Điều khiển thông minh động cơ không đồng bộ ba pha bằng phương pháp rfoc có xem xét tổn hao sắt từ và không dùng cảm biến

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HỒ ĐĂNG SANG ĐIỀU KHIỂN THÔNG MINH ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA BẰNG PHƯƠNG PHÁP RFOC CÓ XEM XÉT TỔN HAO SẮT TỪ VÀ KHÔNG DÙNG CẢM BIẾN Chuyên ngành : THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HCM THÁNG 11-2007 CÔNG TRÌNH ĐƯC THỰC HIỆN TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: TS Phạm Đình Trực Cán chấm phản biện 1:……………………………………………………………………… Cán chấm phản biện 2:……………………………………………………………………… Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ngày tháng năm 2007 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA COÄNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc -oOo Tp Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng 11 năm 2007 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: HỒ ĐĂNG SANG Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 29-10-1973 Nơi sinh: Tp Hồ Chí Minh Chuyên ngành: Thiết bị, mạng nhà máy điện MSHV: 01805463 Khoá : 2005 1- TÊN ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN THÔNG MINH MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ BẰNG PHƯƠNG PHÁP RFOC CÓ XEM XÉT TỔN HAO SẮT TỪ VÀ KHÔNG DÙNG CẢM BIẾN 2- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:  Nghiên cứu phương pháp điều khiển vector động không đồng kết hợp với kỹ thuật không cảm biến dựa theo MRAC hai trường hợp : - Mô hình động lý tưởng - Mô hình động có đề cập đến tổn hao sắt từ  Xây dựng mô hình mô dùng Matlab/Simulink, thu thập liệu, xây dựng biểu đồ, đồ thị, đánh giá so sánh khả đáp ứng hai trường hợp Nhận xét, kết luận hướng phát triển đề tài tương lai 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 8-2-2007 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 05-11-2007 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS PHẠM ĐÌNH TRỰC Nội dung ðề cýõng Luận vãn thạc sĩ ðã ðýợc Hội Ðồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HÝỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN (Họ tên chữ kýữ QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) Lời cảm ơn Tôi xin trân trọng gởi đến : Cán hướng dẫn chính, Thầy TS Phạm Đình Trực Cán phản biện, Q thầy cô khoa Điện – Điện Tử TrườngĐại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh q lãnh đạo, đồng nghiệp Trường Đại Học Tôn Đức Thắng Lời cám ơn chân thành đãõ tận tình giảng dạy, hỗ trợ đóng góp ý kiến q báu suốt trình học tập thực luận văn Tp Hồ Chí Minh 11/2007 Hồ Đăng Sang Lời nói đầu LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với thâm nhập vũ bão kỹ thuật vi tính, đặc biệt lónh vực vi xử lý tín hiệu cho phép giải thuật toán phức tạp điều khiển truyền động điện xoay chiều ba pha điều kiện thời gian thực với chất lượng điều khiển cao Điều dẫn đến xu hướng thay dần truyền động điện chiều truyền động điện xoay chiều ba pha, cụ thể động không đồng ba pha với nhiều ưu điểm : kết cấu đơn giản, chắn, giá thành thấp, độ tin cậy cao, phải bảo dưỡng nguy hiểm môi trường dễ cháy nổ (do đánh lửa cổ góp điện) Phương pháp điều khiển định hướng từ thông rotor (RFOC) phương pháp sử dụng rộng rãi hệ truyền động sử dụng động không đồng ba pha, điều khiển độc lập momen từ thông Sự phát triển giá thành ngày rẻ vi xử lý tạo điều kiện phát triển hệ truyền động không dùng cảm biến vận tốc (Sensorless) nhằm giảm chi phí kết nối phần cứng phức tạp Có nhiều phương pháp ước lược vận tốc, ước lượng vận tốc ứng dụng mô hình điều khiển thích ứng (Model Reference Adaptive Control – MRAC) phương pháp cho phép ước lượng vận tốc nhanh, xác ổn định, MRAC sử dụng nhiều hệ truyền động không cảm biến Tuy nhiên, phương pháp điều khiển ước lượng vận tốc động không đồng xây dựng từ mô hình động lý tưởng, tức thông số máy không đổi điều kiện làm việc, bỏ qua tổn hao sắt từ, bão hòa từ v.v… có tồn sai biệt điều khiển hệ thống thực tồn yếu tố không lý tưởng, làm giảm chất lượng điều khiển giảm độ xác Đã có nhiều nghiên cứu nhằm xem xét ảnh hưởng điều kiện không lý tưởng Lời nói đầu lên điều khiển cải tiến điều khiển cho thích ứng với điều kiện không lý tưởng nhằm giảm sai số lý thuyết thực tế, nâng cao chất lượng điều khiển Nội dung luận văn khảo sát hệ điều khiển động không đồng không cảm biến phương pháp RFOC kết hợp với MRAC áp dụng cho mô hình máy lý tưởng mô hình máy có đề cập đến tổn hao sắt từ Luận văn sử dụng phần mềm mô Matlab/Simulink để mô phỏng, thu thập liệu, đánh giá kết kết luận Cấu trúc luận văn bao gồm : Chương : Giới thiệu điều khiển vector Chương : Lý thuyết máy điện không đồng Chương : Lý thuyết điều khiển RFOC MRAC Chương : Mô điều khiển RFOC với mô hình máy lý tưởng Chương : Mô điều khiển RFOC kết hợp MRAC với mô hình động lý tưởng Chương : Mô điều khiển RFOC kết hợp MRAC với mô hình động có xem xét tổn hao sắt từ Chương : Kết luận Mục lục MỤC LỤC Trang Nhiệm vụ luận văn thạc só Lời cảm ơn Lời nói đầu Mục lục Các ký hiệu sử dụng luận văn Chương 1: Giới thiệu điều khiển vector 11 1.1 Tổng quan điều khiển vector máy điện không đồng 11 1.2 Lịch sử điều khiển vector 12 Chương 2: Mô hình máy điện không đồng lý tưởng có tổn hao sắt từ 2.1 Mô hình động lý tưởng 16 16 2.1.1 Mô hình động hệ qui chiếu pha 16 2.1.2 Chuyển đổi sang hệ qui chiếu quay 20 2.1.3 Vector không gian mô hình vector không gian máy điện không đồng 26 2.2 Mô hình động có tổn hao sắt từ 30 2.3 Kết luận 34 Chương : Điều khiển định hướng từ thông rotor (RFOC) ước lượng vận tốc dùng mô hình điều khiển thích ứng MRAC 35 3.1 Những khả điều khiển định hướng trường máy điện KĐB 35 3.2 Điều khiển định hướng từ thông rotor (RFOC) 37 3.2.1 Động KĐB với điều khiển tiếp dòng 37 3.2.2 Động không đồng với điều khiển tiếp áp 43 3.3 Một số phương pháp ước lượng từ thông rotor 46 3.3.1 Các phương pháp ước lượng từ thông điều khiển trực tiếp 46 3.3.2 Phương pháp ước lượng từ thông điều khiển gián tiếp 51 Mục lục 3.4 Các phương pháp điều khiển dòng điều khiển định hướng từ thông rotor 52 3.4.1 Điều khiển vòng trễ (Hysteresis current control) 52 3.4.2 Điều khiển so sánh (Ramp comparison current control) 54 3.5 Phương pháp ước lượng vận tốc dùng mô hình điều khiển thích ứng (Model Of Reference Adaptive Control – MRAC) 56 3.6 Kết luận 58 Chương 4: Mô RFOC với mô hình động lý tưởng 4.1 Mô tả hệ thống mô 59 59 4.1.1 Khối mô động KĐB pha lý tưởng Ideal Motor 60 4.1.2 Mô khối điều khiển RFOC 62 4.1.3 Mô khối INVERTER 66 4.1.4 Mô khối Rotor Flux Estimator 67 4.2 Kết mô 70 4.3 Nhận xét Chương : Mô RFOC với mô hình động lý tưởng MRAC 85 5.1 Mô tả hệ thống mô 86 5.2 Kết mô 88 5.3 Nhận xét 100 Chương : Mô RFOC với mô hình có tổn hao sắt từ MRAC 101 6.1 Mô tả hệ thống mô 101 6.2 Kết mô 105 6.3 Nhận xét 117 Chương : Kết luận 119 7.1 Tóm tắt sở lý thuyết 119 7.2 Nhận xét chung 121 7.3 Các mặt hạn chế luận văn 122 7.4 Hướng mở rộng đề tài 123 Tài liệu tham khảo 124 Lý lịch trích ngang 125 Các ký hiệu CÁC KÝ HIỆU SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN va, vb, vc Điện áp pha stator ia, ib, ic Dòng điện pha stator a, b, c Từ thông móc vòng pha stator vA, vB, vC Điện áp pha rotor iA, iB, iC Dòng điện pha rotor A, B, C Từ thông móc vòng pha rotor v abc v ABC Ma trận điện áp pha stator rotor i abc i ABC Ma trận dòng điện pha stator rotor  abc  ABC Ma trận từ thông pha stator rotor Rs Điện trở cuộn dây stator Rr Điện trở cuộn dây rotor sau quy đổi Ls Ma trận điện cảm staror Lr Ma trận điện cảm rotor As Ma trận qui đổi pha stator sang hệ tọa độ dq Ar Ma trận qui đổi pha rotor sang hệ tọa độ dq Ls Điện cảm pha stator Lr Điện cảm pha rotor Lm Hổ cảm pha stator-rotor Ls Điện cảm tản stator Lr Điện cảm tản rotor  Góc trục từ cuộn pha stator với trục từ cuộn pha rotor r Góc trục d hệ dq trục từ pha a rotor s Góc trục d hệ dq trục từ pha a stator a Vận tốc quay hệ trục dq  Vận tốc quay rotor Các ký hiệu Te Moment động TL Moment tải P Số đôi cực J Moment quán tính vds ids ds Điện áp, dòng điện, từ thông stator trục d thuộc hệ dq vqs iqs qs Điện áp, dòng điện, từ thông stator trục q thuộc hệ dq vdr idr dr Điện áp, dòng điện, từ thông rotor trục d thuộc hệ dq vqr iqr qr Điện áp, dòng điện, từ thông rotor trục q thuộc hệ quay dq vás iás ás Điện áp, dòng điện, từ thông stator trục thuộc hệ cố định á vs is s Điện áp, dòng điện, từ thông stator trục  thuộc hệ cố định á vár iár ár Điện áp, dòng điện, từ thông rotor trục thuộc hệ cố định á vr ir r Điện áp, dòng điện, từ thông rotor trục  thuộc hệ cố định á s s i dq v dq r Ma trận dòng áp stator hệ tọa độ quay dq r i dq v dq Ma trận dòng áp rotor hệ tọa độ quay dq s r  dq  dq 0 Ma trận từ thông stator rotor hệ tọa độ quay dq s s vs is s Vector không gian dòng áp stator hệ cố định á s s r Vector không gian từ thông rotor stator hệ cố định á vs is Vector không gian dòng áp stator hệ quay dq vr ir Vector không gian dòng áp rotor hệ quay dq s r Vector không gian từ thông rotor stator hệ quay dq s r Góc vector từ thông stator rotor với trục từ pha a stator 10 Chương : Mô RFOC với mô hình động có tổn hao sắt từ MRAC f) Dòng pha stator Động lý tưởng Động có tổn hao sắt từ 15 100 15 ia ia 10 10 80 5 40 -10 TL [N.m] -5 ia [A] 60 TL [N.m] ia [A] -5 40 -10 -15 -15 TL TL 20 20 -20 -20 -25 0.7 0.8 0.9 1.1 -25 0.7 1.2 0.8 0.9 1.1 1.2 Time [s] Time [s] Hình 6.16 – Dòng pha stator theo thời gian có tải 5.2.3 Động hoạt động vùng tốc độ thấp Động hoạt động vận tốc định mức w = 301.6 rad/s giảm xuống 10 rad/s a) Vận tốc rotor Động lý tưởng Động có tổn hao sắt từ 350 350 w* w* 300 300 250 w & w* [rad/s] w & w* [rad/s] 250 w 200 150 w 200 150 100 100 50 50 0 0.5 Time [s] 1.5 0 0.5 Hình 6.17 – Vận tốc rotor theo thời gian 111 Time [s] 1.5 Chương : Mô RFOC với mô hình động có tổn hao sắt từ MRAC b) Momen điện từ Động lý tưởng Động có tổn hao sắt từ 50 50 w w 30 200 -10 200 -10 -30 -50 10 -30 0.2 0.4 0.6 0.8 Time [s] 1.2 1.6 1.4 -50 0.2 0.4 0.6 0.8 Time [s] 1.2 1.6 1.4 Hình 6.18 – Tương quan momen vận tốc theo thời gian c) Dòng lệnh ids* iqs* Động lý tưởng Động có tổn hao sắt từ 15 15 iqs* iqs* 10 10 ids* ids* & iqs* [A] ids* & iqs* [A] 0 -5 -5 -10 -10 -15 ids* 0.2 0.4 0.6 0.8 Time [s] 1.2 1.4 1.6 -15 0.2 0.4 0.6 0.8 Time [s] Hình 6.19 – Dòng ids* iqs* theo thời gian 112 1.2 1.4 1.6 w [rad/s] Te Te w [rad/s] 10 Te [N.m] Te [N.m] 30 Chương : Mô RFOC với mô hình động có tổn hao sắt từ MRAC d) Từ thông rotor Động lý tưởng Động có tổn hao sắt từ 400 400 Flr Flr w 200 0.4 w 200 0.4 0.2 0.6 w [rad/s] 0.6 Flr [Wb] 0.8 w [rad/s] Flr [Wb] 0.8 0.2 0.5 Time [s] 1.5 0 0.5 Time [s] 1.5 Hình 6.20 – Tương quan từ thông rotor vận tốc rotor theo thời gian e) Từ thông stator Động lý tưởng Fls 350 0.8 350 Fls 300 300 0.8 w 150 0.4 250 Fls [Wb] 200 w [rad/s] Fls [Wb] 250 0.6 0.6 w 200 150 0.4 100 0.2 100 0.2 50 0 0.5 Time [s] 1.5 50 0 0.5 Time [s] 1.5 Hình 6.21 – Tương quan từ thông stator vận tốc rotor theo thời gian 113 w [rad/s] Động có tổn hao sắt từ Chương : Mô RFOC với mô hình động có tổn hao sắt từ MRAC f) Dòng pha stator Động lý tưởng 20 Động có tổn hao sắt từ 20 w w ia ia 300 300 100 -10 -20 0.5 Time [s] 100 -10 1.5 200 ia [A] 200 w [rad/s] 10 w [rad/s] ia [A] 10 -20 0.5 Time [s] 1.5 Hình 6.22 – Tương quan dòng pha stator vận tốc rotor theo thời gian 5.2.4 Đảo chiều quay động Khi động khởi động ½ vận tốc định mức, sau đổi chiều quay ½ vận tốc định mức a) Vận tốc rotor Động lý tưởng Động có tổn hao sắt từ 200 200 w* 150 100 w w 50 w & w* [rad/s] w & w* [rad/s] 100 -50 50 -50 -100 -100 -150 -150 -200 w* 150 0.5 Time [s] 1.5 -200 0.5 Hình 6.23 – Vận tốc rotor theo thời gian 114 Time [s] 1.5 Chương : Mô RFOC với mô hình động có tổn hao sắt từ MRAC b) Momen điện từ Động lý tưởng 200 w 200 40 30 30 20 20 w [rad/s] 0 Te [N.m] Te 10 10 Te -10 -10 -20 -20 -30 -30 -40 w -40 0.5 Time [s] 1.5 -200 0.5 Time [s] 1.5 -200 Hình 6.24 – Tương quan momen vận tốc rotor theo thời gian c) Dòng lệnh ids* iqs* Động lý tưởng Động có tổn hao sắt từ 15 15 ids* ids* 10 10 ids* & iqs* [A] ids* & iqs* [A] iqs* 0 -5 -5 -10 -10 -15 0.5 Time [A] 1.5 iqs* -15 0.5 Time [A] Hình 6.25 – Dòng lệnh ids* iqs* theo thời gian 115 1.5 w [rad/s] 40 Te [N.m] Động có tổn hao sắt từ Chương : Mô RFOC với mô hình động có tổn hao sắt từ MRAC d) Từ thông rotor Động lý tưởng Động có tổn hao sắt từ 200 0.9 0.9 0.8 0.7 0.6 0.6 0.5 Flr [Wb] 0.7 0.5 0.4 0.4 0.3 0.3 0.2 0.2 0.1 w Time [s] w w [rad/s] Flr [Wb] Flr Flr 0.8 200 0.1 0.5 Time [s] 1.5 -200 0 0.5 Time [s] 1.5 -200 Hình 6.26 – Tương quan từ thông rotor vận tốc rotor theo thời gian e) Từ thông stator Động lý tưởng Động có tổn hao sắt từ 1.1 1.1 200 0.9 Fls 0.7 0.5 Fls [Wb] w [rad/s] 0.7 0.6 0.5 0.4 0.4 0.3 0.3 0.2 w 0.6 0.2 -200 0.1 0.5 Time [s] 1.5 -200 0.1 0.5 Time [s] 1.5 Hình 6.27 – Tương quan từ thông stator vận tốc rotor theo thời gian 116 w [rad/s] 0.8 w Fls [Wb] 200 0.9 0.8 Fls Chương : Mô RFOC với mô hình động có tổn hao sắt từ MRAC f) Dòng pha stator Động lý tưởng 20 Động có tổn hao sắt từ 20 200 w 15 15 ia ia 10 10 100 0 w [rad/s] w [rad/s] ia [S] ia [A] 100 5 -5 -5 -10 -100 -10 -100 -15 -15 -20 200 w 0.5 Time [s] 1.5 -200 -20 0.5 Time 1.5 -200 Hình 6.28 – Tương quan momen vận tốc rotor theo thời gian 6.3 NHẬN XÉT Nhìn chung, kết đáp ứng đại lượng từ mô hình máy có tổn hao sắt từ nhanh ổn định tương tự mô hình lý tưởng Tuy nhiên, tồn số sai lệch sau : - Ở giai đoạn độ (Hình 6.2a 6.2b) : đáp ứng vận tốc thực vận tốc ước lượng mô hình có tổn hao sắt từ chậm mô hình lý tưởng khoảng 0.01s - Ở giai đoạn xác lập (Hình 6.2.b) : tồn sai lệch vận tốc thực mô hình lý tưởng mô hình tổn hao sắt từ khoảng 0.6 rad/s sai số tồn ổn định trạng thái làm việc động lúc có tải không tải Trong vận tốc ước lượng hai mô hình sai lệch không đáng kể, mô hình toán học ước lương vận tốc dùng MRAC triển khai dựa mô hình lý tưởng 117 Chương : Mô RFOC với mô hình động có tổn hao sắt từ MRAC - Hình 6.7; 6.13; 6.19 6.25 cho thấy : trạng thái độ, dòng lệnh iqs* ids* hai mô hình tương Nhưng trạng thái xác lập, dòng lệnh iqs* mô hình có tổn hao sắt từ cao dòng iqs* mô hình lý tưởng khoảng 0.4A dòng ids* không đổi Như vậy, với mô hình tổn hao sắt từ dòng vào động cao - Hình 6.14; 6.20 6.26 cho thấy : giai đoạn độ đưa tải vào lấy tải ra, giảm tốc độ đảo chiều từ thông rotor máy có tổn hao sắt từ bị dao động mạnh có đáp ứng chậm mô hình máy lý tưởng 40 35 30 Te [N.m] 25 Te (Ideal) Te (Iron loss) 20 15 10 -5 0.48 0.52 0.56 Time [s] 0.6 0.62 Hình 6.30 – So sánh đáp ứng momen hai mô hình ứng dụng RFOC MRAC - Sự khác biệt đáp ứng momen hai mô hình thể rõ Hình 6.30 Ta thấy momen cực đại có tổn hao sắt từ bị suy giảm ít, momen giảm chậm làm cho đáp ứng vận tốc chậm Như vậy, áp dụng điều khiển RFOC sensorless dùng MRAC với mô hình động có tổn hao sắt từ tồn sai số vận tốc giá trị thực giá trị lệnh Sai số xuất phát từ việc mát công suất thực tồn tổn hao sắt từ 118 Chương : Kết luận Chương KẾT LUẬN 7.1 TÓM TẮT CƠ SỞ LÝ THYẾT Quá trình khảo sát lý thuyết thực mô với hệ truyền động điều khiển định hướng từ thông rotor động không đồng bộ, không dùng cảm biến vận tốc, dựa vào sở lý thuyết sau : 7.1.1 Mô hình động lý tưởng : Động xem xét điều kiện lý tưởng : tham số máy không đổi suốt trình hoạt động, bỏ qua tổn hao sắt từ bão hoà từ, dây quấn hoàn toàn giống nhau, khe hở không khí đều, từ thông khe hở không khí phân bố theo hình sin v.v… Với giả thiết này, mô hình toán học động hệ qui chiếu quay d-q mô tả sau : dψ ds − ωaψ qs dt dψ qs v qs = Rs iqs + − ωaψ ds dt dψ dr − (ωa − ω )ψ qr dt dψ qr = Rr i qr + + (ωa − ω )ψ dr dt v ds = Rs ids + = Rr idr + ψ ds = Ls ids + Lm idr ψ qs = Ls i qs + Lm iqr ψ dr = Lr idr + Lm ids ψ qr = Lr idr + Lm iqs Te = 3 L P (ψ ds iqs − ψ qs ids ) = P m (ψ dr iqs − ψ qr ids ) 2 Lr Te = 3 P (ψ dm iqs − ψ qm ids ) = P Lm (idr iqs − iqr ids ) 2 Te − TL = J dω P dt 119 Chương : Kết luận 7.1.2 Mô hình động có xem xét tổn hao sắt từ Ngoài giả thiết tương tự động lý tưởng, động đưa vào yếu tố không lý tưởng có xét đến tồn tổn hao sắt từ, đặc trưng RFe mắc song song với nhánh từ hóa, mô tả phương trình sau : v s = Rs i s + Lσs = Rr i r + Lσr R Fe i Fe = Lm dis di + jωa Lσs i s + Lm m + jωa Lm i m dt dt dir di + Lm m + jωa Lm i m + jωa Lσr i r − jω( Lσr i r + Lm i m ) dt dt dψ m dim + jωa Lm i m = + jωaψ m dt dt ψ s = Lσs i s + Lm i m ; ψ r = Lσr i r + Lm i m ; i Fe = i s + i r − i m Te =  Lm P  Lσr Te − TL =  (ψ dr iqm − ψ qr idm )  J dω P dt 7.1.3 Mô hình điều khiển định hướng từ thông rotor Phương trình liên hệ từ thông momen với dòng điện hệ toạ độ quay d-q mô tả qua phương trình : ψ r + Tr Te = dψ r = Lm ids dt Lm P ψ r iqs Lr Te − TL = dω J P dt Theo lý thuyết, mô-đun vector không gian từ thông rotor điều khiển trực tiếp giá trị trục d dòng stator (cũng tương tự từ kích điều khiển dòng cuộn kích từ động chiều kích 120 Chương : Kết luận từ riêng biệt) Trong giá trị momen từ thông rotor không đổi phụ thuộc vào giá trị trục q dòng stator (tương tự momen phụ thuộc vào dòng cuộn phần ứng động điện chiều kích từ riêng biệt) 7.1.4 Mô hình ước lượng vận tốc dùng MRAC Phương trình mô hình tham chiếu cho sau : ψαr  L vαs  ( Rs + σLs p  iαs  p  = r   −   Rs + σLs p iβs  ψ βr  Lm vβs   Phương trình mô hình điều chỉnh cho sau : − ω  ψαr  Lm iαs  ψαr  − / Tr p  =  +   − / Tr  ψ βr  Tr iβs  ψ βr   ω Phương trình sai số ngõ hai mô hình cho : ε = ψ β(1)r ψ α(2)r − ψ α(1)r ψ β(2)r Giá trị vận tốc ước lượng tính : ω est = K p ε + K i ∫ εdt 7.2 NHẬN XÉT CHUNG Qua kết khảo sát điều khiển động không đồng dùng RFOC kết hợp kỹ thuật sensorless dùng MRAC cho hai trường hợp : động lý tưởng động có xem xét tổn hao sắt từ, ta nhận thấy : - Đáp ứng vận tốc, momen nhanh ổn định - Điều khiển độc lập momen từ thông tương tự động DC Điều thể tính ưu việt phương pháp RFOC ước lượng vận tốc dùng MRAC 121 Chương : Kết luận Khi có tồn tổn hao sắt từ hệ truyền động gặp phải vấn đề sau : - Luôn tồn sai lệch vận tốc thực vận tốc lệnh trạng thái làm việc - Từ thông rotor bị dao động mạnh đưa tải vào lấy tải - Momen điện từ bị suy giảm mát công suất thực - Dòng vào động tăng lên để bù vào công suất bị tổn hao sắt từ Nhìn chung, ảnh hưởng tổn hao sắt từ không nhiều Vì vậy, hệ truyền động không đòi hỏi khắc khe chất lượng yếu tố tổn hao sắt từ thông thường bỏ qua Tuy nhiên, dù yếu tố tổn hao sắt từ tồn nhiều yếu tố làm ảnh hưởng đến chất lượng điều khiển Vì vậy, yếu tố bỏ qua quan tâm đến việc cải tiến, nâng cao chất lượng điều khiển 7.3 CÁC MẶT HẠN CHẾ CỦA LUẬN VĂN Do nhiều yếu tố khách quan : thời gian, điều kiện sở vật chất, trang thiết bị v.v… luận văn hạn chế sau : - Luận văn dừng lại việc xây dựng mô hình mô phỏng, khảo sát đưa vấn đề ảnh hưởng tổn hao sắt từ lên hệ truyền động không cảm biến RFOC dựa theo MRAC, mà chưa nêu biện pháp khắc phục - Chưa xây dựng mô hình điều khiển RFOC-MRAC với động thực để khảo sát trực tiếp - Chỉ khảo sát động làm việc vùng vận tốc định mức, chưa khảo sát vùng vận tốc cao - Chưa khảo sát với nhiều loại động có công suất khác 122 Chương : Kết luận 7.4 HƯỚNG MỞ RỘNG CỦA ĐỀ TÀI Luận văn cho thấy ảnh hưởng yếu tố không lý tưởng tổn hao sắt từ lên hệ truyền động điều khiển động không đồng RFOC không cảm biến dựa theo MRAC, mà hệ xây dựng dựa theo mô hình lý tưởng Ảnh hưởng tổn hao sắt từ yếu tố không lý tưởng khác làm cho chất lượng điều khiển giảm độ xác xác lập giảm; cần phải xem xét sâu rộng nhiều thực nghiệm kiểm tra nhiều loại động không đồng khác nhiều chế độ làm việc khác Nhằm mục đích cải thiện nâng cao chất lượng hệ điều khiển, hướng mở rộng đề tài : - Khảo sát tổn hao sắt từ chế độ vận hành nhiều cấp công suất động khác kết hợp với mô hình thực tế để đánh giá toàn diện ảnh hưởng tổn hao sắt từ - Tìm biện pháp cải tiến điều khiển ước lượng vận tốc để bù cho tổn hao sắt từ, nhằm giảm sai số, nâng cao chất lượng điều khiển - Các tham số khác máy thay đổi trình hoạt động, cần xây dựng mô hình có thông số thay đổi để khảo sát động cách xác 123 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Chee-Mun Ong, Dynamic Simulation of Electric Machinery using Matlab/Simulink, Prentice Hall, 1998 [2] E Levi, High Performance Drives, Coursenotes, Liverpool John Moores University, 2002 [3] E Levi, T Pham-Dinh.; “Impact of iron loss on direct torque control of induction machines and its compensation”, European Power Electronics Conference EPE’01, Graz, Austria, 2001 [4] Nguyễn Đức Thành, Matlab ứng dụng điều khiển, NXB Đại học quốc gia Tp HCM, 2002 [5] Nguyễn Văn Nhờ, Điện tử công suất 1, NXB Đại học quốc gia Tp HCM, 2002 [6] Peter Vas, Sensorless Vector and Direct Torque Control, Oxford University Press, 1998 123 Lý lịch trích ngang LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên : Hồ Đăng Sang Ngày sinh : 29-10-1973 Nơi sinh : Sài Gòn Địa liên lạc : 178/9/1A Khu phố 5, Đông Hưng Thuận, Q.12 Quá trình đào tạo: 1995 đến 2000 : Học Đại Học Bách Khoa, Ngành Điện Công Nghiệp 2005 đến 2007 : Học viên cao học chuyên ngành Thiết bị, mạng nhà máy điện, Trường đại học Bách Khoa Tp.HCM Quá trình công tác: 1996 đến 2003 : công tác công ty thiết bị viễn thông TELEQ 2003 đến : giảng dạy trường Đại học Tôn Đức Thắng 125 ... TÀI: ĐIỀU KHIỂN THÔNG MINH MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ BẰNG PHƯƠNG PHÁP RFOC CÓ XEM XÉT TỔN HAO SẮT TỪ VÀ KHÔNG DÙNG CẢM BIẾN 2- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:  Nghiên cứu phương pháp điều khiển vector động không. .. sử dụng Có khả điều khiển vector máy điện không đồng bộ: Điều khiển định hướng từ thông rotor Điều khiển định hướng từ thông stator Điều khiển định hướng từ thông khe hở không khí Điều khiển định... không đồng : mô hình máy lý tưởng mô hình máy có xem xét tổn hao sắt từ Hình 2.6 – Sơ đồ mạch điện tương đương máy điện không đồng ba pha có xét đến tổn hao sắt từ [3] Như đề cập, thành phần tổn hao