Điều khiển động cơ không đồng bộ có kể đến tổn hao sắt và bão hòa từ dùng phương pháp định hướng từ thông và fuzzy logic

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HỒNG ĐĂNG KHOA ĐỀ TÀI: MƠ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ CĨ KỂ ĐẾN TỔN HAO SẮT VÀ BÃO HÕA TỪ DÙNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH HƯỚNG TỪ THÔNG VÀ FUZZY LOGIC CHUYÊN NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH – THÁNG 12 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 TRỊNH HOÀNG HƠN Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc sĩ bảo vệ/nhận xét HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 08 tháng 12 năm 2011 Thành phần hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Chủ tịch: ……………………………………………………………… Thư ký: ……………………………………………………………… Ủy viên: ……………………………………………………………… CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo TP HCM, ngày 22 tháng 11 năm 2011 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Hoàng Đăng Khoa Giới tính : Nam Ngày, tháng, năm sinh : 25/06/1984 Nơi sinh : Bình Đại – Bến Tre Chuyên ngành : Thiết bị mạng Nhà máy điện Khoá (Năm trúng tuyển) : 2010 Tên đề tài: Mô điều khiển động khơng đồng có kể đến tổn hao sắt bão hòa từ dùng phương pháp định hướng từ thông Fuzzy Logic Nhiệm vụ luận văn: - Tìm hiểu sở lý thuyết động không đồng ba pha - Xây dựng mơ hình tốn học cho điều khiển dùng fuzzy logic - Mơ thuật tốn động cơ, kiểm tra tính thích nghi, tính bền vững, ổn định mơ hình Ngày giao nhiệm vụ: Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Họ tên cán hướng dẫn: TS Trịnh Hoàng Hơn 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) LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Thầy Trịnh Hoàng Hơn tận tâm hướng dẫn giúp đỡ tơi hồn thành tốt luận văn tốt nghiệp Cảm ơn Quý Thầy Cô Khoa Điện – Điện Tử, Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh, người tận tình giảng dạy tơi suốt khóa học, giúp tơi có kiến thức chun mơn để giải khó khăn đề tài Cảm ơn Thầy Trần Trung Tính Q Thầy Bộ mơn Kỹ Thuật Điện, Khoa Công Nghệ, Trường Đại học Cần Thơ tạo điều kiện cho tơi học Cảm ơn gia đình, bạn bè, người thân động viên tinh thần lo lắng cho tơi suốt q trình thực luận văn TP HCM, ngày 22 tháng 11 năm 2011 Học viên Hồng Đăng Khoa i TĨM TẮT LUẬN VĂN Đặt vấn đề Ngày nay, điện phần tất yếu sản xuất công nghiệp đời sống người Đồng hành với phát triển mạnh mẽ ngành công nghiệp, động không đồng ngày ứng dụng rộng rãi đóng vai trị quan trọng ngành lượng điện, công nghiệp, sinh hoạt,… Động không đồng với nhiều ưu điểm gọn nhẹ, kết cấu đơn giản, làm việc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ, có khả làm việc mơi trường độc hại, nơi có khả cháy nổ cao, chi phí vận hành bảo dưỡng thấp sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác [6] Trong công nghiệp, động không đồng dùng làm nguồn động lực cho máy cán thép vừa nhỏ, cho máy công cụ, cho nhà máy công nghiệp nhẹ Trong nông nghiệp, động không đồng dùng làm máy bơm, máy gia công nông sản phẩm Trong đời sống ngày, động khơng đồng chiếm vị trí quan trọng với nhiều ứng dụng: quạt gió, máy bơm nước,… Với ưu điểm này, nên động không đồng ứng dụng rộng rãi nhiều ngành, nhiều lĩnh vực khác So với máy điện DC, việc điều khiển máy điện xoay chiều gặp nhiều khó khăn thơng số máy điện xoay chiều thông số biến đổi theo thời gian chất phức tạp mặt cấu trúc máy động xoay chiều so với máy điện chiều [24] nên việc tách riêng điều khiển moment từ thơng đề điều khiển độc lập địi hỏi hệ thống tính tốn cực nhanh xác việc quy đổi giá trị xoay chiều biến đơn giản Vì vậy, phần lớn động xoay chiều làm việc với ứng dụng có tốc độ khơng đổi phương pháp điều khiển trước dùng cho máy điện có giá thành đắt hiệu suất Vấn đề khó khăn việc ứng dụng động xoay chiều làm để dễ dàng điều khiển tốc độ điều khiển động chiều (DC) Do ý tưởng biến đổi máy điện xoay chiều thành máy điện chiều phương diện điều khiển đời, điều khiển vector Điều khiển vector cho phép điều khiển từ thơng moment hồn tồn độc lập với thông qua điều khiển giá trị tức thời dòng điện (động tiếp dòng) giá trị tức thời điện áp (động tiếp áp) Điều khiển vector cho phép tạo phản ứng nhanh xác từ thơng moment trình độ trình xác lập máy điện xoay chiều giống máy điện chiều Với phát triển nhanh chóng, ngành cơng nghiệp tự động ln địi hỏi cải tiến thường xuyên loại truyền động khác Yêu cầu chủ yếu làm tăng độ tin cậy, giảm khả tiêu thụ điện năng, giảm chi phí bảo dưỡng, tăng ii độ xác tăng khả điều khiển phức tạp Vì vậy, hệ truyền động động chiều trước sử dụng phổ biến dễ dàng điều khiển độc lập từ thông, moment cấu trúc hệ truyền động đơn giản chi phí mua, bảo trì động cao Vì vậy, với phát triển mạnh mẽ kỹ thuật bán dẫn công suất cao vi xử lý, điều khiển động không đồng chế tạo với đáp ứng tốt hơn, giá thành rẻ hơn, nhiều khả phát triển so với việc điều khiển động chiều Do động khơng đồng thay động chiều hầu hết ứng dụng Với yêu cầu hoạt động ngày cao, đòi hỏi đặc tính hoạt động động ngày phức tạp Vì vậy, u cầu đặt phải có phương pháp điều khiển động đáp ứng u cầu kỹ thuật tính hoạt động Ngồi phát triển điều khiển vector, phát triển khác ứng dụng lý thuyết điều khiển logic mờ (Fuzzy Logic) [1-4, 7-9], giải thuật di truyền (Genetic Algorithm - GA) [19], ứng dụng mạng nơron (Neutral Network - NN) [15],… tạo tiến vượt bậc việc tối ưu hóa cho hệ truyền động máy điện xoay chiều Trên sở tảng lý thuyết tập mờ, kỹ thuật điều khiển đại phát triển mạnh mẽ mang lại nhiều thành cơng bất ngờ điều khiển mờ Những vấn đề khó khăn gặp phải việc tổng hợp điều khiển phức tạp sử dụng phương pháp kinh điển như: độ phức tạp hệ thống cao, độ phi tuyến lớn, thường xuyên thay đổi trạng thái cấu trúc đối tượng,… giải hoàn hảo sử dụng điều khiển mờ Đặc điểm chung điều khiển mờ chúng làm việc theo nguyên tắc, chép lại kinh nghiệm, tri thức người điều khiển, vận hành máy móc, thiết bị,… Fuzzy logic đáp ứng yêu cầu nâng cao hệ số công suất động trình vận hành điều khiển [6, 12, 17] Các phương pháp điều khiển thông thường cần đến mơ hình đối tượng tuyến tính hay phi tuyến [25-27] Đối với điều khiển mờ nhờ vào quan hệ vào đối tượng phi tuyến nhận biết thông qua quan sát dùng làm sở để xây dựng hàm liên thuộc luật suy diễn Thông qua phép thử hiệu chỉnh ta tinh chỉnh điều khiển mờ để đạt kết tốt Mục đích luận văn Thành lập mơ hình mơ nghiên cứu điều khiển động khơng đồng ba pha Điều khiển động dùng phương pháp định hướng từ thông rotor theo phương pháp điều khiển trực tiếp, điều khiển dòng phương pháp vòng trễ Kết hợp điều khiển động sử dụng Fuzzy Logic với định hướng từ thông để điều khiển động không đồng bap lý tưởng, động khơng đồng bap có tổn hao sắt bão hòa từ So sánh đáp ứng tốc độ, moment từ thông hai loại động với phương pháp điều khiển khác iii Phương pháp tìm hiểu - Tìm hiểu sở lý thuyết động không đồng ba pha, lý thuyết điều khiển mờ - Dùng phần mềm Matlab/Simulink để mô động không đồng ba pha dùng Fuzzy Logic, ghi nhận kết mô phỏng, kiểm tra tính thích nghi, tính bền vững ổn định mơ hình Kết đạt Xây dựng mơ hình tốn học động khơng đồng ba pha lý tưởng động có tổn hao sắt bão hòa từ, xây dựng phương pháp điều khiển Fuzzy Logic để điều khiển So sánh ưu nhược điểm phương pháp động lý tưởng động có tổn hao sắt bão hịa từ Thuyết minh luận văn Nội dung luận văn gồm chương: - Chương 1: Tổng quan động không đồng ba pha phương pháp điều khiển - Chương 2: Mơ hình tốn học động khơng đồng bap - Chương 3: Mô động không đồng - Chương 4: Logic mờ - Chương 5: Điều khiển động sử dụng Fuzzy Logic - Chương 6: Kết luận phương hướng phát triển iv KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN VĂN * Vị trí số: - Chỉ số nhỏ góc phải trên: *, ref (reference): Giá trị đặt, lệnh - Chỉ số nhỏ góc phải dưới: + Chữ đầu tiên: s: Đại lượng mạch stator r: Đại lượng mạch rotor + Chữ thứ hai: a, b, c: Đại lượng ba pha stator d, q: Phần tử thuộc hệ tọa độ dq α, β: Phần tử thuộc hệ tọa độ αβ * Các đại lượng động không đồng ba pha: f : Tần số (Hz) iFe : Vector khơng gian dịng điện tổn hao mạch từ im : Vector khơng gian dịng điện mạch từ u s : Vector không gian điện áp stator ur : Vector không gian điện áp rotor i s : Vector khơng gian dịng điện stator ir : Vector khơng gian dịng điện rotor  s : Vector không gian từ thông stator  r : Vector khơng gian từ thơng rotor  : Góc vector từ thơng stator rotor a : Tốc độ góc hệ quy chiếu (rad/s)  s : Góc vector từ thơng stator với trục   r : Góc vector từ thơng rotor với trục   : Tốc độ góc rotor so với stator (rad/s) r : Tốc độ quay từ thơng rotor (rad/s) is : Dịng điện stator hệ quy chiếu đứng yên stator   trục α is : Dòng điện stator hệ quy chiếu đứng yên stator   trục β v idr : Dòng điện rotor hệ quy chiếu quay (dq) trục d iqr : Dòng điện rotor hệ quy chiếu quay (dq) trục q ids : Thành phần dòng điện stator hệ quy chiếu quay (dq) trục d iqs : Thành phần dòng điện stator hệ quy chiếu quay (dq) trục q us : Điện áp stator hệ tọa độ đứng yên stator   trục α us : Điện áp stator hệ tọa độ đứng yên stator   trục β udr : Thành phần điện áp rotor hệ quy chiếu quay (dq) trục d uqr : Thành phần điện áp rotor hệ quy chiếu quay (dq) trục q Lr : Điện cảm tổng rotor (H) Ls : Điện cảm tổng stator (H) RFe : Điện trở tổn hao sắt từ (Ω) Te : Moment điện từ động (N.m) TL : Moment tải (N.m) Vdc : Điện áp chiều nghịch lưu (V) * Các thông số động không đồng ba pha: Rs : Điện trở dây quấn stator (Ω) Rr : Điện trở dây quấn rotor (Ω) Lm : Hỗ cảm tổng động (điện cảm từ hóa) (H) Ls : Hỗ cảm dây quấn stator (H) Lr : Hỗ cảm dây quấn rotor (H) P: Số đơi cực J: Moment qn tính (kg.m2) * Các thông số định nghĩa thêm: Ls  Lm  Ls : Điện cảm stator (H) Lr  Lm  Lr : Điện cảm rotor (H) L Ts  s : Hằng số thời gian stator Rs L Tr  r : Hằng số thời gian rotor Rr   1 L2m : Hệ số từ tản tổng Ls Lr vi MỤC LỤC Chương TỔNG QUAN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN 1.1 Động không đồng 1.2 Cấu tạo động không đồng 1.2.1 Phần tĩnh (Stator): 1.2.2 Phần quay (Rotor): 1.2.3 Khe hở khơng khí: 1.3 Nguyên lý hoạt động động 1.4 Ứng dụng động không đồng 1.5 Các yêu cầu đặt việc điều khiển động 1.6 Các phương pháp điều khiển động không đồng 1.6.1 Phương pháp điều khiển V/f = const (điều khiển vô hướng) 1.6.2 Phương pháp điều khiển trực tiếp moment (DTC – Direct Torque Control) 1.6.3 Phương pháp định hướng từ trường (FOC – Field Oriented Control) Kết luận: Chương MÔ HÌNH TỐN HỌC ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ BA PHA 2.1 Các hệ tọa độ phương trình tốn học động không đồng 2.1.1 Hệ tọa độ vector không gian abc 2.1.2 Hệ trục tọa độ cố định stator (αβ) 2.1.3 Hệ trục tọa độ quay rotor (dq) 10 2.2 Phương trình tốn học động khơng đồng 10 2.2.1 Mô hình động khơng đồng lý tưởng 11 2.2.2 Mơ hình động khơng đồng có tổn hao sắt từ bão hịa từ 13 2.3 Các phương trình chuyển đổi hệ quy chiếu quay 16 2.3.1 Các phương trình chuyển đổi từ hệ tọa độ dq sang hệ tọa độ αβ 16 2.3.2 Các phương trình chuyển đổi từ hệ tọa độ abc sang hệ tọa độ αβ 17 2.3.3 Các phương trình chuyển đổi từ hệ tọa độ abc sang hệ tọa độ dq 17 vii Phụ lục Phụ lục Code giá trị đặt cho trình mơ động khơng đồng ba pha lý tưởng với điều khiển RFOC Fuzzy Logic: ơơ clear all Tsim = 2; Tsampling = 0.00001; W_ref = 150; Flux_ref = 1; TL = 5; Vm = 380; f = 50; % Thong so cua dong co Rs = 13; Rr = 9.39; Ls = 0.222; Lr = 0.222; Lm = 0.1888; Tr = Lr/Rr; P = 2; J = 0.0062; % thoi gian mo phong % chu ky lay mau (Ve) %rad/s % % % momen tai (Nm) Bien dien ap nguon (V) Tan so nguon dien pha (Hz) % % % % % % % % dien tro stator dien tro rotor dien cam stator dien cam rotor ho cam hang so thoi gian rotor so doi cuc momen quan tinh (kg.m^2) % Thong so dieu khien K = 20; b = 1; Ti = 0.01; T = 10; Td = 0; N = 1000; Kr = 0.5; Kt = 2; Fi = 1; % Thong so dat Tr = Lr/Rr; Ts = Ls/Rs; SS = - Lm*Lm/(Ls*Lr); T = 10; b = 1; Kp = 10; Ki = 2; Kd = 2; a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 = = = = = = = 1/(SS*Ts) + (1-SS)/(SS*Tr); (1-SS)/(SS*Tr*Lm); (1-SS)/(SS*Lm); 1/(SS*Ls); 1/Tr; 3*P*P*Lm*Lm/(2*Lr*J); P/J; Trang 114 Phụ lục Phụ lục Code vẽ đồ thị kết mô động không đồng ba pha lý tưởng với điều khiển RFOC Fuzzy Logic: load myFile, XX; clc close all t = XX(1,:); Va = XX(2,:); Vb = XX(3,:); Vc = XX(4,:); ia = XX(5,:); ib = XX(6,:); ic = XX(7,:); w = XX(8,:); Te = XX(9,:); Fir = XX(10,:); TL = XX(11,:); % Dien ap Va, Vb, Vc figure(1) subplot(3,1,1) title('DIEN AP QUA BO BIEN DOI INVERTER') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dien ap Va (V)') axis([0 -max(Va)-150 max(Va)+150]); hold on plot(t,Va,'b', 'LineWidth',1); grid subplot(3,1,2) xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dien ap Vb (V)') axis([0 -max(Vb)-150 max(Vb)+150]); hold on plot(t,Vb,'b', 'LineWidth',1); grid subplot(3,1,3) xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dien ap Vc (V)') axis([0 -max(Vc)-150 max(Vc)+150]); hold on plot(t,Vc,'b', 'LineWidth',1); grid % Dong dien chay qua dong co ia,ib,ic figure(2) subplot(3,1,1) title('DONG DIEN PHA A, PHA B, PHA C') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dong dien pha A (A)') axis([0 -10 10]); hold on plot(t,ia,'black', 'LineWidth',1); grid subplot(3,1,2) xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dong dien pha B (A)') axis([0 -10 10]); hold on plot(t,ib,'black', 'LineWidth',1); grid subplot(3,1,3) xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dong dien pha C (A)') axis([0 -10 10]); hold on plot(t,ic,'black', 'LineWidth',1); grid Trang 115 Phụ lục % Toc do, moment dien tu va moment tai va tu thong cua dong co figure(3) subplot(3,1,1) title('TOC DO, MOMENT VA TU THONG CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Toc w (rad/s)') axis([0 200]); hold on plot(t,w,'black', 'LineWidth',1) grid subplot(3,1,2) xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Moment Te va TL (N.m)') axis([0 -4 15]); hold on plot(t,Te,'blu', 'LineWidth',1) axis([0 -4 15]); hold on plot(t,TL,'r', 'LineWidth',2) grid subplot(3,1,3) xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Tu thong Fi (Wb)') axis([0 1.5]); hold on plot(t,Fir,'black', 'LineWidth',1) grid % Dien ap qua bo bien doi Inverter Va, Vb, Vc figure(4) subplot(3,1,1) title('DIEN AP QUA BO BIEN DOI INVERTER') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dien ap Va (V)') axis([0 -400 400]); hold on plot(t,Va,'b', 'LineWidth',1); grid subplot(3,1,2) xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dien ap Vb (V)') axis([0 -400 400]); hold on plot(t,Vb,'b', 'LineWidth',1); grid subplot(3,1,3) xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dien ap Vc (V)') axis([0 -400 400]); hold on plot(t,Vc,'b', 'LineWidth',1); grid % Toc cua dong co figure(5) title('TOC DO CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Toc w (rad/s)') axis([0 -10 160]); hold on plot(t,w,'black', 'LineWidth',1) grid % Toc cua dong co figure(6) title('TOC DO CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Toc w (rad/s)') axis([0.44 0.6 145 150.5]); hold on plot(t,w,'black', 'LineWidth',1) grid % Moment dien tu va moment tai va tu thong cua dong co figure(7) title('MOMENT DIEN TU VA MOMENT TAI CUA DONG CO') Trang 116 Phụ lục xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Moment Te va TL (N.m)') axis([0 -2 15]); hold on plot(t,Te,'blu', 'LineWidth',1) axis([0 -2 15]); hold on plot(t,TL,'r', 'LineWidth',2) grid % Moment dien tu va moment tai va tu thong cua dong co figure(8) title('MOMENT DIEN TU VA MOMENT TAI CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Moment Te va TL (N.m)') axis([0.48 0.56 -2 15]); hold on plot(t,Te,'blu', 'LineWidth',1) axis([0.48 0.56 -2 15]); hold on plot(t,TL,'r', 'LineWidth',2) grid % Tu thong cua dong co figure(9) title('TU THONG CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Tu thong Fi (Wb)') axis([0 1.05]); hold on plot(t,Fir,'black', 'LineWidth',1) grid % Tu thong cua dong co figure(10) title('TU THONG CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Tu thong Fi (Wb)') axis([0.45 0.8 1.05]); hold on plot(t,Fir,'black', 'LineWidth',1) grid % Dien ap Va figure(11) xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dien ap Va (V)') axis([0.4 0.6 -400 400]); hold on plot(t,Va,'b', 'LineWidth',1); grid Phụ lục Code giá trị đặt cho q trình mơ động khơng đồng ba pha có tổn hao sắt bão hịa từ với nguồn điện áp ba pha lý tưởng: clear all clc Tsim = 2; Tsampling = 0.00001; % % Thoi gian mo phong Chu ky lay mau (Ve) % Thong so nguon Vm = 380; f = 50; % % Bien dien ap nguon (V) Tan so nguon dien pha (Hz) % Thong Rs = Rr = Ls = Lr = P = J = % % % % % % Dien tro stator Dien tro rotor Dien cam stator Dien cam rotor So doi cuc Moment quan tinh (kg.m^2) so cua dong co 13; 9.39; 0.222; 0.222; 2; 0.0062; Trang 117 Phụ lục Phụ lục Code vẽ đồ thị kết mô động không đồng ba pha có tổn hao sắt bão hòa từ với nguồn điện áp ba pha lý tưởng: load myFile, XX; clc close all t = XX(1,:); Va = XX(2,:); Vb = XX(3,:); Vc = XX(4,:); ia = XX(5,:); ib = XX(6,:); ic = XX(7,:); w = XX(8,:); Te = XX(9,:); Fir = XX(10,:); TL = XX(11,:); % Dien ap Va figure(1) title('DIEN AP PHA A C?A DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dien ap Va (V)') axis([0 -max(Va)-150 max(Va)+150]); hold on plot(t,Va,'black', 'LineWidth',0.01); grid % Dien ap Vb figure(2) title('DIEN AP PHA B CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dien ap Vb (V)') axis([0 -max(Vb)-150 max(Vb)+150]); hold on plot(t,Vb,'black', 'LineWidth',0.001); grid % Dien ap Vc figure(3) title('DIEN AP PHA C CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dien ap Vc (V)') axis([0 -max(Vc)-150 max(Vc)+150]); hold on plot(t,Vc,'black', 'LineWidth',0.01); grid figure(4) subplot(3,1,1) title('DONG DIEN PHA A, PHA B VA PHA C CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dong dien pha A (A)') axis([0 -max(ia)-2 max(ia)+2]); hold on plot(t,ia,'black', 'LineWidth',0.1); grid subplot(3,1,2) title('DONG DIEN PHA B CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dong dien pha B (A)') axis([0 -max(ib)-2 max(ib)+2]); hold on plot(t,ib,'black', 'LineWidth',1); grid subplot(3,1,3) title('DONG DIEN PHA C CUA DONG CO') Trang 118 Phụ lục xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dong dien pha C (A)') axis([0 -max(ic)-2 max(ic)+2]); hold on plot(t,ic,'black', 'LineWidth',1); grid % Toc cua dong co figure(7) title('TOC DO CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Toc cua dong co w (rad/s)') axis([0 min(w)-10 max(w)+10]); hold on plot(t,w,'black', 'LineWidth',1) grid % Moment dien tu figure(8) title('MOMENT DIEN TU VA MOMENT TAI CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Moment dien tu Te va moment tai TL (N.m)') axis([0 min(Te)-2 max(Te)+15]); hold on plot(t,Te,'black', 'LineWidth',1) axis([0 min(TL)-2 max(TL)+15]); hold on plot(t,TL,'black', 'LineWidth',1) grid % Moment tai dat vao dong co figure(9) title('MOMENT DAT VAO DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Moment dien tu Te (N.m)') axis([0 min(TL)-2 max(TL)+5]); hold on plot(t,TL,'black', 'LineWidth',1) grid % Tu thong figure(10) title('TU THONG CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Tu thong rotor (Wb)') axis([0 min(Fir)-1 max(Fir)+1]); hold on plot(t,Fir,'black', 'LineWidth',1) grid % Dien ap Va, Vb, Vc figure(11) subplot(3,1,1) title('DIEN AP CUA NGUON BA PHA LY TUONG') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dien ap Va (V)') axis([0 0.2 -max(Va)-200 max(Va)+200]); hold on plot(t,Va,'r', 'LineWidth',0.01); grid subplot(3,1,2) xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dien ap Vb (V)') axis([0 0.2 -max(Vb)-200 max(Vb)+200]); hold on plot(t,Vb,'bl', 'LineWidth',0.01); grid subplot(3,1,3) xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dien ap Va, Vb, Vc (V)') axis([0 0.2 -max(Vc)-200 max(Vc)+200]); hold on plot(t,Vc,'black', 'LineWidth',0.01); grid % Toc cua dong co figure(12) subplot(3,1,1) Trang 119 Phụ lục title('TOC DO CUA DONG CO') xlabel(' '), ylabel('Toc w (rad/s)') axis([0 min(w)-10 max(w)+10]); hold on plot(t,w,'black', 'LineWidth',0.1) grid subplot(3,1,2) %title('MOMENT DIEN TU CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Moment TL va Te (N.m)') axis([0 min(Te)-2 max(Te)+25]); hold on axis([0 min(TL)-2 max(TL)+25]); hold on plot(t,Te,'black', 'LineWidth',0.1) plot(t,TL,'black', 'LineWidth',0.1) grid subplot(3,1,3) %title('TU THONG CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Tu thong stator (Wb)') axis([0 min(Fir) max(Fir)+0.1]); hold on plot(t,Fir,'black', 'LineWidth',0.1) grid Phụ lục Code giá trị đặt cho trình mơ động khơng đồng ba pha có tổn hao sắt bão hịa từ với điều khiển RFOC: clear all Tsim = 2; Tsampling = 0.00001; W_ref = 150; Flux_ref = 1; Vm = 380; f = 50; % Thong Rs = Rr = Ls = Lr = P = J = so dong co 13; 9.39; 0.222; 0.222; 2; 0.0062; % % % thoi gian mo phong chu ky lay mau (Ve) rad/s % % Bien dien ap nguon (V) Tan so nguon dien pha (Hz) % % % % % % dien tro stator dien tro rotor dien cam stator dien cam rotor so doi cuc momen quan tinh (kg.m^2) % Thong so dieu khien K = 20; b = 1; Ti = 0.01; T = 10; Td = 0; N = 1000; Kr = 0.5; Kt = 2; Tr = Lr/Rr; Ts = Ls/Rs; Trang 120 Phụ lục Phụ lục 10 Code vẽ đồ thị kết mô động khơng đồng ba pha có tổn hao sắt bão hòa từ với điều khiển RFOC: load myFile, XX; clc close all t = XX(1,:); Va = XX(2,:); Vb = XX(3,:); Vc = XX(4,:); ia = XX(5,:); ib = XX(6,:); ic = XX(7,:); w = XX(8,:); Te = XX(9,:); Fir = XX(10,:); TL = XX(11,:); % Dien ap Va figure(1) title('DIEN AP QUA BO BIEN DOI INVERTER Va') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dien ap Va (V)') axis([0 -max(Va)-150 max(Va)+150]); hold on plot(t,Va,'black', 'LineWidth',0.01); grid % Dien ap Vb figure(2) title('DIEN AP QUA BO BIEN DOI INVERTER Vb') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dien ap Vb (V)') axis([0 -max(Vb)-150 max(Vb)+150]); hold on plot(t,Vb,'black', 'LineWidth',0.001); grid % Dien ap Vc figure(3) title('DIEN AP QUA BO BIEN DOI INVERTER Vc') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dien ap Vc (V)') axis([0 -max(Vc)-150 max(Vc)+150]); hold on plot(t,Vc,'black', 'LineWidth',0.01); grid % Dong dien chay qua dong co ia, figure(4) title('DONG DIEN PHA A CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dong dien pha A (A)') axis([0 -15 15]); hold on plot(t,ia,'black', 'LineWidth',0.1); grid % Dong dien chay qua dong co ib figure(5) title('DONG DIEN PHA B CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dong dien pha B (A)') axis([0 -max(ib)-2 max(ib)+2]); hold on plot(t,ib,'black', 'LineWidth',1); grid Trang 121 Phụ lục % Dong dien chay qua dong co ic figure(6) title('DONG DIEN PHA C CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dong dien pha C (A)') axis([0 -max(ic)-2 max(ic)+2]); hold on plot(t,ic,'black', 'LineWidth',1); grid % Toc cua dong co figure(7) title('TOC DO CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Toc cua dong co w (rad/s)') axis([0 160]); hold on plot(t,w,'black', 'LineWidth',1) grid % Moment dien tu figure(8) title('MOMENT DIEN xlabel('Thoi gian (N.m)') axis([0 -4 10]); plot(t,Te,'black', axis([0 -4 10]); plot(t,TL,'black', grid TU VA MOMENT TAI CUA DONG CO') (s)'),ylabel('Moment dien tu Te va moment tai TL hold on 'LineWidth',1) hold on 'LineWidth',1) % Moment tai dat vao dong co figure(9) title('MOMENT DAT VAO DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Moment dien tu Te (N.m)') axis([0 min(TL)-2 max(TL)+5]); hold on plot(t,TL,'black', 'LineWidth',1) grid % Tu thong figure(10) title('TU THONG CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Tu thong rotor (Wb)') axis([0 0.8 0.4 0.8]); hold on plot(t,Fir,'black', 'LineWidth',1) grid % Dien ap Va, Vb, Vc figure(11) subplot(3,1,1) title('DIEN AP QUA BO BIEN DOI INVERTER') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dien ap Va (V)') axis([0 -max(Va)-150 max(Va)+150]); hold on plot(t,Va,'black', 'LineWidth',0.01); grid subplot(3,1,2) xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dien ap Vb (V)') axis([0 -max(Vb)-150 max(Vb)+150]); hold on plot(t,Vb,'black', 'LineWidth',0.001); grid subplot(3,1,3) xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dien ap Vc (V)') axis([0 -max(Vc)-150 max(Vc)+150]); hold on plot(t,Vc,'black', 'LineWidth',0.01); grid Trang 122 Phụ lục figure(12) subplot(3,1,1) title('TOC DO, MOMENT VA TU THONG CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Toc w (rad/s)') axis([0 min(w)-10 max(w)+10]); hold on plot(t,w,'blu', 'LineWidth',1) grid subplot(3,1,2) xlabel(''Thoi gian (s)'), ylabel('Moment TL va Te (N.m)') axis([0 -4 10]); hold on axis([0 -4 10]); hold on plot(t,Te,'blu', 'LineWidth',1) plot(t,TL,'red', 'LineWidth',2) grid subplot(3,1,3) xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Tu thong stator (Wb)') axis([0 min(Fir) max(Fir)+0.1]); hold on plot(t,Fir,'blu', 'LineWidth',1) grid figure(13) title('DONG DIEN PHA A CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dong dien pha A (A)') axis([0 -15 15]); hold on plot(t,ia,'black', 'LineWidth',0.1); grid figure(14) title('DONG DIEN PHA A CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dong dien pha A (A)') axis([0 0.8 -15 15]); hold on plot(t,ia,'black', 'LineWidth',0.1); grid Phụ lục 11 Code giá trị đặt cho q trình mơ động khơng đồng ba pha có tổn hao sắt bão hòa từ với điều khiển RFOC Fuzzy Logic: clear all Tsim = 2; Tsampling = 0.00001; w_ref = 150; Flux_ref = 1; Vm = 380; f = 50; % Thong Rs = Rr = Ls = Lr = P = J = so cua dong co 13; 9.39; 0.222; 0.222; 2; 0.0062; % % % Thoi gian mo phong Chu ky lay mau (Ve) rad/s % % Bien dien ap nguon (V) Tan so nguon dien pha (Hz) % % % % % % Dien tro stator Dien tro rotor Dien cam stator Dien cam rotor So doi cuc Momen quan tinh (kg.m^2) % Thong so dieu khien K = 20; b = 1; Ti = 0.01; Trang 123 Phụ lục T = 10; Td = 0; N = 1000; Kr = 0.5; Kt = 2; Fi = 1; Tr = Lr/Rr; Ts = Ls/Rs; Phụ lục 12 Code vẽ đồ thị kết mô động khơng đồng ba pha có tổn hao sắt bão hòa từ với điều khiển RFOC Fuzzy Logic: load myFile, XX; clc close all t = XX(1,:); Va = XX(2,:); Vb = XX(3,:); Vc = XX(4,:); ia = XX(5,:); ib = XX(6,:); ic = XX(7,:); w = XX(8,:); Te = XX(9,:); Fir = XX(10,:); TL = XX(11,:); figure(1) subplot(4,1,1) title('DONG DIEN, TOC DO, MOMENT VA TU THONG CUA DONG CO') xlabel(' '), ylabel('Dong dien ia (A)') axis([0 -max(ia)-2 max(ia)+2]); hold on plot(t,ia,'red', 'LineWidth',1); grid subplot(4,1,2) xlabel(' '), ylabel('Toc w (rad/s)') axis([0 min(w)-10 max(w)+10]); hold on plot(t,w,'blu', 'LineWidth',1) grid subplot(4,1,3) xlabel(' '), ylabel('Moment TL va Te (N.m)') axis([0 -2 15]); hold on axis([0 -2 15]); hold on plot(t,Te,'blu', 'LineWidth',1) plot(t,TL,'red', 'LineWidth',1) grid subplot(4,1,4) xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Tu thong stator (Wb)') axis([0 min(Fir) max(Fir)+0.1]); hold on plot(t,Fir,'blu', 'LineWidth',1) grid figure(2) title('DONG DIEN PHA A CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dong dien ia (A)') Trang 124 Phụ lục axis([0 -12 12]); hold on plot(t,ia,'black', 'LineWidth',1); grid figure(3) title('DONG DIEN PHA A CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Dong dien ia (A)') axis([0 0.8 -12 12]); hold on plot(t,ia,'black', 'LineWidth',1); grid figure(4) title('TOC DO CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Toc w (rad/s)') axis([0 160]); hold on plot(t,w,'blu', 'LineWidth',1) grid figure(5) title('TOC DO CUA DONG CO') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Toc w (rad/s)') axis([0.4 0.8 120 155]); hold on plot(t,w,'blu', 'LineWidth',1) grid figure(6) title('MOMENT DIEN TU VA MOMENT TAI') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Moment TL va Te (N.m)') axis([0 -3 15]); hold on axis([0 -3 15]); hold on plot(t,Te,'blu', 'LineWidth',1) plot(t,TL,'red', 'LineWidth',2) grid figure(7) title('MOMENT DIEN TU VA MOMENT TAI') xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Moment TL va Te (N.m)') axis([0.4 0.8 -3 15]); hold on axis([0.4 0.8 -3 15]); hold on plot(t,Te,'blu', 'LineWidth',1) plot(t,TL,'red', 'LineWidth',2) grid figure(8) xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Tu thong stator (Wb)') axis([0 1]); hold on plot(t,Fir,'blu', 'LineWidth',1) grid figure(9) xlabel('Thoi gian (s)'), ylabel('Tu thong stator (Wb)') axis([0.4 0.8 1]); hold on plot(t,Fir,'blu', 'LineWidth',1) grid Trang 125 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Abdulhakim Karakaya and Ercument Karakas, Performance Analysis of PM Synchronous Motors Using Fuzzy Logic, The Arabian Journal for Science and Engineering, Volume 33, Number 1B [2] Ahmed Abbou, Yassine Sayouti, Hassane Mahmoudi and Mohamed Akherraz, Recent Patents on Induction Motor and DTFC Based Fuzzy Logic, Recent Patents on Electrical Engineering 2008, 1, 244-252 [3] Ashok Kusagur, Dr S F Kodad, Dr B V Sankar Ram, AI Based Design of A Fuzzy Logic Scheme for Speed Control of Induction Motors Using SVPWM Technique, IJCSNS International Journal of Computer Science and Network Security, VOL.9 No.1, January 2009 [4] Azura Che Soh, Erny Aznida Alwi, Ribhan Zafira Abdul Rahman, Li Hong Fey, Effect of Fuzzy Logic Controller Implementation on A Digitally Controlled Robot Movement, Kathmandu University Journal of Science, Engineering and Technology Vol I, No V, September 2008, pp 28-39 [5] C Srisailam, Mukesh Tiwari, Dr Anurag Trivedi, Reduction in Iron Losses In Indirect Vector-Controlled IM Drive Using FLC, International Journal of Computer Science and Information Security, Vol 8, No 1, April 2010 [6] C Thanga Raj, Member IACSIT, S P Srivastava, and Pramod Agarwal, Energy Efficient Control of Three–Phase Induction Motor–A Review, International Journal of Computer and Electrical Engineering, Vol 1, No 1, April 2009 [7] D Ben Attous and Y Bekakra, Speed Control of A Doubly Fed Induction Motor Using Fuzzy Logic Techniques, International Journal on Electrical Engineering and Informatics – Volume 2, Number 3, 2010 [8] Emmanuel Hoang, Mohamed Gabsi, Michel Lécrivain, Bernard Multon, Influence of Magnetic Losses on Maximum Power Limits of Synchronous Permanent Magnet Drives in Flux - Weakening Mode [9] Hassan Baghgar Bostan Abad, Ali Yazdian Varjani, Taheri Asghar, Using Fuzzy Controller in Induction Motor Speed Control with Constant Flux, World Academy of Sciences, Engineering and Technology 11 2005 [10] Jagadish H Pujar and S.F Kodad, AI Based Direct Torque Fuzzy Control of AC Drives, International Journal of Electronic Engineering Research ISSN 0975 – 6450 Volume Number (2009) pp 233–244 [11] Jingchuan Li, M.S.E.E, Adaptive Sliding Mode Observer and Loss Minimization for Sensorless Field Orientation Control of Induction Machine, Dissertation, The Ohio State University 2005 [12] K.Ranjith Kumar, D.Sakthibala, Dr.S.Palaniswami, Efficiency Optimization of Induction Motor Drive Using Soft Computing Techniques, International Journal of Computer Applications (0975–8887) Volume 3–No.1, June 2010 [13] 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 [14] Mehdi Dhaoui, Lassaad Sbita, A New Method for Losses Minimization in IFOC Induction Motor Drives, International Journal of Systems Control (Vol.12010/Iss.2) [15] Mouloud Azzedine Denai, Sid Ahmed Attia, Fuzzy and Neural Control of An Induction Motor, Int J Appl Math Comput Sci., 2002, Vol.12, No.2, 221–233 [16] Pundaleek B H, Manish G Rathi, Vijay Kumar M G, Speed Control of Induction Motor: Fuzzy Logic Controller V/s PI Controller, IJCSNS International Journal of Computer Science and Network Security, VOL.10 No.10, October 2010 [17] R.Toufouti S.Meziane, H Benalla, Direct Torque Control for Induction Motor Using Fuzzy Logic, ACSE Journal, Volume (6), Issue (2), June, 2006 http://www.icgst.com/acse/Volume6/Issue2/P1110615001.pdf [18] Satish Maram, Hierrachical Fuzzy Control of The UPFC and SVC Located in AEP’s Inez Area, Master of Sciences in Electrical Engineering, 2003 [19] Taechon Ahn, Yangwon Kwon, and Haksoo Kang, Drive of Induction Motors Using a Pseudo-On-Line Fuzzy-PID Controller Basedon Genetic Algorithm, Transaction on Control, Automation and Systems Engineering Vol 2, No 2, June, 2000 [20] V Chitra, and R S Prabhakar, Induction Motor Speed Control Using Fuzzy Logic Controller, World Academy of Science, Engineering and Technology 23 2006 [21] Hồ Viết Phát, Điều khiển ước lượng thông số động không đồng theo phương pháp FOC sử dụng CARD DSPACE 1104, Luận văn Thạc sĩ năm 2010 [22] Lương Hồng Phong, Điều khiển định hướng từ thơng rotor động khơng đồng ba pha có xem xét ảnh hưởng bảo hòa từ, Luận văn Thạc sĩ năm 2009 [23] Nguyễn Hữu Phúc, Kỹ thuật điện – Máy điện quay, Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [24] Nguyễn Thị Phương Hà, Lý Thuyết điều khiển đại, Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2007 [25] Nguyễn Văn Nhờ, Điện tử công suất 1, Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh 2005 [26] Nguyễn Văn Nhờ, Cơ sở truyền động điện, Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2005 [27] Trần Cơng Binh, Hệ thống điều khiển số điều khiển máy điện, Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2010 [28] Trịnh Hồng Hơn, Điều khiển động khơng đồng dùng mơ hình nội, Luận văn Thạc sĩ, năm 2002 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Hoàng Đăng Khoa Sinh ngày: 25/06/1984 Nơi sinh: Bình Đại – Bến Tre Địa liên lạc: Bộ môn Kỹ thuật điện, Khoa Công nghệ, Trường Đại học Cần Thơ, Khu 2, Đường tháng 2, Thành phố Cần Thơ Điện thoại liên hệ: 0975219875 Quá trình đào tạo: - Năm 2003 – 2008: Học Đại học chuyên ngành Kỹ thuật điện, Trường Đại học Cần Thơ - Năm 2010 – nay: Học Cao học chuyên ngành Thiết bị mạng nhà máy điện, Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh mở Cần Thơ Q trình cơng tác: - Tháng 10/2008 – nay: Công tác Bộ môn Kỹ thuật điện, Khoa Công Nghệ, Trường Đại học Cần Thơ ... 3.3.1.2 Dùng Matlab Simulink mô động không đồng pha có tổn hao sắt từ bão hịa từ 45 3.3.1.3 Kết mơ động có tổn hao sắt từ bão hòa từ 50 3.3.2 Mô điều khiển động không đồng ba có tổn hao sắt. .. Tốc độ, moment từ thơng động có tổn hao sắt bão hịa từ 52 Hình 3.67 Mơ điều khiển động khơng đồng ba có xét đến tổn hao sắt từ bão hòa từ phương pháp định hướng từ thông rotor gián... Tên đề tài: Mô điều khiển động khơng đồng có kể đến tổn hao sắt bão hòa từ dùng phương pháp định hướng từ thông Fuzzy Logic Nhiệm vụ luận văn: - Tìm hiểu sở lý thuyết động không đồng ba pha -