Điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc bằng phương pháp DTC kết hợp với điều khiển thích ứng mô hình đa biến

i TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Direct Torque Control (DTC) công nghệ điều khiển truyền động xoay chiều cao cấp Năm 1995 cơng nghệ ABB đưa vào sản phẩm ACS600 ACS1000 Nay công nghệ áp dụng rộng rãi cho họ biến tần hạ ACS800 Với biến tần sử dụng cơng nghệ DTC ( ABB) moment tốc độ động điều khiển trực tiếp dựa tình trạng điện từ motor giống trường hợp động chiều lại khác với biến tần sử dụng phương pháp PWM dựa vào tần số điện áp cấp vào biến tần DTC công nghệ tiên phong điều khiển biến thiên hai yếu tố moment từ thông motor Luận văn tập trung mô phương pháp điều khiển DTC động không đồng ba pha rotor lồng sóc với mơ hình động lý tưởng (bỏ qua tổn hao sắt từ bão hịa từ) kết hợp với điều khiển thích ứng mơ hình đa MRAS (Model Reference Adaptive System) Phần mở rộng luận văn điểu khiển DTC động khơng đồng ba pha rotor lồng sóc với mơ hình động có tổn hao sắt từ (khơng có phần MRAS) Matlab dùng để mô Kết hai mơ hình có khác ii MỤC LỤC Nội dung Trang Tóm tắt nội dung luận văn i Mục lục .ii Các kí hiệu iii Chương MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ 1.1 Động khơng đồng 1.1.1 Giới thiệu động không đồng 1.1.2 Các phương trình tốn học mô tả động 1.2 Mô động không đồng 1.2.1 Các phương trình tốn học để mơ động 1.2.2 Thông số động 1.2.3 Kết mô 1.3 Các phương pháp điều khiển động không đồng ( Website ABB) 1.3.1 Phương pháp V/f = const (điều khiển vô hướng) 1.3.2 Phương pháp định hướng từ trường FOC 1.3.3 Phương pháp điều khiển trực tiếp moment DTC Chương PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP MOMENT (DTC) ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 2.1 Một số khái niệm chung 2.2 Phương pháp điều khiển trực tiếp moment động (DTC) 2.2.1 Kỹ thuật điều khiển trực tiếp moment động 2.2.2 Giải thuật điều khiển DTC Takahashi iii 2.3 Mô 2.3.1 Kết mô 2.3.2 Nhận xét kết mô 2.4 Phân tích cụ thể cho giải thuật DTC 2.5 Điều khiển tốc độ động với giải thuật DTC 2.5.1 Bộ bù PI 2.5.2 Bộ bù PI có AntiWindup Chương ĐIỀU KHIỂN THÍCH ỨNG MƠ HÌNH ĐA BIẾN (MRAS) 3.1 Điều khiển khơng cảm biến 3.1.1 Giới thiệu 3.1.2 Nguyên lý mơ hình MRAS 3.2 Kết mô Chương PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP MOMENT (DTC) CÓ TỔN HAO SẮT TỪ 4.1 Giới thiệu 4.2 Mô động khơng đồng có tổn hao sắt từ 4.2.1 Mơ hình mơ động không đồng 4.2.2 Kết mô 4.2.3 Nhận xét 4.3 Điều khiển động không đồng phương pháp DTC có tổn hao sắt từ 4.3.1 Thông số mô 4.3.2 Kết mô 4.3.3 Nhận xét kết mô 4.4 Điều khiển tốc độ với giải thuật DTC có tổn hao sắt từ Chương SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG HAI PHƯƠNG PHÁP: DTC ĐỘNG CƠ LÝ TƯỞNG VÀ DTC ĐỘNG CƠ CÓ TỔN HAO SẮT TỪ iv 5.1 So sánh kết mô động lý tưởng động có tổn hao sắt từ 5.2 So sánh kết mô DTC động lý tưởng DTC động có tổn hao sắt từ 5.3 So sánh kết mô điều khiển vận tốc DTC động lý tưởng DTC động có tổn hao sắt từ 5.4 Nhận xét chung Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo v CÁC KÍ HIỆU DÙNG TRONG LUẬN VĂN usA, usB, uSc Điện áp pha stator isA, isB, isC Dòng điện pha stator ψsA, ψsB, ψsC Từ thơng móc vịng pha stator ura, urb, urc Điện áp pha rotor chưa quy đổi ira, irb, irc Dòng điện pha rotor chưa quy đổi ψra, ψrb, ψrc Dòng điện pha rotor sau quy đổi Rs Điện trở cuộn dây stator Rr Điện trở cuộn dây rotor sau quy đổi Rfe Điện trở thay có tổn hao sắt từ Lls Điện cảm rị cuộn dây stator Llr Điện cảm rò cuộn dây rotor u sk Vector điện áp tổng stator hệ tọa độ k (k=s,r…) Lm Điện cảm từ hóa Ls Điện cảm tổng stator Lr Điện cảm tổng rotor δ Khe hở khơng khí stator rotor ω, ωr Tốc độ động Te Moment điện từ trục động TL Moment tải trục động J Moment quán tính trục động P Số đôi cực động 1/s Phép tính tích phân s Phép tính vi phân • Nhân vô hướng hai vector vi ⊗ Nhân hữu hướng hai vector 1.1 Động không đồng 1.1.1 Giới thiệu động không đồng Động không đồng (ĐCKĐB) đặt biệt động rotor lồng sóc ngày sử dụng rộng rãi cơng nghiệp có nhiều ưu điểm động chiều (DC) khơng địi hỏi bảo trì thường xuyên, độ tin cậy cao, khối lượng quán tính nhỏ hơn, giá rẻ có khả làm việc mơi trường độc hại có khả cháy nổ Do đó, ĐCKĐB sử dụng rộng rãi công nghiệp so với tất loại động khác Tuy nhiên, phần lớn ĐCKĐB sử dụng ứng dụng với tốc độ không đổi, phương pháp điều khiển tốc độ ĐCKĐB trước thường đắt có hiệu suất Với phát triển mạnh mẽ kỹ thuật bán dẫn công suất cao kỹ thuật vi xử lý, điều khiển ĐCKĐB chế tạo với đáp ứng cao giá thành rẻ điều khiển động DC Do đó, ĐCKĐB thay động DC nhiều ứng dụng Dự kiến tương lai gần, ĐCKĐB sử dụng rộng rãi hầu hết hệ truyền động điều chỉnh tốc độ 1.1.2 Các phương trình tốn học mơ tả động Máy điện khơng đồng mơ tả hệ phương trình vi phân Các cuộn dây máy điện có cấu trúc phân bố phức tạp khơng gian Trong mơ hình hóa máy điện, ta chấp nhận điều kiện sau đây: - Các cuộn dây stator bố trí đối xứng mặt không gian - Dây quấn rotor qui đổi sang dây quấn stator - Bỏ qua tổn hao sắt từ bảo hòa mạch từ - Các giá trị điện trở điện cảm xem không đổi Xét máy điện không đồng có P đơi cực Tại thời điểm xét, trục pha a rotor lệch góc γ R so với trục pha A stator, tương ứng độ lệch góc điện rotor so với stator θr=Pγr isB β B Truïc pha a usB Y δ θr a b ura urb urc isA X usA α A Trục pha A c isC Z C Hình 1.1 Các cuộn dây stator rotor bố trí khơng gian Phương trình điện áp phía stator: u sA = Rs i sA + dψ sA dt (1.1) u sB = Rs i sB + dψ sB dt (1.2) u sC = Rs i sC + dψ sC dt (1.3) Phương trình điện áp phía rotor u = Rr ira + dψ dt (1.4) u rb = Rr irb + dψ rb dt (1.5) u rc = Rr irc + dψ rc dt (1.6) Từ thơng móc vòng stator ψ sA = L s i sA + M s i sB + M s i sC + M sr cos θ r ira + M sr cos(θ r + 2π / 3)irb + M sr cos(θ r + 4π / 3)irc (1.7) ψ sB = L s i sB + M s i sA + M s i sC + M sr cos(θ r + 4π / 3)ira + M sr cos θ r irb + M sr cos(θ r + 2π / 3)irc (1.8) ψ sC = L s i sC + M s i sB + M s i sA + M sr cos(θ r + 2π / 3)ira + M sr cos(θ r + 4π / 3)irb + M sr cos θ r irc (1.9) Từ thơng móc vịng rotor ψ = L r ira + M r irb + M r irc + M sr cos θ r i sA + M sr cos(θ r + 4π / 3)i sB + M sr cos(θ r + 2π / 3)i sC (1.10) ψ rb = L r irb + M r ira + M r irc + M sr cos(θ r + 2π / 3)i sA + M sr cos θ r i sB + M sr cos(θ r + 4π / 3)i sC (1.11) ψ rc = L r irc + M r irb + M r ira + M sr cos(θ r + 4π / 3)i sA + M sr cos(θ r + 2π / 3)i sB + M sr cos θ r i sC (1.12) Kết hợp phương trình từ (2.1) đến (2.12), phương trình điện áp stator rotor viết lại sau: ⎡v sA ⎤ ⎡ Rs + p L s ⎢v ⎥ ⎢ pM s ⎢ sB ⎥ ⎢ ⎢v sC ⎥ ⎢ pM s ⎢ ⎥=⎢ ⎢v ⎥ ⎢ p M sr cos θ ⎢v ⎥ ⎢ p M sr cos θ ⎢ rb ⎥ ⎢ ⎢⎣v rc ⎥⎦ ⎢⎣ p M sr cos θ pM s pM s p M sr cos θ p M sr cos θ1 Rs + p L s pM s pM s Rs + p L s p M sr cos θ p M sr cos θ1 p M sr cos θ p M sr cos θ p M sr cos θ p M sr cos θ p M sr cos θ1 p M sr cos θ Rr + p L r pM r pM r Rr + p L r p M sr cos θ1 p M sr cos θ pM r pM r p M sr cos θ ⎤ ⎡i sA ⎤ ⎥⎢ ⎥ p M sr cos θ1 ⎥ ⎢i sB ⎥ p M sr cos θ ⎥ ⎢i sC ⎥ ⎥⎢ ⎥ pM r ⎥ ⎢ira ⎥ ⎥ ⎢i ⎥ pM r ⎥ ⎢ rb ⎥ Rr + p L r ⎥⎦ ⎢⎣irc ⎥⎦ (1.13) Các phương trình vector khơng gian hệ tọa độ stator Trong mặt phẳng cắt vng góc với trục động cơ, ta thiết lập truc tọa độ (Oαβ) có tâm O O thuộc trục động cơ, trục Oα trục thực trùng với trục pha A stator Trục ảo (Oβ) vng góc với trục thực Hệ trục tọa độ (Oαβ) gắn với stator động Giả sử cuộn dây stator cấp nguồn từ hệ thống điện áp xoay chiều ba pha cân với tần số góc ωs (ωs=2 πfs) Tổng dịng điện pha stator isA, isB isC động khơng nối điểm trung tính: isA(t) + isB(t) + isC(t) = (1.14) mơ tả dạng vector is(t) quay không gian với tần số fs is = [ ] i sA (t ) + i sB (t )e j 2π / + i sC (t )e j 4π / = i sα + ji sβ (1.15) (i sA [cos(0) + j sin(0)] + i sB [cos(2π 3) + j sin( 2π 3)] + i sC [cos(4π 3) + j sin( 4π 3)]) is = = 1 3 [(isA – isB – isC ) + j( isB − i sC )] 2 2 Vậy ma trận chuyển đổi abc → αβ ⎡ − ⎡i sα ⎤ ⎢ ⎢i ⎥ = ⎢ 3 ⎣ sβ ⎦ ⎢0 ⎣⎢ ⎤ ⎡i ⎤ sA ⎥ ⎢i ⎥ ⎥ ⎥ ⎢ sB ⎥ − ⎢i ⎥ ⎦⎥ ⎣ sC ⎦ − (1.16) Suy phép chuyển đổi ngược αβ → abc ⎡ ⎢ ⎡ i sA ⎤ ⎢ ⎢i ⎥ = ⎢− ⎢ sB ⎥ ⎢ ⎢⎣i sC ⎥⎦ ⎢ ⎢− ⎣ ⎤ ⎥ ⎥ ⎡i sα ⎤ ⎥⎢ ⎥ ⎥ ⎣i sβ ⎦ 3⎥ − ⎥ ⎦ (1.17) 102 200 20 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 400 40 200 20 0 0.2 0.4 350 350 300 300 250 200 150 100 50 -50 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 1.8 1.6 1.8 1.6 1.8 200 150 100 50 -50 0.2 0.4 40 40 35 35 30 30 25 20 15 10 15 10 -5 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 0.2 0.4 Hình 5.17 Te 35 30 30 Moment dien tu (N.m) co IL 40 35 25 20 15 10 15 10 -5 0.3 0.4 Thoi gian (s) Hình 5.18 Te 1.4 20 -5 0.2 0.8 1.2 Thoi gian (s) 25 0.1 0.6 Hình 5.21 Te 40 1.4 20 -5 0.2 0.8 1.2 Thoi gian (s) 25 0 0.6 Hình 5.20 Wr Moment dien tu (N.m) co IL Moment dien tu (N.m) 1.6 Moment dien tu (N.m) 1.4 250 Hình 5.16 Wr -10 0.8 1.2 Thoi gian (s) Hình 5.19 wr, TL Van toc dien cua rotor (rad/s) co IL Van toc dien cua rotor (rad/s) Hình 5.15 wr, TL 0.6 0.5 0.6 0.7 -10 0.1 0.2 0.3 0.4 Thoi gian (s) Hình 5.22 Te 0.5 0.6 0.7 Moment tai (N.m) 40 Toc dat (rad/s) 400 Moment tai (N.m) Toc dat (rad/s) PI Vận tốc cao 40 40 35 35 30 30 Moment dien tu (N.m) co IL Moment dien tu (N.m) 103 25 20 15 10 25 20 15 10 0 -5 -5 -10 0.8 1.2 1.4 Thoi gian (s) 1.6 1.8 -10 0.8 1 0.9 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.2 0.4 1 0.8 0.8 0.6 0.4 0.2 -0.2 -0.4 -0.6 -1 -1 -0.8 -0.6 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.2 0.4 0.6 Tu thong stator theo truc Alpha (Wb) co IL 0.8 1.8 Hình 5.28 ψs Tu thong stator theo truc Beta (Wb) co IL Tu thong stator theo truc Beta (Wb) 1.8 0.1 -0.8 -0.4 -0.2 0.2 0.4 Tu thong stator theo truc Alpha (Wb) 0.6 0.8 0.6 0.4 0.2 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 -1 -0.8 Hình 5.25 ψsα,ψsβ Hình 5.29 ψsα,ψsβ 70 70 60 60 50 50 Dong dien stator pha A (A) co IL Dong dien stator pha A (A) 1.6 0.8 Hình 5.24 ψs 40 30 20 10 -10 -20 -30 1.4 Thoi gian (s) Hình 5.27 Te Bien tu thong stator (Wb) co IL Bien tu thong stator (Wb) co IL Hình 5.23 Te 1.2 40 30 20 10 -10 -20 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 Hình 5.26 isa 1.6 1.8 -30 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 Hình 5.30 isa 1.6 104 20 -500 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 500 40 20 -500 0.2 0.4 400 300 300 200 100 -100 -200 -300 -400 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 -300 0.2 0.4 Moment dien tu (N.m) co IL Moment dien tu (N.m) 30 20 10 -10 -20 1.6 1.8 -50 0.2 0.4 35 30 30 Moment dien tu (N.m) co IL Moment dien tu (N.m) 40 35 25 20 15 10 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 1.8 25 20 15 10 0 -5 -5 Hình 5.34 Te 0.6 Hình 5.37 Te 40 0.3 0.4 Thoi gian (s) 1.6 -20 Hình 5.33 Te 0.2 -40 0.1 1.8 -10 -30 1.4 10 -40 -10 0.8 1.2 Thoi gian (s) 20 -30 1.4 0.6 Hình 5.36 Wr 40 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.6 -200 30 0.6 -100 50 0.4 1.8 40 0.2 1.6 100 50 1.4 200 Hình 5.32 Wr -50 0.8 1.2 Thoi gian (s) Hình 5.35 wr, TL 400 Van toc dien cua rotor (rad/s) co IL Van toc dien cua rotor (rad/s) Hình 5.31 wr, TL 0.6 0.5 0.6 0.7 -10 0.1 0.2 0.3 0.4 Thoi gian (s) Hình 5.38 Te 0.5 0.6 0.7 Moment tai (N.m) 40 Van toc dat (rad/s) 500 Moment tai (N.m) Van toc dat (rad/s) PI Vận tốc cao có đảo chiều 40 40 35 35 30 30 Moment dien tu (N.m) co IL Moment dien tu (N.m) 105 25 20 15 10 25 20 15 10 0 -5 -5 -10 0.8 1.2 1.4 Thoi gian (s) 1.6 1.8 -10 0.8 Hình 5.39 Te 0.9 Bien tu thong stator (Wb) co IL Bien tu thong stator (Wb) 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.2 0.4 1 0.8 0.8 0.6 0.4 0.2 -0.2 -0.4 -0.6 -1 -1 -0.8 -0.6 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.2 0.4 0.6 Tu thong stator theo truc Alpha (Wb) co IL 0.8 1.8 Hình 5.44 ψs Tu thong stator theo truc Beta (wb) co IL Tu thong stator theo truc Beta (Wb) 1.8 0.1 -0.8 -0.4 -0.2 0.2 0.4 Tu thong stator theo truc Alpha (Wb) 0.6 0.8 0.6 0.4 0.2 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 -1 -0.8 Hình 5.41 ψsα,ψsβ Hình 5.45 ψsα,ψsβ 70 70 60 60 50 50 Dong dien stator pha A (A) co IL Dong dien stator pha A (A) 1.6 0.8 Hình 5.40 ψs 40 30 20 10 -10 -20 -30 1.4 Thoi gian (s) Hình 5.43 Te 0.9 1.2 40 30 20 10 -10 -20 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 Hình 5.42 isa 1.6 1.8 -30 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 Hình 5.46 isa 1.6 106 200 20 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 400 40 200 20 0 0.2 0.4 350 350 300 300 250 200 150 100 50 -50 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 1.6 1.8 1.6 1.8 150 100 50 -50 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 Hình 5.25 Wr 40 30 30 20 20 Moment dien tu (N.m) co IL Moment dien tu (N.m) 1.8 10 -10 -20 -30 -40 10 -10 -20 -30 -40 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 -50 0.2 0.4 Hình 5.49 Te 40 40 35 35 30 30 25 20 15 10 15 10 -5 0.2 0.3 0.4 Thoi gian (s) Hình 5.50 Te 1.4 20 -5 0.1 0.8 1.2 Thoi gian (s) 25 0 0.6 Hình 5.53 Te Moment dien tu (N.m) co IL Moment dien tu (N.m) 1.6 200 40 -10 1.4 250 Hình 5.48 Wr -50 0.8 1.2 Thoi gian (s) Hình 5.51 wr, TL Van toc dien cua rotor (rad/s) co IL Van toc dien cua rotor (rad/s) Hình 5.47 wr, TL 0.6 0.5 0.6 0.7 -10 0.1 0.2 0.3 0.4 Thoi gian (s) Hình 5.54 Te 0.5 0.6 0.7 Moment tai (N.m) 40 Van toc dat (rad/s) 400 Moment tai (N.m) Van toc dat (rad/s) PI Vận tốc thấp 40 40 35 35 30 30 Moment dien tu (N.m) co IL Moment dien tu (N.m) 107 25 20 15 10 25 20 15 10 0 -5 -5 -10 0.8 1.2 1.4 Thoi gian (s) 1.6 1.8 -10 0.8 Hình 5.55 Te 0.9 Bien tu thong stator (Wb) co IL Bien tu thong stator (Wb) 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.2 0.4 1 0.8 0.8 0.6 0.4 0.2 -0.2 -0.4 -0.6 -1 -1 -0.8 -0.6 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.2 0.4 0.6 Tu thong stator theo truc Alpha (Wb) co IL 0.8 1.8 Hình 5.60 ψs Tu thong stator theo truc Beta (Wb) co IL Tu thong stator theo truc Beta (Wb) 1.8 0.1 -0.8 -0.4 -0.2 0.2 0.4 Tu thong stator theo truc Alpha (Wb) 0.6 0.8 0.6 0.4 0.2 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 -1 -0.8 Hình 5.57 ψsα,ψsβ Hình 5.61 ψsα,ψsβ 70 70 60 60 50 50 Dong dien stator pha A (A) co IL Dong dien stator pha A (A) 1.6 0.8 Hình 5.56 ψs 40 30 20 10 -10 -20 -30 1.4 Thoi gian (s) Hình 5.59 Te 0.9 1.2 40 30 20 10 -10 -20 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 Hình 5.58 isa 1.6 1.8 -30 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 Hình 5.62 isa 1.6 108 200 20 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 400 40 200 20 0 0.2 350 350 300 300 250 200 150 100 50 -50 1.6 1.8 1.6 1.8 1.6 1.8 1.6 1.8 150 100 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 -50 0.2 0.4 35 30 30 Moment dien tu (N.m) co IL 40 35 25 20 15 10 15 10 -5 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 1.4 20 -5 0.2 0.8 1.2 Thoi gian (s) 25 0 0.6 Hình 5.68 Wr 1.6 1.8 -10 0.2 0.4 Hình 5.65 Te 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 Hình 5.69 Te 1 0.9 0.9 Bien tu thong stator (Wb) co IL Moment dien tu (N.m) 1.4 200 40 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.8 1.2 Thoi gian (s) 250 Hình 5.64 Wr -10 0.6 Hình 5.67 wr, TL Van toc dien cua rotor (rad/s) co IL Van toc dien cua rotor (rad/s) Hình 5.63 wr, TL 0.4 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Hình 5.66 ψs 1.4 1.6 1.8 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) Hình 5.70 ψs 1.4 Moment tai (N.m) 40 Toc dat (rad/s) 400 Moment tai (N.m) Toc dat (rad/s) PI có AntiWindup Vận tốc cao 1 0.8 0.8 Tu thong stator theo truc Beta (Wb) co IL Tu thong stator theo truc Beta (Wb) 109 0.6 0.4 0.2 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.2 0.4 Tu thong stator theo truc Alpha (Wb) 0.6 0.8 0.6 0.4 0.2 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 -1 -0.8 70 70 60 60 50 50 40 30 20 10 -10 -20 -30 0.8 1.8 Hình 5.73 ψsα,ψsβ Dong dien stator pha A (A) co IL Dong dien stator pha A (A) Hình 5.71 ψsα,ψsβ -0.6 -0.4 -0.2 0.2 0.4 0.6 Tu thong stator theo truc Alpha (Wb) co IL 40 30 20 10 -10 -20 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 Hình 5.72 isa 1.6 1.8 -30 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 Hình 5.74 isa 1.6 110 20 -500 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 500 40 20 -500 0.2 400 400 300 300 200 100 -100 -200 -300 -400 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 -300 0.2 0.4 Moment dien tu (N.m) co IL Moment dien tu (N.m) 30 20 10 -10 -20 1.6 1.8 1.6 1.8 1.6 1.8 -10 -20 -30 -40 1.6 1.8 -50 0.2 0.4 Hình 5.77 Te 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 Hình 5.81 Te 0.9 Bien tun thong stator (wb) co IL 0.9 0.8 Bien tu thong stator (Wb) 1.4 10 -40 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.8 1.2 Thoi gian (s) 20 -30 1.4 0.6 Hình 5.80 Wr 40 0.8 1.2 Thoi gian (s) -200 30 0.6 1.8 -100 50 0.4 1.6 40 0.2 1.4 100 50 0.8 1.2 Thoi gian (s) 200 Hình 5.76 Wr -50 0.6 Hình 5.79 wr, TL Van toc dien cua rotor (rad/s) co IL Van toc dien cua rotor (rad/s) Hình 5.75 wr, TL 0.4 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) Hình 5.78 ψs 1.4 1.6 1.8 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) Hình 5.82 ψs 1.4 Moment tai (N.m) 40 Van toc dat (rad/s) 500 Moment tai (N.m) Van toc dat (rad/s) PI có AntiWindup Vận tốc cao có đảo chiều 1 0.8 0.8 Tu thong stator theo truc Beta (Wb) co IL Tu thong stator theo truc Beta (Wb) 111 0.6 0.4 0.2 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.2 0.4 Tu thong stator theo truc Alpha (Wb) 0.6 0.8 0.6 0.4 0.2 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 -1 -0.8 70 70 60 60 50 50 40 30 20 10 -10 -20 -30 0.8 1.8 Hình 5.85 ψsα,ψsβ Dong dien stator pha A (A) co IL Dong dien stator pha A (A) Hình 5.83 ψsα,ψsβ -0.6 -0.4 -0.2 0.2 0.4 0.6 Tu thong stator theo truc Alpha (Wb) co IL 40 30 20 10 -10 -20 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 Hình 5.84 isa 1.6 1.8 -30 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 Hình 5.86 isa 1.6 112 200 20 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 400 40 200 20 0 0.2 350 350 300 300 250 200 150 100 50 -50 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 1.8 1.6 1.8 1.6 1.8 1.6 1.8 150 100 50 -50 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 Hình 5.92 Wr 40 30 30 20 20 Moment dien tu (N.m) co IL Moment dien tu (N.m) 1.6 10 -10 -20 -30 -40 10 -10 -20 -30 -40 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 -50 0.2 0.4 Hình 5.89 Te 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 Hình 5.93 Te 0.9 Bien tu thong stator (Wb) co IL 0.9 0.8 Bien tu thong stator (Wb) 1.4 200 40 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.8 1.2 Thoi gian (s) 250 Hình 5.88 Wr -50 0.6 Hình 5.91 wr, TL Van toc dien cua rotor (rad/s) co IL Van toc dien cua rotor (rad/s) Hình 5.87 wr, TL 0.4 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) Hình 5.90 ψs 1.4 1.6 1.8 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) Hình 5.94 ψs 1.4 Moment tai (N.m) 40 Van toc dat (rad/s) 400 Moment tai (N.m) Van toc dat (rad/s) PI có AntiWindup Vận tốc thấp 1 0.8 0.8 Ttu thong stator theo truc Beta (Wb) co IL Tu thong stator theo truc Beta (Wb) 113 0.6 0.4 0.2 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.2 0.4 Tu thong stator theo truc Alpha (Wb) 0.6 0.8 0.6 0.4 0.2 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 -1 -0.8 70 70 60 60 50 50 40 30 20 10 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 1.6 1.8 -30 Hình 5.96 isa 5.4 10 -20 0.4 1.8 20 -20 0.2 30 -10 0.8 40 -10 -30 -0.4 -0.2 0.2 0.4 0.6 Tu thong stator theo truc Alpha (A) co IL Hình 5.97 ψsα,ψsβ Dong dien stator pha A (A) Dong dien stator pha A (A) Hình 5.95 ψsα,ψsβ -0.6 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian (s) 1.4 1.6 Hình 5.98 isa Nhận xét chung Direct Torque Control: - Định hướng từ thơng tối ưu moment - Điều khiển trực tiếp moment từ thông - Có tổn hao moment điều khiển DTC động có tổn hao sắt từ - Sự suy giảm kích từ dao động từ thông vùng vận tốc thấp moment vùng vận tốc cao - Dịng khởi động khơng tốt - Tần số đóng cắt nghịch lưu biến thiên theo điểm làm việc động 114 Luận văn mô phương pháp DTC động không đồng lý tưởng phương pháp DTC động khơng đồng có tổn hao sắt từ mà thông số động không thay đổi.Trong thực tế, ảnh hưởng nhiệt độ làm thay đổi thông số động ( điện trở, điện cảm,…) làm giảm xác kết mơ với kết thực tế Vì tác giả sau nên xét DTC động khơng đồng có tổn hao sắt từ mà tham số động thay đổi theo nhiệt độ Mô đảo chiều DTC động không đồng có tổn hao sắt từ, moment điện từ dao động đảo chiều vận tốc, nên hiệu chỉnh hệ số PI Nên làm điều khiển không cảm biến DTC động khơng đồng có tổn hao sắt từ ( MRAS, Kalman,…), DTC động khơng đồng có bão hịa từ Kết hợp DTC có tổn hao sắt từ bão hòa từ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Nhờ; Điện tử công suất 1, Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM, 2002 [2] E.Levi; High Performance Drive Liverpool John Moores University, 1997 [3] E.Levi; A unified approach to main flux saturation modelling in D-Q axis models of induction machines, IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol 10, No.3, pp.455-460, September 1995 [4] E.Levi, T.Pham-Dinh; DTC of induction machines considering the iron loss, Electric Power Components and System, vol.30, no.6, 2002, pp.365-378 [5] M.Sokola, V.Vucko, E.Levi; Iron loss in current-controlled PWM inverter fed induction machines, 8th IEEE Mediterranean Electrotechnical Conf.MELECON, IEEE Cat.No.96 CH 35884, Bari, Italy, 1996, pp.361-364 [6] P.Vas, Sensorless Vector and Direct Torque Control Oxford University Press, 1998 [7] ABB technical guide, ABB website [8] Bimal K.Bose; Morden Power Electronics and AC Drives, Prentice Hall PTR [9] Dr.-Ing O.I.Okoro; Matlab simulation of induction machines with saturable leakage and magnetizing Inductances, the Pacific Journal of Science and Technology, Vol.5, No.1, 2003 TĨM TẮT LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên : PHẠM CÔNG DUY Phái : nam Ngày, tháng, năm sinh : 02/03/1978 Nơi sinh : Tiền Giang Địa liên lạc : số 54/3/27, Dương Quảng Hàm, F5, Q.Gị Vấp, TP.HCM Q trình đào tạo 10/1996 – 02/2001 : học Đại học ngành Kỹ thuật điện Đại học Bách Khoa TP.HCM hệ quy tập trung dài hạn 09/2003 – : học Cao học ngành Thiết bị, mạng nhà máy điện Đại học Bách Khoa Tp.HCM Q trình cơng tác 04/2001 – : công tác trường Đại học Công nghiệp Tp.HCM ... MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ 1.1 Động khơng đồng 1.1.1 Giới thiệu động không đồng 1.1.2 Các phương trình tốn học mô tả động 1.2 Mô động không đồng 1.2.1 Các phương. .. 1.3.2 Phương pháp định hướng từ trường FOC 1.3.3 Phương pháp điều khiển trực tiếp moment DTC Chương PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP MOMENT (DTC) ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ... 4.3 Điều khiển động không đồng phương pháp DTC có tổn hao sắt từ 4.3.1 Thông số mô 4.3.2 Kết mô 4.3.3 Nhận xét kết mô 4.4 Điều khiển tốc độ với giải