Điều khiển động cơ từ trở không dùng cảm biến vị trí

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -0O0 - CAO VĨNH PHÚC ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TỪ TRỞ KHÔNG DÙNG CẢM BIẾN VỊ TRÍ CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN MÃ SỐ NGÀNH : 2.02.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2003 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN HỮU PHÚC Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày…….tháng……năm 2003 Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: CAO VĨNH PHÚC Giới tính: NAM Ngày tháng năm sinh: 06 – 06 – 1976 Nơi sinh: QUẢNG BÌNH Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN I - TÊN ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TỪ TRỞ KHÔNG DÙNG CẢM BIẾN VỊ TRÍ II - NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tìm hiểu nguyên lý hoạt động mô hình toán học SRM - Nghiên cứu kỹ thuật điều khiển SRM không dùng cảm biến vị trí III - NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10 – 02 – 2003 IV - NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VU: V - HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN HỮU PHÚC VI - HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 1: VI - HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 2: CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ NHẬN XÉT CÁN BỘ NHẬN XÉT TS NGUYỄN HỮU PHÚC (ký ghi rõ họ,ï tên, học hàm học vị) Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội Đồng Chuyên Nghành thông qua TRƯỞNG PHÒNG QLKH – SĐH Ngày tháng năm 2003 CHỦ NHIỆM NGÀNH LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến thầy TS Nguyễn Hữu Phúc, người tận tình hướng dẫn suốt trình học tập thực luận văn Xin chân thành cám ơn thầy TS Nguyễn Văn Nhờ, người hướng dẫn hỗ trợ nhiều trình chạy mô phần mềm PSIM Xin chân thành cám ơn thầy TS Phan Quốc Dũng giúp đỡ hướng dẫn trình tìm hiểu nguyên lý hoạt động động từ trở Xin chân thành cám ơn thầy cô phòng máy tính Khoa Điện – Điện Tử Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh tạo điều kiện tốt chạy mô phần mềm PSIM Tôi xin chân thành cám ơn thầy cô Khoa Điện – Điện Tử Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh, bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ hỗ trợ cách hay cách khác suốt trình học tập thực luận văn Cuối muốn cám ơn thật nhiều ba mẹ, anh chị em gái tôi, người bên tôi, động viên giúp đỡ hoàn thành luận văn Tp Hồ Chí Minh tháng năm 2003 Cao Vónh Phúc TÓM TẮT ĐỀ TÀI Động từ trở (Switched Reluctance Motor = SRM) có nhiều ưu điểm bật cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, giá thành thấp, làm việc tin cậy có khả điều khiển tốc độ khoảng rộng Ngày SRM sử dụng rộng rãi công nghiệp dân dụng Tuy nhiên vấn đề điều khiển SRM vốn đa dạng phức tạp Vì tiếp tục nghiên cứu Có nhiều kỹ thuật điều khiển động từ trở Mỗi kỹ thuật lại có cách thức thực khác Một cách tổng quát tùy theo yêu cầu hệ truyền động mà người thiết kế đưa định chọn lựa kỹ thuật điều khiển Luận văn có nội dung gồm : Khảo sát cách tổng quát vấn đề SRM: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, xây dựng mô hình toán học Tìm hiểu cách tổng quát vấn đề cần quan tâm điều khiển kỹ thuật điều khiển Xây dựng kỹ thuật điều khiển SRM không dùng cảm biến vị trí Kèm theo kết mô điều khiển động từ trở pha cực stator cực rotor chạy phần mềm PSIM ABSTRACT Switched Reluctance Motor (SRM) is notable for many advantages such as simple structure, easy to manufacture, low cost, high reliability, and they have a capable of control for wide speed Nowadays, SRM has been used in industrial drives and civil applications However, the problems of control techniques have been varied and complex, so they are being searched and studied There are many control techniques for SRM drives, each of which has differrent methods to achieve In general, depending on requirements of drives, the designer will decide which control techniques are chose This thesis consists of main contents as follow: To make a general study of SRM’problems: The motor’s structure properties, operating principle, model equations To make a general study of interested problems of control technique for SRM and study main control techniques To build a new position sensorless control technique, whose results are simulated by basing on software PSIM Mục Lục Chương GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu động từ trở Trang 1.2 Các đặc điểm ứng dụng động từ trơ (SRM)û Trang 1.2.1 Một số ưu điểm SRM Trang 1.2.2 Một số nhược điểm SRM Trang 1.2.3 Ứng dụng động từ trở Trang 1.3 Mục tiêu luận văn Trang 1.4 Cấu trúc luận văn Trang Chương NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ CÁC CÁCH ĐIỀU KHIỂN CÓ THỂ CÓ CỦA ĐỘNG CƠ TỪ TRỞ 2.1 Cấu trúc động từ trở Trang 2.2 Nguyên lý hoạt động động từ trở Trang 2.3 Các cách điều khiển có động từ trở pha 6/4 Trang Chương MÔ TẢ TOÁN HỌC VÀ CÁC VẤN ĐỀ ĐIỀU KHIỂN CỦA ĐỘNG CƠ TỪ TRỞ 3.1 Sự thay đổi từ trở Trang 3.2 Điện cảm L động từ trở Trang 10 3.3 Từ thông động từ trở Trang 12 3.4 Góc kích động từ trở Trang 13 3.5 Sự chuyển đổi lượng Trang 14 3.6 Tỉ số lượng chuyển đổi mô men trung bình Trang 16 3.7 Tỉ số peak KW/KVA Trang 18 3.8 Caùc cuộn dây khử từ Trang 19 3.9 Mô hình hóa động từ trở Trang 20 3.10 Tìm mối liên hệ từ thông, dòng điện, vị trí rotor Trang 21 Chương CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TỪ TRỞ 4.1 Phân loại hệ thống điều khiển động từ trở Trang 23 4.2 Bộ điều khiển tổng quát dùng cảm biến vị trí Trang 24 4.3 Các điều khiển servo Trang 25 4.4 Bộ điều khiển không dùng cảm biến tốc độ Trang 27 4.5 Điều khiển với quan sát tốc độ Trang 27 Chương TỐI ƯU QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TỪ TRỞ 5.1 Các yếu tố cần quan tâm điều khiển tối ưu Trang 29 5.2 Các chiến lược điều khiển cho vùng hoạt động khác SRM Trang 29 5.3 Keát luaän Trang 32 Chương KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TỪ TRỞ KHÔNG DÙNG CẢM BIẾN VỊ TRÍ (SENSORLESS) 6.1 Nguyên lý kỹ thuật điều khiển không dùng cảm biến vị trí (sensorless) Trang 33 6.2 Mô động từ trở cụ thể Trang 35 6.3 Moâ trình điều khiển Trang 37 6.4 Mạch mô .Trang 40 6.4.1 Khối động từ trở Trang 40 6.4.2 Các khối khác Trang 43 Chương SO SÁNH CÁC KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ KẾT LUẬN 7.1 So sánh kết mô Trang 49 7.2 Khi SRM làm việc không tải Trang 51 7.3 Khi SRM làm việc tải có mô men số Trang 53 7.3.1 Định nghóa tải có mô men số Trang 53 7.3.2 Trường hợp động làm việc tải có mô men số Trang 53 7.4 Khi SRM làm việc tải có công suất số Trang 75 7.4.1 Định nghóa tải có công suất số (constant-power): Trang 75 7.4.2 Trường hợp động làm việc tải có công suất số Trang 76 7.5 Nhận xét kết luaän Trang 103 Chương HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 8.1 Xây dựng hệ điều khiển cho mô hình phi tuyến SRM dựa phần mềm PSIM Trang 104 8.2 Điều khiển vòng kín SRM điều khiển mờ thích nghi Trang 105 Phụ lục GIỚI THIỆU PHẦN MỀM PSIM 9.1.Giới thiệu Trang 107 9.2 Khả giao tiếp PSIM với ngôn ngữ khác Trang 107 9.3 Các yêu cầu máy tính chạy PSIM Trang 107 9.4 Sửa chữa lỗi Trang 107 9.5 Caáu trúc mạch điện mô Trang 108 9.6 Thiết kế mạch PSIM Trang 110 9.7 Hiệu chỉnh thông số thành phần mạch Trang 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang 112 Điều khiển SRM CBHD: TS Nguyễn Hữu Phúc Chương GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu động từ trở Động từ trở SRM (Switched Reluctance Motor) đời từ đầu kỷ 19 nhằm đáp ứng yêu cầu thay đổi tốc độ Tên gọi “ switched reluctance” lần Nasa gọi nhằm mô tả hai đặc điểm động cơ: • Switched: Tức động phải hoạt động chế độ chuyển mạch liên tục • Reluctance: Cả stator rotor có từ trở thay đổi Cùng với phát triển nhanh chóng ngành công nghệ bán dẫn, động từ trở ngày sử dụng rộng rãi Và có khả tương lai gần thay cho nhiều hệ truyền động dùng động không đồng động chiều 1.2 Các đặc điểm ứng dụng động từ trở (SRM) 1.2.1.Một số ưu điểm SRM • Hiệu suất động gần số khoảng thay đổi tốc độ rộng • Mô men SRM lớn động không đồng với công suất • Có kích thước nhỏ động không đồng với công suất • Khoảng thay đổi tốc độ rộng, đạt đến 200.000 vòng/phút • Hoạt động tin cậy, SRM có khả hoạt động van công suất điều khiển bị hỏng • Giá thành thấp chi phí chế tạo, bảo trì làm nguội thấp 1.2.2 Một số nhược điểm SRM • SRM chạy trực tiếp với nguồn AC DC mà phải luôn thực chuyển mạch pha động dựa theo vị trí rotor • Phân tích điều khiển phức tạp • Mô men động thường có độ nhấp nhô cao 1.2.3 Ứng dụng động từ trở Ngày SRM bước ứng dụng rộng rãi hệ truyền động công nghiệp như: Máy nén, quạt gió, bơm, máy li tâm, tàu điện ứng dụng servo HV: Cao Vónh Phúc Trang Điều khiển SRM CBHD: TS Nguyễn Hữu Phúc Hình 7.132: Dòng điện ba pha theo thời gian Hình 7.133: Các giá trị lớn nhất, nhỏ nhất, trung bình đồ thị 7.132 HV: Cao Vónh Phúc Trang 102 Điều khiển SRM CBHD: TS Nguyễn Hữu Phúc Bảng tóm tắt thông số thử tải có công suất số: Tmax(pu) J(kgm2) kripp(%) W(v/ph) Imax(A) Imin(A) Iaver(A) 0.0002 112.45 340 3.98891 -0.0485733 0.725744 0.00002 16.17 400 3.53238 -0.0080659 0.67309 0.000002 2.23 400 3.7457 -0.0251107 0.745707 0.0002 77.53 345 4.29192 -0.0294415 0.874324 0.00002 10.58 400 4.01172 0.0000083 0.429435 0.000002 1.3 390 3.87212 -0.031488 0.670395 0.0002 53.66 330 4.14974 -0.038733 0.7793 0.00002 5.37 380 3.47376 -0.0301417 0.592846 0.000002 0.77 400 3.42875 0.00000398 0.702043 7.5 Nhận xét kết luận • Quá trình mô cho SRM có điện trở 0,522Ω, Lmax=80mH, Lmin=8mH, độ lớn góc quay điện cảm thay đổi 300, mô men quán tính động 0,002kgm2 • Dòng điện ba pha có dạng giống nên đo giá trị lớn (Imax), giá trị nhỏ (Imin) giá trị trung bình (Iaver ) cho pha a • Các thông số bảng lấy trực tiếp từ trình chạy mô Và lấy khoảng thời gian từ 0.285 giây đến 0.3 giây, khoảng thời gian mà đáp ứng tương đối ổn định Tốc độ quay lấy thời điểm 0.3 giây Các thông số thu hợp lý lý giải cách phù hợp theo nghiên cứu SRM đề cập chương trước • Khi SRM hoạt động điều kiện tải khác tốc độ thấp tải có mô men số cho đáp ứng mô men, tốc độ theo thời gian tốt tải khác Điều phù hợp với nghiên cứu đề cập chương • Khi mô men quán tính tải giảm giảm độ nhấp nhô mô men xuống thấp 5% Điều nói lên kỹ thuật điều khiển sensorless ứng dụng hệ truyền động có yêu cầu cao độ xác tin cậy HV: Cao Vónh Phúc Trang 103 Điều khiển SRM CBHD: TS Nguyễn Hữu Phúc Chương HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Kỹ thuật điều khiển sensorless vòng hở thực luận văn bước khởi đầu cho trình nghiên cứu để tìm giải pháp điều khiển tối ưu cho SRM ứng dụng đòi hỏi chất lượng điều khiển cao Sau đề nghị số hướng nghiên cứu để hoàn thiện kỹ thuật điều khiển 8.1 Xây dựng hệ điều khiển cho mô hình phi tuyến SRM dựa phần mềm PSIM Để xây dựng hệ truyền động có hiệu cao cần phải xây dựng mô hình phi tuyến SRM Có nhiều phương pháp mô tả điện cảm pha theo theo vị trí rotor dòng điện SRM Ở đề nghị phương pháp sau: Dùng phân tích Fourier để mô tả thay đổi điện cảm pha theo vị trí rotor Lúc thay đổi điện cảm pha với dòng điện theo vị trí rotor biểu diễn theo hàm đa thức hữu hạn Sự xác cải thiện cách gia tăng thành phần khai triển Fourier hàm đa thức Hình 8.1: Một mô hình phi tuyến SRM viết ngôn ngữ C thông qua khối DLL phần mềm PSIM PSIM có mô hình tuyến tính SRM mà kỹ thuật điều khiển trình bày Khi xét đến đặc điểm phi tuyến mạch từ với phương trình điện cảm tìm theo kỹ thuật phân tích Fourier mô hình SRM nên xây dựng dựa phương trình Mô hình SRM viết ngôn ngữ C, ngôn ngữ cấp thấp mạnh, thông qua khối DLL PSIM HV: Cao Vónh Phúc Trang 104 Điều khiển SRM CBHD: TS Nguyễn Hữu Phúc 8.2 Điều khiển vòng kín SRM điều khiển mờ thích nghi Trong matlab / simulink việc điều khiển SRM vòng kín với cảm biến vị trí dùng kỹ thuật điều khiển mờ thực nhiều với kết khả quan[39] Kỹ thuật điều khiển mờ cải thiện cách phối hợp mạng neural mờ Hình 8.2: Một mô hình điều khiển mờ SRM Matlab/simulink Trong PSIM thành phần “ Simcoupler Module” cho phép giao diện PSIM Matlab / Simulink để mô Hình 8.3: Hình ảnh khối SimCoupler Như biết phần mềm Matlab có khả mạnh Và giao tiếp Matlab với Visual Basic C++ cho phép người lập trình xây dựng giao diện thân thiện dễ dàng Vì kết hợp PSIM, Matlab, Visual Basic C++ ngôn ngữ lập trình C người lập trình có khả rộng lớn việc xây dựng hệ truyền động phức tạp Không người lập trình có khả tạo giao diện thân thiện cho người sử dụng, kiểm HV: Cao Vónh Phúc Trang 105 Điều khiển SRM CBHD: TS Nguyễn Hữu Phúc tra điều khiển Với Matlab 6.0 có khả giao tiếp mạnh với thiết bị ngoại vi Vì tiết kiệm chi phí nhiều cho việc xây dựng môt hệ truyền động thực Hình 8.4: Một ví dụ giao tiếp PSIM Matlab/Simulink Trong tương lai viết phần mềm riêng cho việc nghiên cứu, kiểm tra điều khiển hệ truyền động cách hiệu thân thiện dựa kết hợp ưu điểm phần mềm PSIM, Matlab, ngôn ngữ cấp thấp khác Nếu làm điều chắn hệ truyền động ưu việt cho SRM đời HV: Cao Vónh Phúc Trang 106 Điều khiển SRM CBHD: TS Nguyễn Hữu Phúc Phụ lục GIỚI THIỆU PHẦN MỀM PSIM 9.1.Giới thiệu PSIM công cụ mô máy tính đặc biệt thiết kế cho việc phân tích chuyển đổi công suất điều khiển động Với khả mô nhanh, môi trường mô thân thiện, PSIM cung cấp môi trường mô hiệu cho việc phân tích chuyển đổi công suất, thiết kế điều khiển vòng kín, nghiên cứu hệ thống điều khiển động 9.2 Khả giao tiếp PSIM với ngôn ngữ khác PSIM có khả giao tiếp với Matlap/Simulink, C, C++, pascal, Visual Basic 9.3 Các yêu cầu máy tính chạy PSIM PSIM chạy môi trường Windows (95/98/NT/2000/XP) máy tính cá nhân với yêu cầu RAM tối thiểu 32 MB 9.4 Sữa chữa lỗi Sau số lỗi thường xảy chạy PSIM giải pháp có thể: Trường hợp : Không thể mở PSIM hay SIMVIEW Máy báo lỗi : Sorry , no hardlock with the correct ID found ! Các nguyên nhân giải pháp: - Nguyên nhân: Khóa cứng không nối vào PC - Giải pháp: Nối trực tiếp khóa cứng vào máy tính PC - Nguyên nhân :khóa cứng phiên 6.0 khác với khóa cứng phiên trước , bạn sử dụng không khóa cứng - Giải pháp: Kiểm tra lại khóa cứng dùng - Nguyên nhân: Chưa cài đặt driver khóa cứng - Giải pháp: Chạy file “hldrv32.exe”trong thư mục PSIM để cài đặt driver cho khóa cứng - Nguyên nhân: Bạn dùng ấn PSIM network , driver khóa cứng không cài đặt Điều chí xảy bạn người quản lý hệ thống người sử dụng bình thường Thậm chí bạn HV: Cao Vónh Phúc Trang 107 Điều khiển SRM CBHD: TS Nguyễn Hữu Phúc chạy file “hldrv32.exe”, không phép chép vào thư mục windows hệ thống, file driver khóa cứng không copy đến thư mục phù hợp - Giải pháp: Hỏi người quản lý hệ thống bạn để cài đặt cài đặt driver khóa cứng - Nguyên nhân: Bạn dùng ấn PSIM network Khóa cứng kết nối, driver khóa cứng đãø cài đặt , server khóa cứng không chạy - Giải pháp: Hỏi người quản lý hệ thống bạn để chạy server khóa cứng Trường hợp: Bạn mua ấn PSIM network, có ba người dùng có hay người dùng PSIM đồng thời Báo lỗi: Error : To many users on the network! Các nguyên nhân vấn đề giải pháp - Nguyên nhân: Bạn chạy PSIM mà cho phép hay hai người sử dụng - Giải pháp: Kiểm tra lại để bạn chạy file PSIM SIMVIEW Vào mục “about” menu “help” trường hợp nên xem dẫn mục PSIM SIMVIEW cho ba người sử dụng Số lượng người sử dụng phải không vượt số lượng bạn thỏa thuận mua phần mềm Nếu không bạn chạy file hỏng 9.5 Cấu trúc mạch điện mô Một khối mô PSIM bao gồm chương trình: Chương trình mạch điều khiển SIMCAD*, PSIM simulator, chương trình xử lý dạng sóng SIMVIEW* Môi trường mô mô đây: HV: Cao Vónh Phúc Trang 108 Điều khiển SRM CBHD: TS Nguyễn Hữu Phúc Một mạch điện mô PSIM gồm khối: • Mạch công suất (power circuit), • Mạch điều khiển (control circuit) • Các cảm biến (sensors) • Công tắc điều khiển (switch controller) Mạch công suất bao gồm thiết bị đóng ngắt : Các nhánh RLC, máy biến áp, điện cảm Mạch điều khiển gồm thành phần miền s miền z, thành phần logic ( cổng logic flip flops) thành phần phi tuyến (như nhân, chia) Các sensors đo lường giá trị điện áp dòng điện mạch công suất chuyển giá trị đến mạch điều khiển Các tính hiệu kích phát từ mạch điều khiển gửi tới mạch công suất thông qua công tắc điều khiển để điều khiển đóng ngắt Để mô mạch điện mẫu “chop 1q.sch “ ta làm theo bước sau: - Mở PSIM - Trong PSIM mở file cần chạy - Click vào công cụ Run Simulation toolbar, chọn “Run Simulation “từ menu Simulate , để bắt đầu trình chạy mô -Click vào Run SIMVIEW công cụ toolbar chọn Run SIMVIEW từ menu Simulate, để bắt đầu trình SIMVIEW (xem kết mô ) - Trong SIMVIEW , chọn lựa danh mục muốn hiển thị - Bạn hiệu chỉnh mạch PSIM chạy lại PSIM, xem lại kết trình mô SIMVIEW cách click vào Run SIMVIEW công cụ PSIM - Các thông tin báo lỗi save vào file “message.doc” HV: Cao Vónh Phúc Trang 109 Điều khiển SRM CBHD: TS Nguyễn Hữu Phúc 9.6 Thiết kế mạch PSIM Hình 9.1: Mạch mô file mẫu “ chop-1q.sch” Sau bước trình tạo mạch mẫu “chop-1q.sch” -Mở PSIM Click vào New toolbar (hoặc chọn New từ file menu ) -Từ menu Elements, vào Source/ Voltage chọn PC để lấy nguồn điện áp chiều Con trỏ hình mũi tên thay đổi thành hình tượng trưng nguồn điện áp chiều Bạn click lên select toolbar để loại bỏ hình ảnh tượng trưng đó, đơn giản bạn lờ chọn lựa phần tử khác từ menu element Từ menu elecment , vào Power / switched chọn lựa IGBT Một biểu tượng IGBT thẳng đứng xuất hiện, click nút chuột phải để xoay biểu tượng Trong trường hợp bạn cần click lần để đưa biểu tượng vị trí mong muốn -Lặp lại trình để lấy DIODE từ Power / switches, điện cảm (L), điện trở (R ) tụ điện (C) từ Power / RLC branches -Từ Other / Probes lấy phận đo tín hiệu đầu (Voltage Probe ), phận đo tín hiệu hai đầu (Current Probe ) Bộ phận đo tín hiệu đầu đo lường điện áp từ nút so với đất, phận đo tín hiệu hai đầu đo điện áp hai nút Và phận đo dòng đo dòng điện thông qua hai nhánh ( trường hợp dòng điện qua điện cảm ) Thay dùng công cụ đo dòng điện bạn xem dòng điện cuộn dây cách đơn giản đặt current flag mục thông số cuộn dây lên -Từ Power / Switches chọn khối Gating Block Có hai cách để điều khiển công tắc Một thông qua khối xung kích Gating Block Đầu khối nối lên cổng kích Có thể xem hướng dẫn cách trực tiếp cách double click lên khối “gating block” sau click vào help HV: Cao Vónh Phúc Trang 110 Điều khiển SRM CBHD: TS Nguyễn Hữu Phúc -Click vào công cụ Wire toolbar ( chọn Wine menu Edit ) Con trỏ thay đổi hình dạng thành viết Nhấn chuột trái giữ kéo chuột để vẽ dây nối - Để tạo mạch bên phải bạn làm lại công việc tương tự copy mạch mà bạn xây dựng làm số hiệu chỉnh Để copy mạch bên trái Click vào công cụ select, click chuột trái, giữ kéo chuột vùng muốn copy Sau vùng muốn copy chọn lựa, khung đường bao xuất Click lên copy sau click lên công cụ paste -Mạch bên phải dùng cách thứ hai để điều khiển công tắc thông qua cổng kích Đầu vào cổng kích lấy từ mạch điều khiển Trạng thái on/off tín hiệu cổng kích lấy thông qua on-off controller lấy từ Other/Switch Controllers Trạng thái on-off cổng kích giống lái từ mạch điều khiển Không giống mạch lái điều khiển thực, nhiên giá trị đưa transitor trạng thái off giá trị đưa transitor trạng thái ON Tín hiệu kích lấy cách so sánh nguồn điện áp DC với nguồn xung tam giác Bộ so sánh lấy cách chọn lựa Conparator từ control nguồn tam giác Triangular lấy từ Sources/Votage -Sau nối kết hoàn tất Double click lên biểu tượng để đặt thông số Ví dụ để đặt thông số điện cảm, double click lên biểu tượng điện cảm khai báo giá trị Để đặt thông số mô phỏng, click vào Simulation Control từ menu Simulate biểu tượng đồng hồ xuất cách double click lên biểu tượng bạn quy định thời gian mô thời gian hiển thị v.v… 9.7 Hiệu chỉnh thông số thành phần mạch Bạn đặt thời gian mô phỏng, cách thể dạng sóng theo yêu cầu bạn Khi double click lên thành phần mạch cửa sổ với thông số cần khai báo cho thành phần lên bên cạnh VD: Chú ý: Nút help hỗ trợ nhiều trình thiết kế HV: Cao Vónh Phúc Trang 111 Điều khiển SRM CBHD: TS Nguyễn Hữu Phúc TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] J.V Bryne,et al, “ A high Performance Variable Reluctance Drive: A New Brushless Servo”, Motor control Proceedings, Oct.1985, pp.147 – 160 [2] P.J Zhan, C.C Chan and KT Chau, “ A Novel Sliding – Mode Observer for Indirect position Sensing of Switched Reluctance Motor Drives”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol 46, no.2, April 1999, pp 390 – 397 [3] R.S Wallace and D.G Taylor, “ A Balanced Comutator for Switched Reluctance Motor to Reduce Torque Ripple”, IEEE Transactions on Power Electronics, vol 7, no 4, Oct 1992 [4] V Ramanarayanan, “ Accurate Position Estimation in Switched Reluctance Motor with Promt Starting”, Indian Insitute of science [5] Yilmaz Sozer, David A Torrey, and Erkan Mese, “ Automatic Control of Excitation Parameters for Switched Reluctance Motor Drives”, Advanced Energy Coversion, LLC, USA [6] Li – Xing Wang , “ A course in Fuzzy system and Control “ 1997 by Prentice Hall PTR [8] Lương Văn Lăng, “ Cơ Sở Tự Động “ NXB Giáo Dục 2000 [9] TS Nguyễn Văn Nhờ “ Điện tử công suất” [10] Chee – Mun Ong “ Dynamic Simulation of Electric Machinery” Prentice Hall PTR, 1998 [11] S.A Nasa, “DC Switched Reluctance Motor”, Proceeding of the institution of Electrical Engineerings, vol.166, no.6, June,1996, pp.1048 – 1049 [12] Ion Boldea and S.A Nasar, “ Electric Drives”, CRC Press 1999 [13]V Ramamarayanan, L Venkatesha and D Panda, “Flux Linkage Characteristics of Switched Reluctance Motors”, proceedings of IEEE Conference PEDES’96, New delhi, India, Jan., 1996, pp 281 – 285 HV: Cao Vónh Phúc Trang 112 Điều khiển SRM CBHD: TS Nguyễn Hữu Phúc [14] M Rodrigues, P.J Costa Branco, and W Suemitsu, “ Fuzzy Logic Torque Ripple Reluctance by turn – off angle compensation for Switched Reluctance Motors”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol.48, no.3, June 2001 [15] P.O Rasumussen and G Andersen, “ Fully Automatic Characterization System for Switched Reluctance Motors”, Aalborg University [16] Phil Picton, “ Introduction To Neural Networks ” Macmillan Press LTD1994 [17] Timothy J Ross “ Fuzzy logic with engineering applycation” International Edition McGraw - Hill Book, 1997 [18] Iqbal, “Indirect Rotor Position Estimation Techniques for Switched Reluctancd Motors – A Review”, The University of Akron [19] Phan Xuân Minh, Nguyễn Doãn Phước “ Lý Thuyết Điều Khiển Mờ “ NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật 1999 [20] B.K Bose, T.J.E Miller, “Microcomputer Control of Switched Reluctance Motor”, Record of IEEE – IAS, Annual meeting, 1985, pp.290-297 [21] Xiaoyan Wang, “Model and Imlementation of Controller for Switched Reluctance Motor with AC Small Signal Model”, Master’ thesis, Virginia Polytechnic Institute and State University, Oct 2001 [22] Simon Haykin , “ Neural Networks “, Prentice Hall, 1994 [23] L E Dahdah, M H Nagrial, and J Rizk, “ Performance and Control of the Switched Reluctance Motors”, University of Western Sydney, Australia [24] Karl J Asrom and T Hagglund, “ PID Controllers: Theory, Design, and Tuning “ 2nd edition [25] P.J Lawrenson, “Switched Reluctance Motor”, Electronics and Power,1983, pp.144 – 147 HV: Cao Vónh Phúc Trang 113 Điều khiển SRM CBHD: TS Nguyễn Hữu Phúc [26] Gao Yuan, “ Speed Control of Switched Reluctance Motors”, Master’, thesis, HongKong University of Science and Technology, Aug 2000 [27] D.S Schramm, B.W Williams and T.C Green, “ Torque Ripple Reduction of Switched Reluctance Motors by Phase Current Optimal Profiling”, Proceedings of Power Electronics Specialists Conference, 1992, vol.2 pp 857 – 860 [28] G Gallegos-Lopez, J Walters, and K Rajashekara, ”Switched Reluctance Machine Control Strategies for Automotive Applications”, Proceedings of SAE 2001 World Congress, March 2001, Detroit, MI [29] David A Torrey, “Switched Reluctance Generator and their Control”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol.49, no.1, pp.3-13, February 2002 [30] R Krishna, “Switched reluctance Motor Drives”, CRC Press 2001 [31] J Wolff, R Rahner, and H Spath, “ Sensorless Speech Control of A Switched Reluctance Motor for Industrial Applications” [32] S.S Rao “ The Finite Element Method in Engineering” second Edition 1989 [33] D.A Torrey, J.H Lang, “ Modelling a nonlinear variable reluctance motor drive,” IEEE Procedings – Electronic Power Applications, Vol.137, pp 314 – 326, Sept 1990 [34] G Franceschini, S Pirani, M Rinaldi, C Tassoni, “ Spice – assisted simulation of controlled electric drives: application to switched reluctance drives” IEEE transactions on Industry Applications, Nov 1991, Vol 27, pp 1103 – 1110 [35] M llic – spong, F K Mark, “ Nonlinear torque control of electric motor drives: part II.” IEEE PESC procedings, 1986, pp 465 – 475 [36] J Mahdavi, G Suresh, B Fahimi, M Ehsani, “Dynamic modelling of nonlinear SRM drive with Pspice”, 32nd IAS Annual Meeting, IAS’97, Vol.1, Oct.1997, pp.661 – 667 [37] Z.Zhao, H.Jin, S.Yang, ”Implementation of A New Position Sensorless Control Technique for Switched Reluctance Motor Drives”, 1998 HV: Cao Vónh Phúc Trang 114 Điều khiển SRM CBHD: TS Nguyễn Hữu Phúc [38] Jurgen Reiner, Robert Inderka, Marcus Menne, and Rik W De Doncker, “Optimizing Performance in Switched- Reluctance Drives” IEEE Trans Ind Applicat., vol no , pp 63-70, July./ August 2000 [39] Ngo Van Thuyen, “Ứng dụng điều khiển mờ điều khiển động từ trở“, luận văn thạc só 2002 HV: Cao Vónh Phúc Trang 115 Điều khiển SRM CBHD: TS Nguyễn Hữu Phúc TÓM TẮT LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Cao Vónh Phúc Ngày, tháng, năm sinh: 06 – 06 – 1976 Nơi sinh: Quảng Bình Địa liên lạc: 453/48KA Lê Văn Só, P12 Q3, Tp HCM, ĐT: 9313089 QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC: Chế độ học: Chính quy Thời gian học: Từ tháng năm 1994 đến tháng năm 1999 Nơ học: Trường Đại Học Bách Khoa Tp HCM Ngành học: Kỹ Thuật Điện Tên luận án: Ứng dụng PLC điều khiển thang máy Ngày nơi bảo vệ: Bảo vệ luận án tốt nghiệp vào ngày 26 tháng năm 1999 Bộ Môn Thiết Bị Điện Trường Đại Học Bách Khoa Tp HCM Người Hướng dẫn: TS Nguyễn Hữu Phúc TRÊN ĐẠI HỌC: Học cao học: từ tháng năm 2001 đến tháng năm 2003 trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Tên luận án: Điều Khiển động từ trở dùng không dùng cảm biến vị trí Ngày nơi bảo vệ: Bảo vệ luận án tốt nghiệp vào ngày…… tháng…… năm 2003 Trường Đại Học Bách Khoa Tp HCM Người hướng dẫn: TS Nguyễn Hữu Phúc QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC: Là CBGD trường Cao Đẳng Kỹ Nghệ từ tháng năm 1999 đến HV: Cao Vónh Phúc Trang 116 ... Trang 32 Điều khiển SRM CBHD: TS Nguyễn Hữu Phúc Chương KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TỪ TRỞ KHÔNG DÙNG CẢM BIẾN VỊ TRÍ (SENSORLESS) Các kỹ thuật điều khiển động từ trở không dùng cảm biến vị trí (sensorless)... THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TỪ TRỞ 4.1 Phân loại hệ thống điều khiển động từ trở Hình 4.1: (a) Một hệ thống điều khiển động từ trở (b) Một động từ trở dùng công nghiệp Các hệ thống điều khiển SRM... TÀI: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TỪ TRỞ KHÔNG DÙNG CẢM BIẾN VỊ TRÍ II - NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tìm hiểu nguyên lý hoạt động mô hình toán học SRM - Nghiên cứu kỹ thuật điều khiển SRM không dùng cảm biến vị