vận tốc làm điều khiển PID khơng hoạt động xác - Dịng điện: Dịng điện mơ hình động KĐB lý tưởng nhanh tiến đến trạng thái xác lập dịng điện hai mơ hình động KĐB cịn lại Biên độ dịng điện hai mơ hình trạng thái xác lập - Moment điện từ: Trong giai đoạn xác lập, giá trị tức thời moment hai mơ hình khơng phải mà dao động quanh giá trị moment tải, thay đổi liên tục trạng thái đóng cắt nghịch lưu áp Tuy nhiên, ta lấy giá trị trung bình khoảng thời gian giá trị moment điện từ xấp xỉ giá trị moment tải Ở thời điểm vận tốc động vừa giá trị vận tốc đặt có vọt lố moment điện từ tượng vọt lố vận tốc động - Từ thông stator: Vì ta giữ từ thơng khơng đổi suốt trình điều khiển nên giá trị tức thời từ thơng stator hai mơ hình dao động quanh giá trị đặt Nếu ta lấy giá trị trung bình khoảng thời gian giá trị từ thơng stator hai mơ hình xấp xỉ giá trị từ thông đặt Trang 112 Chương Kết luận CHƯƠNG KẾT LUẬN 7.1 Kết luận đề tài Đề tài luận văn mở hướng việc thiết kế hệ thống điều khiển động không đồng sử dụng lý thuyết vector Luận văn nghiên cứu ảnh hưởng dạng tổn hao mặt điện từ tác động lên trình hoạt động, điều khiển động để tiếp tục tìm hiểu giải pháp nhằm hạn chế ảnh hưởng dạng tổn hao Trong đó, tổn hao sắt từ bão hòa từ hai dạng tổn hao tiêu biểu phương diện điện từ tác động lên trình hoạt động động Đề tài nghiên cứu ảnh hưởng tổn hao lên việc điều khiển động nhằm tìm hệ thống điều khiển động KĐB đạt chất lượng với dạng tổn hao điện từ gần giống động thực tế sử dụng 7.2 Kết mô điều khiển DTC không cảm biến động KĐB Kết mô DTC không cảm biến động KĐB lý tưởng so sánh với kết mô DTC không cảm biến động KĐB có tổn hao sắt từ kết mơ DTC khơng cảm biến động KĐB có tổn hao sắt từ bão hòa từ sau: - Vận tốc động cơ: Với kết mô thực hiện, yếu tố tổn hao sắt từ bão hòa từ gây ảnh hưởng lên ước lượng vận tốc MRAS làm cho vận tốc động không đạt với vận tốc đặt Nguyên nhân hai yếu tố ảnh hưởng đến dòng điện điện áp động dẫn đến ước lượng MRAS không hoạt động xác Ngồi ra, điều khiển DTC thơng qua việc đóng cắt nghịch lưu áp nên dịng điện khơng phải hồn tồn hình sin Điều làm ảnh hưởng đến MRAS sóng hài có dịng áp động Để giảm ảnh hưởng sóng hài mà ta cần sử dụng thêm lọc số ước lượng MRAS - Dòng điện: yếu tố tổn hao không ảnh hưởng đáng kể đến biên độ tần số dòng điện động KĐB điều khiển DTC - Moment điện từ: Trong mơ hình khơng có cảm biến, tổn hao sắt từ bão hịa từ làm chậm thời gian đáp ứng động trình khởi động Nguyên nhân Trang 113 Chương Kết luận hai yếu tố ảnh hưởng đến dịng điện điện áp động từ ảnh hưởng đến ước vận tốc MRAS nên việc ước lượng khơng cho giá trị xác - Từ thông stator: yếu tố tổn hao không ảnh hưởng đáng kể đến từ thông stator động KĐB điều khiển DTC 7.3 Hướng phát triển đề tài Qua trình thực đề tài số ý tưởng sau mở rộng phát triển nghiên cứu sử dụng lý thuyết Fuzzy logic, mạng nơ ron để tối ưu việc điều khiển điều khiển PID ước lượng vận tốc MRAS Ngoài ra, cần nghiên cứu phương pháp cải thiện việc ảnh hưởng dạng tổn hao thực bù tổn hao nhằm nâng cao đặc tính vận hành động KĐB Trang 114 Chương Tài liệu tham khảo CHƯƠNG TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Đình Trực, tài liệu đúc kết [2] Nguyễn Phùng Quang, Điều khiển tự động truyền động điện xoay chiều ba pha, NXBGD 1998 [3] Lương Hoàng Phong, Điều khiển định hướng từ thông rotor động không đồng ba pha có xem xét ảnh hưởng bão hồ từ, Luận văn Thạc sĩ năm 2009 [4] Radman & Y Hu, 2002, Novel DTC for IPMSM With Low Ripple In Torque And Flux, A Speed Sensorless Approach [5] Lixin Tang and M.F Rahman, A Matlab/Simulink Model Based On Power System Blockset-A New Direct Torque Control Strategy For Interior Permanent Magnet Synchronous Machine Drive System [6] Thomas J Vyncke, Rene K Boel and Jan A.A Melkebeek, Direct Torque Control of Permanent Magnet Synchronous Motors – An Overview, 3rd ieee benelux young researchers symposium in electrical power engineering 27-28 april 2006, ghent, belgium [7] T.Rekioua, D.Rekioua, Direct Torque Control Strategy Of Permanent Magnet Synchronous Machines [8] S.Meziane, R.Toufouti, H.Benalla, MRAS based Speed Control of sensorless Induction Motor Drives, ICGST-ACSE Journal, Volume 7, Issue 1, May 2007 [9] P.Vas, Sensorless Vector and Direct Torque Control, Oxford University Press pp.457-470 (1998) [10] M.Sokola E.Levi, A novel induction machine model and its application in the development of an advanced vector control scheme , International Journal of Electrical Engineering Education 37/3 Trang 115 Chương Tài liệu tham khảo [11] E.Levi, Slobodan Vukosavic and Vladan Vuckovic, Saturation compensation schemes for vector controlled induction motor drives , CH2873-8/90/0000-0591 $1.00 1990 IEEE [12] Phạm Đình Trực Hoàng Đăng Khoa, Sensorless speed estimation of induction motor in a direct torque control system , tạp phát triển KH&CN, tập 9, số 12-2006 [13] Shady M Gadoue, Damina Giaouris John W Finch, Low speed operation improvement of MRAS sensorless vector control induction motor drive using neural network flux observers [14] A Oualha, S Feki, M Benmessaoud N Masmoudi, MRAS speed observer for direct torque control of sensorless induction motor dirves sensitivity study , International Journal of Electrical and Power Engineering (6): 377-383, 2008 Trang 116 BIỂU MẪU CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM BỘ, TỈNH: Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc -Họ Tên: Sinh _ / _ / 19 Nam, Nữ Bí danh: Chức vụ, đơn vị công tác trước Khi nghiên cứu, thực tập: Hệ số lương chính: _ ĐƠN VN CÔNG TÁC: LÝ LNCH KHOA HỌC Dùng cho cán khoa học – kỹ thuật có trình độ đại học, lập theo thông tư số 612/KKT/CB ngày 18-8-1966 Ủy ban Khoa học Kỹ thuật Nhà Nước Ảnh 4x6 (Đóng dấu giáp lai ảnh) Ngành học: Chuyên môn: I LÝ LNCH SƠ LUỢC : Nguyên quán: _ Nơi sinh: _ Chổ riêng địa liên lạc: Dân tộc: _ Tôn giáo: Thành phần gia đình: _ Thành phần thân: _ Ngày vào Đoàn TNCS HCM: Ngày vào Đảng CSVN: _ Ngày thức vào Đảng: _ Chính quyền cao quyền đoàn thể qua (nơi, thời gian): Sức khoẻ: _ II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO : TRUNG HỌC CHUYÊN NGHIỆP : Chế độ học: Thời gian học: Từ _ / _ / đến _ / _ / Nơi học (trường, thành phố….): Ngành học: ĐẠI HỌC : Chế độ học: Chính quy? Chuyên tu? Tại chức?: _ Thời gian học: Từ _ / _ / _ đến _ / _ / _ Nơi học (trường, thành phố….): _ Ngành học: Tên đồ án, luận án, môn thi tốt nghiệp chủ yếu: Ngày nơi bảo vệ đồ án, luận án, thi tốt nghiệp: _ Người hướng dẫn: TRÊN ĐẠI HỌC: - Thực tập khoa học kỹ thuật từ: / / đến / / (trường, viện, nước): Nội dung thực tập - Cao học từ: / / _ đến / / _ (trường, viện, nước): Tên luận án: _ 83 Ngày nơi bảo vệ: _ Người hướng dẫn: - Nghiên cứu sinh từ: / / _ đến / / _ (trường, viện, nước): Tên luận án: _ Ngày nơi bảo vệ: _ Người hướng dẫn: Các mơn học bắt buộc chương trình đào tạo sau đại học : Triết học trình độ B: số tiết học: _ tiết, nơi học: _ Lý luận sư phạm đại học: số tiết học: _ tiết, nơi học: _ Phương pháp luận NCKH: số tiết học: _ tiết, nơi học: Tin học: số tiết học: _ tiết, nơi học: _ Biết ngoại ngữ gì? Trình độ (viết, đọc, nghe, nói; ghi rõ mức độ cụ thể A,B,C…) : Học vị, học hàm, chức vụ kỹ thuật thức cấp (bằng tốt nghiệp đại học, Kỹ sư, Bác sĩ …., Phó tiến sĩ … Kỹ sư trưởng, Cơng trình sư, Phó giáo sư, Giáo sư ….) ghi rõ ngày, quan cấp tốt nghiệp hay định phong cấp III HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC KỸ THUẬT: 1- Quá trình hoạt động khoa học-kỹ thuật, chun mơn Trước sau tốt nghiệp làm làm cơng tác khoa học-kỹ thuật gì? (kỹ thuật, nghiên cứu, thí nghiệm, giảng dạy, quản lý, phục vụ khoa học) Thời gian Tóm tắt q trình hoạt động khoa học – kỹ thuật, nơi công tác 2- Kết hoạt động khoa học-kỹ thuật: Cơng trình thiết kế, thi công, nghiên cứu khoa học kỹ thuật, sáng kiến phát minh, giáo trình giáo án, phương án, tác phNm … Đã tiến hành hoạt động khoa học-kỹ thuật Ghi rõ nơi, thời gian trước sau tốt nghiệp, độc lập tiến hành hay cộng tác với người khác, tự nhận xét kết tác dụng v.v 3- Tham dự hội nghị khoa học-kỹ thuật quốc tế (trong nước nước) : tham quan khảo sát, thực tập sản xuất, kỹ thuật… Ở nước (thời gian, nơi, nội dung chuyên môn) 4- Khen thưởng giải thưởng hoạt động khoa học - kỹ thuật (thời gian, hình thức khen thưởng, quan định) 5- Khả chuyên môn, nguyện vọng hoạt động khoa học-kỹ thuật (ghi cụ thể tỉ mỉ) IV HOẠT ĐỘNG CHÍNH TRN XÃ HỘI: Tóm tắt q trình tham gia đồn thể quần chúng (thanh niên cộng sản, cơng đồn… ) hội khoa học (hội phổ biến, hội khoa học chuyên ngành… ) phong trào lớn (cải tiến quản lý hợp tác xã,… ) ghi rõ nơi, thời gian XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN HOẶC ĐNA PHƯƠNG (Thủ Trưởng ký tên đóng dấu) Ngày _ tháng _ năm 20 _ NGƯỜI KHAI (Họ tên chữ ký) ... TÀI: ĐIỀU KHIỂN DTC KHÔNG CẢM BIẾN CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA CÓ TỔN HAO SẮT TỪ VÀ BÃO HÒA TỪ 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: - Khảo sát mơ hình điều khiển động khơng đồng ba pha lý tưởng, động không. .. không đồng ba pha có tổn hao sắt từ động khơng đồng có tổn hao sắt từ bão hịa từ - Điều khiển trực tiếp mô men động không đồng ba pha (có xem xét yếu tố không lý tưởng) dùng cảm biến vận tốc - Điều. .. Khối động KĐB ba pha xem xét tổn hao sắt từ bão hòa từ Vì phương trình tốn mơ hình động KĐB có tổn hao sắt từ phương trình tốn mơ hình động KĐB có tổn hao sắt từ bão hòa từ Trang 27 Chương Mô động