V NăĐ ăT NăHAOăÀăT NGăQUANăCÁC
s motor i n
3.7.1 Đi uăkhi nătìmăki mătruy năth ng
Nguyên lý được đề cập lần đầu trong một cơng bố của Geppert năm 1982 cho điều khiển xe điện. Đề xuất đưa ra là khi khởi động điều khiển với tỉ số V/Hz định mứcvà khi đạt được mơmen yêu cầu khơngđổi thì giảm tỉ số V/Hz cho đến khi tìm được dịng nguồn DC là cực tiểu.
Ý tưởng được đề cập lần đầu bởi Kusko và Galler vào năm 1983. Nhĩm của
Kirschen thực hiện mơ phỏng đầu tiên vào năm 1985. Các kết quả thực nghiệm được báo cáo vào năm 1987. Họ đã thực hiện điều khiển tìm kiếm liên kết vớisơ đồ điều khiển véctơ từ thơng rotor và đã thực hiện tối thiểu cơng suất ngõ vào bộ lái, duy trì ngõ ra động cơ khơng đổi bằng cách điều khiển tốc độ với giả thiết đặc tính
tải khơng đổi như trong hình 3.12. Một hệ thống tương tự cũng được nghiên cứu bởi Chen và Yeh năm 1991.
Hình 3.12: Thực hiện điều khiển tìm kiếm cho bộ lái theo từ thơng rotor u điểm chính của điều khiển tìm kiếm là nĩ khơng phụ thuộc vào các thơng số
của động cơnhư các chiến thuật điều khiển khác mà vẫn tìm được hiệu suất tối ưu
đúng. Mặc khác, thời gian hội tụđể đạt được hiệu suất tối ưu dài (khơng dưới 4s) và cĩ thể xuất hiện các xung nhiễu liên tục trong mơmen và tốc độ phụ thuộc vào cách thức giải thuậtđược thiết kế. Thuật tốn tìm kiếm cĩ thể khĩ điều chỉnh để đảm bảo hội tụ chính xác trong mọi trường hợp. Nếu tối thiểu cơng suất thì cần các cảm biến
LVTN Chươngă3: Vấnăđ ăt năhaoăvà t ngăquanăcácPPĐK TUNL
CBHD: TS. NguyễnăThanhăPhương HVTH: 19 LêăViệtăSơ
chính xác và nhiều hơn, trừ khi dịng stator được lấytừ dịng nguồn DC nhờ vậy mà cơng suất nguồn DC dễ dàng thu thập được.
Nhĩm Kirschen thảo luận về nhiễu và tắt dần mơmen của bộ lái. Họ thấy rằng ở gần điểm hiệu suất tối ưu các nhiễu cho bước nhảy từ thơng trở nên lớn hơn và tắt
dần chậm hơn, nhưng điều này cĩ thể được bù bằng cách tăng độ lợi của bộ điều
khiển tốc độ.
Một vấn đề trong bộ lái điều khiển véctơ định hướng từ thơng rotor khơng chỉ
cho điều khiển tìm kiếm mà cịn cho tấtcả các chiến lược điều khiển TUNL là đáp ứng động cơ khi từ thơng giảm và yêu cầu mơmen lớn đột ngột. Khi từ thơng thấp và dịng stator bị giới hạn ở ngưỡng dịng danh định, động cơ khơng thể tải đủ
mơmen chỉ bằng cách tăng dịng mơmen. Nếu bộ lái khơng được biện pháp ngăn ngừa trước, nĩ sẽ phản ứng bằng cách tăng dịng tạo ra mơmen cho tới giá trị giới hạn, nhưng sau đĩ dịng từ thơng thì khơng tăng cho nên động cơ khơng thể tải
mơmen theo yêu cầu. Một đề xuất là sử dụng trí tuệ nhân tạo để gới hạn dịng mơmen cho tới khi giá trị từ thơng đạt tới danh định, sau đĩ tiếp tục tăng dịng
mơmen. Điều này chỉ làm giảm đặc tính động điều khiển một chút so với hệ thống hoạt động với từ thơng định mức.
Năm 1988 Sul và Park đề xuất một kiểu điều khiển tìm kiếm cho động cơ truyền động máy bơm. Giả thiết rằng đặc tính tải khơng đổi. Đặc tuyến mơmen tải
và tốc độ được chia thành nhiều phần. Trong suốt quá trình khởi động, động cơ
hoạt động theo đường tải với tốc độ từ 0 đến định mức, và trong mỗi phần của đường tải sử dụng một thuật tốn điều khiển tìm kiếm để tìm ra các tần số trượt
TUNL và lưu vào bộ nhớ. Khi hoạt động ở danh định thì động cơ được điều khiển theo tần số trượt sử dụng các tần số trượttối ưu làm giá trị tham chiếu. Kết quả là sơ đồ điều khiển rất đơn giản và rất nhanh khi hoạt động ở danh định, tuy nhiên khi
đặc tính tải thay đổi thì các giá trị tần số trượt tham chiếuphải được dị tìm lại. Nhĩm Moreira đã cơng bố vào năm 1989 và 1991 điều khiển tìm kiếm cho một bộ lái vơ hướng. Phát hiện ra là thay vì đo tốc độ, nĩ sẽ được ước lượng thành phần
LVTN Chươngă3: Vấnăđ ăt năhaoăvà t ngăquanăcácPPĐK TUNL
CBHD: TS. NguyễnăThanhăPhương HVTH: 20 LêăViệtăSơ
hài bậc 3 củađiện áp stator. Thêm vào đĩ, đối với các hệ thống mà đặc tính mơmen-
tốc độ là cố định, họ đề nghị bỏ qua việc đo hay ước lượng tốc độ và thay vào đĩ là việc ước lượng mơmen và sử dụng để chỉ thị cơng suất ngõ ra động cơ. Trong cả hai trường hợp đã tối thiểuđược cơng suất nguồn DC.
Năm 1996 Kioskeridis và Margaris đưa tài liệu dẫn chứng về những thuận lợi của việc tối thiểu dịng stator thay vì cơng suất ngõ vào. Tối thiểu dịng stator cĩ
những thuận lợi hơnso với cơng suất vì ít tốn các cảm biến hơn. Dựa trên tính tốn
họ đã cho thấy rằng nĩ cĩ ưu điểm đặc biệt trong các bộ láilớn và khi mà lái lớn rất khĩ để đo được tối thiểu cơng suất ngõ vào.
Nhiều tác giả đã thực hiện điều khiển tìm kiếm với những thay đổi nhỏ trong
thực tế. Năm 1991 Famouri và Cathey đã tối thiểu hĩa cơng suất vào BNL cho một
bộ lái vơ hướng bằng việc điều chỉnh tần số trượt rotor. Năm 1993 Blaabjerg và
Pedersen tối thiểu cơng suất nguồn DC bằng cách điều chỉnh tỉ số V/Hz như trong
hình 3.13
Hình 3.13: Ví dụ việc thực hiện tối ưu hiệu suất tìm kiếm trong bộ lái vơ hướng
Năm 1995 nhĩm Cleland đã đề xuất thực hiện điều khiển tìm kiếm trong một bộ
lái điều khiển vịng hở với đặc tính tải biết trước. Họ khẳng định cĩ thể điều chỉnh tốc độ mà khơng cần biết các thơng số động cơ, bằng việc tăng tần số stator mỗi khi giảm điện áp stator.