Bài giảng Điều khiển máy điện: Sensorless Control - Nguyễn Ngọc Tú cung cấp cho học viên những kiến thức về ước lượng dùng phương trình định hướng trường rotor, ước lượng độc lập với định hướng trường, các phương pháp ước lượng tốc độ, ước lượng bằng phương pháp MRAS,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Điều khiển máy điện Sensorless Control Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Giới thiệu • Encoder có giá thành cao • Cần thêm nguồn DC +/- 5V • Tín hiệu encoder dễ bị nhiễu Sensorless control - Ước lượng tốc độ rotor từ tín hiệu điện áp dịng điện (model based method) - Điều chỉnh moment từ thông ( >2-3Hz) tốt - Sai số xác lập ngang so với encoder phân giải tốt - Chất lượng động khơng điều khiển có cảm biến - Khó điều khiển moment tần số/tốc độ thấp Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Giới thiệu • Tốc độ ωr xác Rr ước lượng xác • Nói chung, độ xác cao đạt tới 4-8 vịng/phút, cho dù Rr xác (nếu Rr khơng nhận dạng online sai số lên 10-20 vịng/phút) • Tại tốc độ thấp ( 2-3Hz), Rs phải ước lượng xác Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Giới thiệu Xét mạch tương đương động xác lập Tốc độ thấp Vψ nhỏ, Vr >> Vψ Nếu Rs khơng xác Vr khơng Vì Vψ khơng xác khó ước lượng góc từ thơng moment Tại tốc độ thấp ωeLs nhỏ Chất lượng sensorless control phụ thuộc vào việc giải vấn đề tốc độ thấp Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Ước lượng dùng phương trình định hướng trường rotor Chứng minh? Điều khiển máy điện – N N Tú Định hướng trường Bộ môn Thiết bị điện Ước lượng dùng phương trình định hướng trường rotor Giả sử động hoạt động tốc độ đồng imrd = ids Để định hướng trường, cho giá trị lệnh vsd vsq, dψrd/dt = ψrq = Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Ước lượng dùng phương trình định hướng trường rotor ωe giá trị cần đưa vào động cơ, ˆ sl xác ˆ r e ˆ sl xác Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Ước lượng dùng phương trình định hướng trường rotor ωe tính từ điều khiển dịng isq (Nếu cần tăng moment ωe phải tăng để tạo thêm moment) isq dùng để tính ˆ sl isd dùng để điều khiển vsd Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Ước lượng dùng phương trình định hướng trường rotor ˆ r ˆ sl phụ thuộc vào độ xác thơng số phương trình điện áp X Y phụ thuộc vào Rs đưa đến vấn đề tốc độ thấp có giá trị lớn moment thay đổi nhanh σLs khơng xác định hướng trường Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Ước lượng độc lập với định hướng trường Nếu hệ qui chiếu quay với tốc độ zero (hệ qui chiếu gắn với stator) Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Ước lượng độc lập với định hướng trường is đo ADC vs lấy từ phát PWM Điều khiển máy điện – N N Tú Sơ đồ điều khiển định hướng trường trực tiếp Bộ môn Thiết bị điện Ước lượng độc lập với định hướng trường Có thể dùng hay khơng dùng cảm biến Việc tính λ phụ thuộc vào Rs: -Tại tốc độ thấp, λ định hướng trường khơng tốt -Cho dù dùng encoder, điều khiển khơng khởi động (cần thêm lượng boost voltage vào giá trị lệnh vsd*) Tại tốc độ hay 2Hz, định hướng trường tốt điều khiển gián tiếp Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Các phương pháp ước lượng tốc độ • Tính độ trượt • Tổng hợp trực tiếp từ phương trình trạng thái • MRAS Model reference adaptive system • Speed adaptive flux observer • Bộ lọc Kalman mở rộng EKF Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Ước lượng pp MRAS Từ thông tính từ phương trình stator rotor, sau so sánh với để tạo thành vector sai số (điều khiển để sai số 0) Điều khiển máy điện – N N Tú Voltage Model Bộ môn Thiết bị điện Ước lượng pp MRAS Cho ωe = Ref: IMeq.pdf Current Model Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Ước lượng pp MRAS Hai vector từ thông phải Nếu chưa ˆ r điều chỉnh sai số Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Ước lượng pp MRAS Chuyển hệ qui chiếu (HQC) stator αβ sang HQC rotor αβ: isαβ(stator) = isαβ(rotor).e-jθr θr vị trí rotor (góc HQC tĩnh HQC rotor) Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Ước lượng pp MRAS High-pass filter: dùng để loại bỏ thành phần DC tạo khâu tích phân, tần số cắt khoảng 1Hz Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Ước lượng pp MRAS ˆ r phụ thuộc vào tr (và Rs qua ˆ r ) V , không phụ thuộc tốt tốc độ 1Hz Nếu Rs xác, điều khiển tốt xuống tới 0Hz đặc biệt không tải Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Ước lượng MRAS Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện ... lập ngang so với encoder phân giải tốt - Chất lượng động khơng điều khiển có cảm biến - Khó điều khiển moment tần số/tốc độ thấp Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Giới thiệu • Tốc... tốt tốc độ 1Hz Nếu Rs xác, điều khiển tốt xuống tới 0Hz đặc biệt không tải Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Ước lượng MRAS Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện ... rotor) Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Ước lượng pp MRAS High-pass filter: dùng để loại bỏ thành phần DC tạo khâu tích phân, tần số cắt khoảng 1Hz Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ