Nghiên cứu thiết kế hệ thống truyền động servo dùng động cơ không đồng bộ

Vò V¡N TRäNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Vũ Văn Trọng NGÀNH ĐIỆN NGHI£N CøU THIÕT KÕ HƯ THèNG TRUN §éng servo dùng động không đồng KHóa: 2002-2004 LUN VĂN THẠC SĨ NGÀNH ĐIỆN Hà Nội -2004 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Vũ Văn Trọng NGHIÊN CứU THIếT Kế Hệ THốNG TRUYềN Động servo dùng động không đồng Chuyên ngnh: Tự động hoá LUN VN THC S NGNH IN NGI HNG DN KHOA HC: TS Nguyễn văn Liễn H Nội, 2004 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành Luận ny, s n lc ca bn thân, cịng nhận gióp đỡ qóy b¸u thy cô giáo B môn Tự động hóa XNCN - Trng HBK H Ni Tôi xin chân thnh cm n s hng dn nhit tình ca thy giáo hng dn khoa hc: TS Nguyễn Văn Liễn - B môn Tự động hóa XNCN Xin chân thnh cm n Trung t©m Đào tạo & Bồi dưỡng sau Đại học - Trng HBK H Ni, ban lÃnh đạo Công ty cán phòng Dự án - Công ty Kỹ thuật điện Vạn Việt đà tạo điều kiện cho hoàn thành luận văn Tác gi Lun Vũ văn trọng Mục lục Trang Trang phụ bìa Mục lục Danh mục ký hiệu chữ viết tắt T T Lêi më ®Çu T 21T Chương 1: tổng quan đckđb không gian véc tơ T T 1.1 Mô tả động không đồng T T 1.1.1 Lịch sử đời động không đồng 21T T 1.1.2 Nguyên lý hoạt động ĐCKĐB xoay chiÒu ba pha 21T T 1.1.3 ứng dụng, ưu điểm nhược điểm cđa §CK§B xoay chiỊu ba pha 21T T 1.2 Mô hình toán học động không ®ång bé xoay chiÒu ba pha 10 T T 1.2.1 Các biểu thức điện ¸p 10 21T T 1.2.2 PhÐp chun ®ỉi tun tÝnh Park 11 21T T 1.2.3 Các phương trình ma trận ®iƯn ¸p 12 21T T 1.3 Không gian véc tơ mô hình toán học ĐCKĐB không gian T vÐc t¬ 13 21T 1.3.1 VÐc tơ không gian dòng điện 14 21T T 1.3.2 VÐc tơ không gian từ thông móc vòng 16 21T T 1.3.3 VÐc tơ không gian điện áp stator rotor 18 21T T 1.3.4 Dạng véc tơ không gian biểu thức toán học mô tả động 19 21T T 1.4 Các biểu thức tính mô men điện từ 22 T T 1.4.1 Biểu thức tính mô điện từ dựa sở cân lượng 23 21T T 1.4.2 H»ng sè m« men 23 21T T Chương : điều khiển tần số điều khiển véc tơ không T gian động không đồng 24 T 2.1 C¸c hệ truyền động biến tần bán dẫn động không ®ång bé 24 T Cao häc Tù ®éng hãa – Khãa 2002 Néi T Đại học Bách khoa Hà 2.1.1 Hệ truyền động ®iƯn tèc ®é thay ®ỉi 24 21T T 2.1.2 HƯ trun ®éng - động không đồng xoay chiều ba pha 26 21T T 2.1.3 Cuéc c¸ch mạng hệ truyền động chất lượng cao 26 21T T 2.2 Biến tần bán dÉn 28 T 21T 2.2.1 CÊu tróc biến tần bán dẫn 28 21T T 2.2.2 Phương pháp PWM th«ng th­êng 30 21T T 2.2.3 Phương pháp PWM điều chế véc tơ không gian 32 21T T 2.2.4 So sánh hai phương pháp điều chÕ 35 21T T 2.3 Chiến lược điều khiển động không đồng 35 T T 2.3.1 §iỊu khiĨn theo lt điện áp/tần số (U/f) 35 21T T 2.3.2 §iỊu khiĨn tùa theo tõ tr­êng 38 21T T 2.3.3 NhËn xÐt chung 42 21T 21T Chương : phương pháp điều khiển trực tiếp mô men 45 T T 3.1 §iỊu khiĨn khiĨn trùc tiÕp m« men 45 T T 3.1.1 Khái niệm điều khiển trực tiếp mô men 45 21T T 3.1.2 Sơ đồ nguyên lý điều khiển trực tiếp m« men 45 21T T 3.2.Điều khiển trực tiếp mô men theo bảng chän 48 T T 3.2.1 Sơ đồ nguyên lý 48 21T 21T 3.2.2 Ước lượng từ thông stator mô men 49 21T T 3.2.3 Phương pháp DTC sở (Classical DTC – c_DTC) 52 21T T 3.2.4 Phương pháp DTC cải tiến (modified DTC m_DTC) 54 21T T 3.2.4 Ph­¬ng pháp DTC với bảng chọn 12 sector (12_DTC) 55 21T T 3.2.5 Phương pháp DTC với bảng chọn theo điểm làm việc 57 21T T 3.2.6 Phương pháp DTC cải tiÕn sè (m2_DTC) 58 21T T 3.3 Nâng cao chất lượng điều khiĨn trùc tiÕp m« men 59 T T 3.3.1 Phương pháp dự b¸o 59 21T T 3.3.2 Phương pháp áp dông logic mê 60 21T T 3.3.3 Điều chỉnh từ thông tèi ­u 62 21T Cao häc Tù ®éng hãa – Khãa 2002 Nội T Đại học Bách khoa Hà 3.4 Mô hệ truyền động điều khiển trực tiếp m« men 64 T T 3.4.1 Chuẩn bị mô 64 21T T 3.4.2 Ước lượng từ thông mô men 65 21T T 3.4.3 Điều khiển trực tiếp mô men dùng cảm biến tốc độ 68 21T T 3.4.4 Đánh giá chung hệ truyền động ®iỊu khiĨn trùc tiÕp m« men 74 21T T Chương : hệ truyền động vị trí đckđb 76 T T 4.1 Bé ®iỊu khiĨn chun ®éng - HƯ trun ®éng servo 76 T T 4.1.1 Giíi thiƯu vỊ bé ®iỊu khiÓn servo 76 21T T 4.1.2 Ramp vÞ trÝ 77 21T 21T 4.1.3 Bé ®iỊu chØnh PID 79 21T T 4.1.4 Bé ®iỊu khiĨn servo 81 21T T 4.2 Hệ truyền động vị trí ứng dụng điều khiển trực tiÕp m« men 83 T T 4.2.1 Hệ truyền động vị trí động không đồng 83 21T T 4.2.2 Sơ đồ nguyên lý hệ truyền động vị trí điều khiển trực tiếp mô men 21T dùng động không đồng 84 T 4.3 øng dơng bé ®iỊu khiĨn vi xư lý tÝn hiƯu số TMS230F240 điều khiển T động xoay chiÒu ba pha 85 T 4.3.1 Giải pháp dùng điều khiển DSP điều khiển động 85 21T T 4.3.2 Bé ®iỊu khiĨn DSP - TMS320F240 86 21T T 4.3.3 KiÕn tróc cđa bé ®iỊu khiÓn DSP - TMS320F240 87 21T T 4.3.4 Sơ đồ nguyên lý hệ truyền động vị trí điều khiển mô men trực tiếp 21T dùng DSP 89 21T 4.4 M« pháng hƯ thống truyền động vị trí 91 T T 4.4.1 Chuẩn bị mô 91 21T T 4.4.2 KÕt qủa điều khiển vị trí sử dụng ramp tuyến tính 93 21T T 4.4.3 NhËn xÐt 97 21T 21T KÕt luËn 98 T 21T Tài liệu tham khảo 99 T 21T Cao häc Tù động hóa Khóa 2002 Nội Đại học Bách khoa Hà Danh mục ký hiệu chữ viÕt t¾t a i ri (t) R : : : R ir : i si (t) : : is i 'r R R : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : Toán tử 1200 Dòng điện pha rotor Véc tơ dòng điện rotor biểu diễn hệ tọa độ rotor P P Véc tơ dòng điện rotor biểu diễn hệ tọa độ stator Dòng điện pha stator Véc tơ dòng điện stator biểu diễn hƯ täa ®é stator p P Rr Rs s 1/s te t pc Ts = Tz u ri (t) : : ur Véc tơ dòng điện stator biểu diễn hệ tọa độ rotor Điện cảm từ hóa ba pha §iƯn c¶m ba pha rotor tỉng §iƯn c¶m tù c¶m rotor Điện cảm móc vòng rotor Điện cảm tự cảm stator Điện cảm từ hóa rotor Điện cảm ba pha stator tổng Điện cảm tự cảm stator Điện cảm từ hóa stator Điện cảm móc vòng stator Điện cảm hỗ cảm dây quấn rotor Điện cảm hỗ cảm giữa dây quấn stator Giá trị điện cảm hỗ cảm cực đại stator rotor Toán tử vi phân Số đôi cực Điện trở rotor Điện trở stator Độ trượt Toán tử tích phân Mô men điện từ tức thời Phần trăm mô men tức thời so với mô men danh định : Thời gian lấy mẫu Điện áp pha rotor Véc tơ không gian điện áp rotor biểu diễn hệ tọa độ rotor : u si (t) : : us Véc tơ không gian điện áp rotor biểu diễn hệ tọa độ stator Điện áp pha stator Véc tơ không gian điện áp stator biểu diễn hệ tọa độ stator : Véc tơ không gian điện áp stator biểu diễn hệ täa ®é rotor is' Lm Lr R R R R Lr L r1 R R Ls L rm Ls R R R R Ls L sm L s1 R R R R Mr Ms M sr R R R R R R R R R R R R R R u 'r R u s' R Cao häc Tù ®éng hóa Khóa 2002 Nội Đại học Bách khoa Hà m : Tốc độ góc rotor pc : Phần trăm tốc độ tức thời so với tốc độ danh định r : Tần số góc điện rotor s : Tần số góc điện stator r : Góc pha véc tơ không gian từ thông móc vòng rotor so với trục thực (nằm ngang) hệ tọa độ gắn với stator s : Góc pha véc tơ không gian từ thông móc vòng stator so với trục thực (nằm ngang) hệ tọa độ gắn với stator m : Gãc gi÷a rotor so víi stator θr : Gãc ®iÖn rotor θs : Gãc ®iÖn stator ψ ri (t) : Từ thông móc vòng dây quấn rotor : Véc tơ không gian từ thông móc vòng rotor biểu diễn hệ tọa độ r rotor : Véc tơ không gian móc vòng từ thông rotor biểu diễn hƯ täa ®é ψ 'r stator ψ si (t) : Từ thông móc vòng dây quấn stator : Véc tơ không gian từ thông móc vòng stator biểu diễn hệ tọa s độ stator : Véc tơ không gian móc vòng từ thông stator biểu diễn hệ tọa s' độ rotor / : Các trục tọa ®é cđa hƯ täa ®é g¾n víi rotor D/Q : Các trục tọa độ hệ tọa độ gắn với stator g : Hệ tọa độ tổng quát x/y : Các trục tọa độ hệ tọa độ tổng quát m : Tõ hãa r : Rotor s : Stator ra, rb, rc : C¸c pha rotor sA, sB, sC : Các pha stator ĐCKĐB : Động không đồng bé xoay chiÒu ba pha R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R Cao häc Tù động hóa Khóa 2002 Nội Đại học Bách khoa Hà Lời mở đầu Do ưu điểm hệ truyền động servo khả gia tốc tăng tốc, giảm tốc nhanh, tốc độ lớn, điều khiển xác vị trí Các hệ truyền động servo đà sư dơng rÊt nhiỊu thùc tÕ nh­ ngµnh sản xuất thiết bị điện tử; dây chuyền lắp ráp, sản xuất sản phẩm cần tối ưu thời gian chuyển động xác vị trí; robot, tay máy công nghiệp; thiết bị điện tử dân dụng, v.v Các động điện sử dụng hệ truyền động thường động servo công suất nhỏ, bao gồm loại động servo chiều loại động servo xoay chiều Trong loại động servo chiều sử dụng nhiều ngành công nghiệp ưu điểm công suất khả điều khiển Còn động servo xoay chiều sử dụng nhiều thiết bị điện tử dân dụng ưu điểm kích thước, không gây nhiễu điện tử khả tốc độ cao Tuy nhiên yêu cầu sản xuất công nghiệp đời sống mà hệ truyền động servo tiếp tục nghiên cứu để nâng cao chất lượng, khả ứng dụng với động servo có công suất lớn hệ truyền động đơn giản Các hệ truyền động xoay chiều đà hoàn thiện, với trợ giúp phát triển thiết bị điện tử, vi xử lý mạnh ưu điểm động xoay chiều Nên hướng nghiên cứu xây dựng hệ truyền động servo cho động xoay chiều động servo truyền thống quan tâm nhằm thỏa mÃn yêu cầu trên, có động không đồng xoay chiều ba pha Chính lý mà luận văn tốt nghiệp đà chọn đề tài có tên Nghiên cứu, thiết kế hệ truyền động servo dùng động không đồng để nghiên cứu Nội dung luận văn nhằm đạt vấn đề hệ thống lại so sánh hệ truyền động điều khiển tần số véc tơ động không đồng hệ thống truyền động điều khiển theo luật điện áp/tần số, điều khiển tựa theo từ thông rotor điều khiển trực tiếp mô men Đề tài tập trung vào hệ truyền động điều khiển trực tiếp mô men cho chất lượng servo; xây dựng, mô phỏng, so sánh Cao học Tự động hóa Khóa 2002 Nội Đại học Bách khoa Hà đánh giá số phương pháp điều khiển trực tiếp mô men với với hệ truyền động tiên tiến khác Đề tài tập trung vào việc xây dựng điều khiển servo cho hệ truyền động điều khiển vị trí, xây dựng hệ truyền động vị trí cho động không đồng ứng dụng phương pháp điều khiển trực tiếp mô men giải pháp ứng dụng điều khiển xử lý tín hiệu số Do lực người làm đề tài thời gian có hạn nên mong muốn đề tài kết qủa nghiên cứu lý thuyết Các kết qủa đó, với đầu tư thời gian, phương tiện kỹ thuật hỗ trợ khác sở để phát triển tiếp đề tài; đưa đề tài vào thử nghiệm ứng dụng thực tế sau Tác giả luận văn Vũ Văn Trọng Cao học Tự động hóa Khóa 2002 Nội Đại học Bách khoa Hà 87 + Khối giao tiếp ngoại vi nối tiếp (SPI) + ngắt ngoài: Ngắt bảo vệ công suất truyền động, ngắt Reset, ngắt không che ngắt che Hình 4.7 Sơ đồ chân chủa chip DSP - TMS320F240 4.3.3 KiÕn tróc cđa bé ®iỊu khiĨn DSP - TMS320F240 Bộ điều khiển DSP-TMS320F240 có khả thực 20 triệu lệnh giây Điều cho phép sử lý nhiều tác vụ đồng thời, kể điều khiển phức tạp cho hệ truyền động không dùng cảm biến tốc độ (bộ lọc Kalman, quan sát) thời gian thực Nó đà giảm thiểu trễ thời gian chu kỳ vòng điều khiển nên đà làm thay đổi tính chất động học cđa hƯ thèng trun ®éng Bé ®iỊu khiĨn DSP – TMS320F240 đà thiết kế tối ưu cho ứng dụng điều khiển hệ thống số, có tất đặc tính kiến trúc cần thiết cho viƯc sư lý tÝn hiƯu víi tèc ®é cao Nã bao gồm tất ngoại vi cần thiết, coi chip đơn Các thiết bị ngoại vi bao gồm cổng vào/ra lập trình được, cổng truyền thông nối tiếp tốc độ cao, 12 đầu phát PWM có độ xác cao, đầu vào giữ (capture), timer độc lập ADC 10 Cao học Tự động hóa Khóa 2002 Nội Đại học Bách khoa Hà 88 bit - 16 kênh Kiến trúc thiết kÕ tèi ­u cho viƯc sư lý c¸c tÝn hiƯu điều khiển Chiều dài word 16 bit liệu sử dụng, ghi 32 bit để chứa kết qủa trung gian hai ghi dịch để chuẩn hoá liệu độc lập với CPU Việc kết hợp đà giảm thiểu lỗi lượng tử hoá tràn, tăng khả sử lý biểu thức toán học Hình 4.8 – KiÕn tróc cđa DSP – TMS320F240 Bé xư lý tín hiệu phần lõi điều khiển DSP TMS320F240, thiết kế dựa dựa kiến trúc Harvard tiên tiến đảm bảo tốc độ tính linh hoạt Kiến trúc cho phép bốn mức hàng đợi để sử lý lệnh, không gian nhớ chương trình nhớ liệu riêng biệt Bộ sử lý định địa cho ba không gian nhớ, không gian nhớ chương trình cho lệnh, không gian nhớ liệu cho biến liệu không gian cổng vào/ra cho việc truy nhập vào ghi ngoại vi liệu Bộ sử lý định địa lên tới 64Kx16 words nhớ chương trình, 64Kx16 words nhớ Cao học Tự động hóa Khóa 2002 Nội Đại học Bách khoa Hà 89 liệu cục 64Kx16 words cho cổng vào/ra Và đà tích hợp sẵn 544x16 words cđa RAM vµ 16Kx16 words cđa Flash EFFROM bé nhớ chương trình Các ngoại vi thông minh bao gồm khối quản lý kiện (EV), khối truyền thông (SPI SCI), khối giao diện kiểm tra lập trình (JTAG), chuyển đổi AD Việc cảnh báo, bảo vệ hệ thống có timer cảnh báo (watchdog) khối dò điện áp thấp (LVD) Khối quản lý kiện sử dụng timer để trợ giúp cho 12 đầu phát PWM điều khiển động Trong có sẵn khối phát xung sẵn sàng phục vụ cho kiểu PWM điều chế đối xứng, điều chế không đối xứng PWM điều chế véc tơ không gian Một đặc điểm khác chuyển đổi AD chúng khởi tạo để bắt đầu chuyển đổi nhờ tín hiệu trigger từ quản lý kiện Tín hiệu trigger đồng với đầu PWM để ADC thực chuyển đổi đo lường biến trạng thái hệ thống Các mạch Samples & Hold AD đảm bảo thời gian chuyển đổi kênh AD 10às Bốn khối quản lý kiện QEP sẵn sàng sử dụng hệ truyền động cần tới encoder 4.3.4 Sơ đồ nguyên lý hệ truyền động vị trí điều khiển mô men trực tiếp dùng DSP ThiÕt kÕ kh©u RAMP tuyÕn tÝnh: + Gäi ε 1max (rad/s^2) gia tốc tăng tốc cực đại, 3max (rad/s^2) lµ gia tèc R R P P R R P P giảm tốc cực đại, max (rad/s) tốc độ cực đại, gọi ref (rad) vị trí (quÃng R R R R đường) cần đạt + Qúa trình tăng tốc: Giả sử giá trị ban đầu vị trí xuất phát tốc độ vị trí không max = 1max t (rad/s), t (s) thời gian tăng tèc R R R R R R R R θ * = ε 1max (t *t )/2 (rad) R RP P R R R R R R + Qúa trình giảm tốc: max = 3max t (rad/s), t (s) lµ thêi gian giảm tốc R R R R Cao học Tự động hóa Khóa 2002 Nội R R R R Đại học Bách khoa Hà 90 * = 3max (t *t )/2 (rad) R RP P R R R R R R + Qóa tr×nh víi tèc ®é h»ng sè: θ* = θ * + θ * + θ * (rad) P P R RP P R RP P R RP P θ * = θ* - (θ * + θ *) = ωmax * t , t thời gian tốc độ số R RP P P P R RP P R RP P R R R R R R Giữa thời gian tăng tốc gia tốc tăng tốc, thời gian giảm tốc gia tốc giảm tốc tốc độ cực đại ®Ịu cã mèi quan hƯ víi Trong thùc tÕ ta có thông tin tốc độ cực đại, thời gian tăng tốc tối thiểu nên ta tính chọn gia tốc tăng tốc gia tốc giảm tốc theo thời gian gia tốc mong muốn tốc độ cực đại hệ truyền động Các giá trị gia tốc cực đại kết hợp với giá trị tốc độ hạn chế làm việc trường hợp cụ thể tham số nạp vào phát qũy đạo vị trí ref Bộ điều khiển servo Te * PI * Điều chỉnh mô men s* Đặt từ thông tối ưu s Te 1/s Biến tần TSM320F240 DSP Controler Điều chỉnh từ thông Chọn véc tơ điện áp S1,S2, S3 = ~ Góc từ thông Bộ quan sát mô men điện từ từ thông stator Trạng thái chuyển mạch Điện áp VDC Dòng điện stator ĐCKĐB Encoder QEP Hình 4.9 - Hệ truyền động vị trí điều khiển trực tiếp mô men ứng dơng DSP Cao häc Tù ®éng hãa – Khãa 2002 Nội Đại học Bách khoa Hà 91 Trên hình 4.10 ví dụ board mạch kit phát triển ứng dụng TMS320F240 để thiết kế chạy thử hệ trun ®éng xoay chiỊu ®ã cã hƯ trun ®éng ®iỊu khiĨn trùc tiÕp m« men TMS320 F240 VANVIET Electric Co.,Ltd Hình 4.10 Kit phát triển ứng dụng TMS320F240 4.4 Mô hệ thống truyền động vị trí 4.4.1 Chuẩn bị mô - Mô hệ truyền động điều khiển vị trí nhờ phần mềm Simulink Matlab6.5.1 - Việc mô hệ truyền động điều khiển vị trí sử dụng lại mô hình hệ truyền động điều khiển trực tiếp mô men có cảm biến tốc độ đà mô chương Phương pháp điều khiển trực tiếp mô men dùng mô phương pháp c_DTC - Bộ điều khiển servo mô có cấu trúc hình 4.6 - Mô hình toán học thực mô thể hình 2.11 - Việc mô tập trung vào mô điều khiển vị trí sử dụng ramp tuyến tính, gồm ramp tạo tốc độ tăng giảm tốc tuyến tính số, ramp có tăng tốc độ giảm tốc tuyến tính - Vị trí, tốc độ gia tốc trục động tương ứng vị trí không gian (radian), tốc độ góc (radian/giây) gia tốc góc (radian/giây^2) Cao học Tự động hóa Khóa 2002 Nội Đại học Bách khoa Hà 92 - Mô hình mô có sử dụng khâu hạn chế đầu điều chỉnh vị trí - Tải đưa vào toàn thời gian chạy mô Cao học Tự động hóa Khóa 2002 Nội Đại học Bách khoa Hà 93 4.4.2 Kết qủa điều khiển vị trí sử dụng ramp tuyến tính 4.4.2.1 Ramp cã vïng tèc ®é h»ng sè H.4.12a H.4.12b H.4.12c H.4.12d H.4.12e H.4.12f Cao häc Tù ®éng hãa – Khóa 2002 Nội H.4.12g Đại học Bách khoa Hà H4.12h 94 H.4.12 i H.4.12j Hình 4.12(a ữ k) Kết qủa mô hệ thống điều khiển vị trí sử dơng ramp tun tÝnh cã vïng tèc ®é h»ng sè H.4.12k 4.4.2.2 Ramp vùng tốc độ số H.4.13a Cao häc Tù ®éng hãa – Khãa 2002 Néi H.4.13b Đại học Bách khoa Hà 95 H.4.13c H.4.13e H.4.13g H.4.13d H.4.13f H.4.13h Hình 4.13(a ữ h) Kết qủa m« pháng sư dơng ramp tun tÝnh kh«ng cã vùng tốc độ số 4.4.2.3 Kết hợp ramp tạo tốc độ không tạo tốc độ số H.4.13g H.4.14b H.4.14a Cao häc Tù ®éng hãa – Khãa 2002 Nội H.4.14c Đại học Bách khoa Hà H.4.14d 96 H.4.15e H.4.15g H.4.15i H.4.15f H.4.15h H.4.15j Hình 4.15(a ữ k) Kết qủa mô kết hợp ramp tuyến tính tạo tốc độ số không tạo tốc độ h»ng sè Cao häc Tù ®éng hãa – Khãa 2002 Nội H.4.15k Đại học Bách khoa Hà 97 4.4.3 Nhận xét - Hệ truyền động vị trí ứng dụng điều khiển trực tiếp mô men cho đáp ứng vị trí bám theo giá trị vị trí đặt tốt Sai lệch vị trí gần không - Hệ thống đáp ứng nhanh - Gặp số vấn đề khởi động, tạo độ giật - Dòng điện mô men lúc khởi động lớn chưa hạn chế mô men giá trị gia tốc tăng tốc lớn - Các kết qủa mô cho thấy, hoàn toàn ứng dụng điều khiển servo đà đề xuất vào thực tế sản xuất nố đơn giản cho kết qủa tốt Cao học Tự động hóa Khóa 2002 Nội Đại học Bách khoa Hà 98 Kết luận Trong khoảng thời gian nhận ®Ị tµi tõ ngµy 1/3/2004 ®Õn ngµy hoµn thµnh ln văn ngày 15/11/2004, luận văn tốt nghiệp đà có kết qủa sau: - Xây dựng mô hình toán học động không đồng xoay chiều ba pha dạng biểu thức toán học - Mô tả, so sánh kết qủa phương pháp ®iỊu khiĨn tiªn tiÕn cho hƯ trun ®éng ®iỊu khiĨn động không đồng xoay chiều ba pha - Mô số trường hợp điều khiển trực tiếp mô men theo bảng chọn simulink, nhận xét đánh giá; mô tả phương pháp nâng cao chất lượng điều khiển trực tiếp mô men - Xây dựng điều khiển servo hệ điều khiển vị trí động không đồng xoay chiều ba pha, mô đưa giải pháp ứng dụng điều khiĨn vi xư lý tÝn hiƯu sè DSP - TMS320F240 điều khiển động Các kết qủa cho thấy có thĨ øng dơng cÊu tróc bé ®iỊu khiĨn servo ®· trình bày vào thực tế Các kết qủa đạt sở để phát triển đề tài sau tiến hành thiết kế thử nghiệm, xây dựng hệ truyền động không dùng cảm biến tốc độ, Đề tài rộng so với phạm vi, yêu cầu thời gian ngắn đề tài tốt nghiệp Nó hoàn toàn phát triển thực tế người nghiên cứu có nhiều đầu tư thời gian, vật chất, với hỗ trợ khác Cao học Tự động hóa Khóa 2002 Nội Đại học Bách khoa Hà 99 Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Bính, Điện tử công suất , nhà xuất khoa học kỹ thuật [2] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi, Điều chỉnh tự động truyền động điện , nhà xuất khoa học kỹ thuật [3] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Bùi Thị Hiền, Truyền động điện, nhà xuất khoa học kỹ thuật [4] Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Mạnh Tiến, Đoàn Quang Vinh, Điều khiển động xoay chiều cấp từ biến tần bán dẫn, nhà xt b¶n khoa häc kü tht [5] Ngun Phïng Quang, Điều khiển tự động truyền động điện xoay chiều ba pha, nhà xuất khoa học kỹ thuật [6] Nguyễn Phùng Quang, Truyền động điện thông minh, nhà xuất khoa häc kü tht [7] Ngun Phïng Quang, “Matlab vµ Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động, nhà xuất khoa học kỹ thuật [8] Nguyễn Mạnh Tiến, Hệ thống điều khiển truyền động điện biến tần không dùng cảm biến tốc độ , luận án tiến sỹ kỹ thuật, 1998 [9] Võ Việt Sơn, Hệ thống điều khiển thích nghi tối ưu, giảng, Hà Nội, 1999 [10] “A comparative study of field-oriented and direct-torque control of induction motors reference to shaft-sensorless control at low and zero-speed“ Wolbank,T.A.Moucka,A.;Machl,J.L.; Intelligent Control, 2002 Proceedings of the 2002 IEEE Internatinal Symposiumon, 27-30 Oct.2002 [11] “Implementation of direct torque control of induction machine utilising TMS320C31 digital signal processor” Yatim, A.H.M.; Idris, N.R.N.; Signal Cao häc Tù ®éng hãa – Khãa 2002 Nội Đại học Bách khoa Hà 100 rocessing and its Applications, Sixth International, Symposium on 2001 , Volume: , 13-16 Aug 2001 [12] “A new direct torque control strategy for flux and torque ripple reduction for induction motors drive by using space vector modulation”, Lixin Tang; Rahman,M.F.; Power Electronics Specialists Conference, 2001 PESC 2001 IEEE 32nd Annual , Volume: , 17-21 June 2001 [13] “An induction motor position control system with direct torque control” Min-Huei Kim; Nam-Hun Kim; Min-Ho Kim; Dong-Hee Kim; Industrial Electronics, 2001 Proceedings ISIE 2001 IEEE International Symposium on , Volume: , 12-16 June 2001 [14] “A comparison of direct torque control methodologies for induction motor “, Marino,P ; D'Incecco,M.;Visciano, N.; Power Tech Proceedings, 2001 IEEE Porto , Volume: , 10-13 Sept 2001 [15] “Real-time implementation of direct torque control of an induction machine 31T by fuzzy logic controller”, Bacha, F.; Dhifaoui, R.; Buyse, H.; Electrical T Machines and Systems, 2001 ICEMS 2001 Proceedings of the Fifth International Conference on , Volume: , 18-20 Aug 2001 [16] “Improve direct torque control performance of induction motor with duty ratio modulation”, Pengcheng Zhu; Yong Kang; Jian Chen; Electric Machines and Drives Conference, 2003 IEMDC'03 IEEE International , Volume: , 1-4 June 2003 [17] “Constant frequency torque and flux controllers for direct torque control of induction machines”, ldris, N.R.N.; Yatini, A.H.M.; Muhamad, N.D.; Ling, T.C.; Power Electronics Specialist, 2003 PESC '03 IEEE 34th Annual Conference on , Volume: , June 15-19, 2003 [18] “Comparison of different state models in direct torque control of induction machines operating without speed sensor”, El Hassan, J.; Westerholt, E.V.; Roboam, X.; De Fornel, B.; Industry Applications Conference, 2000 Conference Record of the 2000 IEEE , Volume: , 8-12 Oct 2000 Cao häc Tù ®éng hóa Khóa 2002 Nội Đại học Bách khoa Hà 101 [19] “Speed sensor-less direct torque control of an induction machine in low speed region”, Jixiong Wu; Yongdong Li; Jie Chen; Hu Hu; Power Electronics and Motion Control Conference, 2000 Proceedings PIEMC 2000 The Third International , Volume: , 15-18 Aug 2000 [20] “Direct torque control and current limitation method in start up of an T induction machine“, Chapuis, Y.A.; Roye, D.; Power Electronics and Variable 31T Speed Drives, 1998 Seventh International Conference on (IEE Conf Publ No 456) , 21-23 Sept 1998 [21] Texas Instrument : “DigitalSignalProcessing Solutions for Motor Control Using the TMS320F240 DSP-Controller ”, S.Bejerke; ESIEE, Paris, September 1996 Cao häc Tù ®éng hãa Khóa 2002 Nội Đại học Bách khoa Hà ... tên Nghiên cứu, thiết kế hệ truyền động servo dùng động không đồng để nghiên cứu Nội dung luận văn nhằm đạt vấn đề hệ thống lại so sánh hệ truyền động điều khiển tần số véc tơ động không đồng hệ. .. lý mạnh ưu điểm động xoay chiều Nên hướng nghiên cứu xây dựng hệ truyền động servo cho động xoay chiều động servo truyền thống quan tâm nhằm thỏa mÃn yêu cầu trên, có động không đồng xoay chiều...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Vũ Văn Trọng NGHIÊN CứU THIếT Kế Hệ THốNG TRUYềN Động servo dùng động không đồng Chuyên ngnh: Tự động hoá LUN