Bài giảng Điều khiển máy điện: Giới thiệu về điều khiển vector & Giới thiệu RFOC - Nguyễn Ngọc Tú cung cấp cho học viên những kiến thức về điều khiển định hướng trường (FOC), so sánh điều khiển vector và V/f, nguyên lý điều khiển Vector, điều khiển vector hay định hướng trường,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Điều khiển máy điện -Giới thiệu điều khiển vector -Giới thiệu RFOC Bộ mơn Thiết bị điện Ơn tập (1) Chứng minh cơng thức tính moment sau tương đương: Bộ mơn Thiết bị điện Ơn tập (2) Một động khơng đồng có tham số sau (đã qui đổi stator): Rs=10 ohm; Rr=6,3 ohm ; Lγs=Lγr=0,04H ; Lm=0,4H Máy vận hành 1425 vòng/phút cung cấp nguồn 380V/50Hz Máy có cực, nối Y vận hành xác lập Máy cấp nguồn, dạng hình sin, điện áp pha quy định bởi: 2 4 v V cos( t ) vc V cos(t ) va V cos(t ) b 3 Viết điện áp pha stator thành phần trục alpha-beta điện áp pha vector không gian hệ quy chiếu tĩnh Tính dịng điện stator vector khơng gian thành phần alpha-beta hệ tọa độ alpha-beta Bộ môn Thiết bị điện Giới thiệu Điều khiển V/f thích hợp cho ứng dụng mà khơng địi hỏi đáp ứng nhanh moment, từ trường hay tốc độ Một số ứng dụng địi hỏi phải có đáp ứng độ nhanh, hệ thống điều khiển V/f khơng thích hợp Trước hạn chế kỹ thuật thiết bị, hệ thống dùng động DC sử dụng Với phát triển thiết bị lý thuyết điều khiển vector nay, động kđb sử dụng để thay động DC cho ứng dụng đòi hỏi đáp ứng nhanh Bộ mơn Thiết bị điện Giới thiệu –Mơ hình ĐCKĐB trạng thái xác lập bỏ qua độ thay đổi tải thay đổi tần số stator Những đại lượng tăng nhanh ứng dụng truyền động có tốc độ thay đổi –Với ứng dụng có moment thay đổi nhanh, điều khiển V/f hay nối nguồn trực tiếp không cho chất lượng tốt Khi cần thiết phải biết tốc độ hay từ thơng điều khiển có chất lượng cao điều khiển vector Bộ môn Thiết bị điện Điều khiển định hướng trường (FOC) • Điều khiển định hướng trường (FOC) hay điều khiển vector phương pháp điều khiển dùng cho động kđb pha, moment tạo thành phần từ hóa từ thơng stator điều khiển độc lập • Mô theo hoạt động động DC • FOC cần thơng tin về: dịng điện, điện áp, từ thông tốc độ động Bộ mơn Thiết bị điện Ứng dụng Thích hợp cho tất ứng dụng trước sử dụng động DC -Các hệ thống servo điều khiển tốc độ hay vị trí, máy cơng cụ trục nâng, cần trục,… Bộ môn Thiết bị điện Bộ môn Thiết bị điện So sánh điều khiển vector V/f Điều khiển vector có đáp ứng tốt hơn, xác hơn, đặc biệt vùng tốc độ thấp Bộ môn Thiết bị điện Nguyên lý điều khiển Vector Các đại lượng vô hướng (u, i, từ thông) chuyển thành dạng vector không gian tương ứng Bằng cách điều khiển riêng biệt thành phần dòng điện d-q gián tiếp điều khiển từ thông moment Trong điều khiển, hai phép biến đổi ngược thực hiện: 1) Từ hệ qui chiếu d-q α-β; 2) Từ d*-q* a*, b*, c* Bộ môn Thiết bị điện PT điều khiển vector tốc độ trượt -Phương trình từ thông rotor định hướng -Tốc độ trượt tỉ lệ thuận với dòng moment số ksl Bộ môn Thiết bị điện Ứng dụng Bộ môn Thiết bị điện Góc từ thơng λ Góc từ thơng λ góc trục α vector từ thơng rotor Hệ qui chiếu dq quay với vận tốc ωe Điều khiển vector trực tiếp (feedback): -Từ thông rotor tính từ giá trị đo từ thơng khe hở khơng khí dịng stator đo -Từ thơng rotor ước lượng từ dòng áp stator đo Bộ mơn Thiết bị điện Góc từ thơng λ Cần điều khiển dịng moment isq dịng từ thơng isd Để tính isq isd cần biết góc từ thơng λ Dùng cảm biến để đo từ thông khe hở khơng khí ψ0 Bộ mơn Thiết bị điện Góc từ thông λ Lr r Llr is (1 r ) Llr is L0 Lr L0 r L0 r (1 r ) 0 Llr is r (1 r ) Llr is tan 1 r / r r (1 r ) Llr is Bộ môn Thiết bị điện RFOC trực tiếp Từ thông rotor ước lượng từ dịng stator từ thơng khe hở khơng khí Bộ môn Thiết bị điện RFOC trực tiếp Từ thông rotor ước lượng từ dòng stator áp stator Viết phương trình liên quan ??? Bộ mơn Thiết bị điện RFOC gián tiếp (feed-forward) Vị trí từ thơng rotor tính gián tiếp sau Bộ mơn Thiết bị điện RFOC gián tiếp (feed-forward) RFOC gián tiếp tiếp dịng Bộ mơn Thiết bị điện RFOC gián tiếp (feed-forward) RFOC gián tiếp tiếp áp Bộ môn Thiết bị điện Vòng điều khiển Bộ giới hạn Field weakening (nếu wr > we ) Sai số tốc độ moment lệnh Sai số moment isq lệnh we w Sai lệch imrd isd lệnh Bộ môn Thiết bị điện Bộ điều khiển PWM Hysteresis Đặc điểm: -Đơn giản, dễ thiết lập -Nhiễu đóng ngắt (switching noise) đáng kể -Điện áp pha thay đổi từ -E/2 tới E/2 pha khác từ E/2 tới –E/2 Điện áp dây thay đổi tới 2E với dV/dt cao (quá điện áp, ) Trong thương mại sử dụng PWM tiếp áp thay điều khiển Hysteresis Bộ môn Thiết bị điện Câu hỏi (1/2) Máy dùng pp điều khiển vector trực tiếp, isq điều khiển thành số, isd điều khiển thành dạng xung vuông 010A với chu kì 2s Từ thơng máy là: a/ số b/ xung vuông c/ tăng giảm theo hàm mũ d/ sóng sine Dạng sóng moment giống dạng sóng từ thơng? a/ Có b/ Khơng Bộ mơn Thiết bị điện Câu hỏi (2/2) Máy dùng pp điều khiển vector trực tiếp, isq điều khiển thành số, isd điều khiển thành dạng xung vuông 010A với chu kì 2s Nếu isd điều khiển thành số, isq thành dạng xung vuông, moment là: a/ số b/ xung vuông c/ tăng giảm theo hàm mũ d/ sóng sine Bộ mơn Thiết bị điện Bài tập (1) Một động không đồng bộ, cực, nối Δ có dịng tiêu thụ định mức 10.4A dịng khơng tải (dịng từ hóa) 6.2A Biết Lm2/Lr = 0.34 Tính -Giá trị định mức isd isq -Moment định mức Bộ môn Thiết bị điện ... thay điều khiển Hysteresis Bộ môn Thiết bị điện Câu hỏi (1/2) Máy dùng pp điều khiển vector trực tiếp, isq điều khiển thành số, isd điều khiển thành dạng xung vng 010A với chu kì 2s Từ thơng máy. .. môn Thiết bị điện Câu hỏi (2/2) Máy dùng pp điều khiển vector trực tiếp, isq điều khiển thành số, isd điều khiển thành dạng xung vng 010A với chu kì 2s Nếu isd điều khiển thành số, isq thành dạng... hướng trường (FOC) • Điều khiển định hướng trường (FOC) hay điều khiển vector phương pháp điều khiển dùng cho động kđb pha, moment tạo thành phần từ hóa từ thơng stator điều khiển độc lập • Mơ