ĐCTT có nguyên lý kế thừa từ động cơ quay nên phần lớn những nghiên cứu đối với động cơ này có nguồn gốc từ các nội dung đã thực hiện đối với động cơ quay bởi mối quan hệ tƣơng đƣơng về cấu tạo giữa hai nhóm động cơ này. Tuy vậy, do còn có những đặc điểm riêng đặc trƣng cho ĐCTT (ví dụ hiệu ứng đầu cuối,…).
2.2.2.1 Nguyên lý điều khiển chung
Cũng nhƣ những phƣơng pháp đã đƣợc thực hiện đối với động cơ quay, lúc này phƣơng pháp điều khiển cho ĐCTT vẫn dựa trên hai hƣớng chính dựa vào nguyên lý điều khiển vector và nguyên lý điều khiển vô hƣớng.
- Các phƣơng pháp đại diện cho hƣớng nghiên cứu sử dụng nguyên lý điều khiển vô hƣớng: U/f không đổi (với mục đích duy trì từ thông khe hở không đổi giúp tạo ra khả năng sinh mômen mong muốn), điều khiển độ trƣợt,… Tuy nhiên việc tạo ra từ thông khe hở không đổi sẽ gặp khó khăn khi phụ tải thay đổi vì sụt áp trên Stator phụ thuộc vào dòng chảy qua nó và điều này đƣợc khắc phục bằng cách điều khiển U/f sao cho từ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
thông khe hở là hàm của mômen tải. Các phƣơng pháp dựa trên nguyên lý điều kiển vô hƣớng có ƣu điểm dễ thực hiện nhƣng chúng đều gặp khó khăn trong việc nâng cao chất lƣợng của hệ truyền động (đặc biệt ở vùng tốc độ thấp).
- Nguyên lý điều khiển vector đã đƣợc trình bày trong hệ thống nhiều tài liệu. Đối với ĐCTT, việc vận dụng nguyên lý này cần dựa trên một hệ thống các vector mô tả một cách tƣờng minh các đại lƣợng vật lý (dòng điện, điện áp, từthông). Những công trình thuộc hƣớng nghiên cứu này có thể đƣợc chia thành các nhóm phƣơng pháp: Điều khiển trực tiếp mômen (DTC), tựa từ thông rotor (T4R), tựa theo hệ trục tọa độ tĩnh αβ.
+ Phƣơng pháp DTC gặp phải một số khó khăn nhƣ: Cơ sở lý luận trong việc lựa chọn bảng đóng cắt, mômen và từ thông đập mạch (đặc biệt ở vùng tốc độ thấp), tần số chuyển mạch các van liên tục thay đổi và nghịch lƣu đòi hỏi sử dụng các van có tần số đóng cắt lớn.
+ Nguyên lý điều khiển T4R chiếm phần lớn trong các nghiên cứu, triển khai bởi khả năng cho phép tách các thành phần dòng tạo từ thông và dòng tạo lực đẩy từ các dòng điện chảy trong các cuộn dây pha phần sơ cấp của động cơ. Để thực hiện điều này thì cần thiết phải xác định chính xác vị trí tƣơng đối giữa trục của từ thông rotor và trục của cuộn dây pha, đó chính là vị trí đỉnh cực trong ĐCTT.
+ Phƣơng pháp dựa trên hệ trục tọa độ tĩnh αβ hệ trục này không có ý nghĩa tƣờng minh về mặt vật lý.
2.2.2.2 Phƣơng pháp điều khiển.
Cũng nhƣ đối với động cơ quay, nhiệm vụ điều khiển ĐCTT gồm hai nội dung chính, đó là đảm bảo chất lƣợng về mặt động học và động lực học.
- Về mặt chất lƣợng động học thể hiện ở các đáp ứng tốc độ, vị trí đƣợc can thiệp chủ yếu bởi mạch vòng điều chỉnh bên ngoài. Một số nghiên cứu tiêu biểu đã đề cập đến khả năng khắc phục hệ thống trở nên kém bền vững, rất nhạy đối với các tác động phụ nhƣ lực ma sát, hiệu ứng đầu cuối, tải thay đổi, phân bố từ thông không sin,…là:
+ Đƣa ra phƣơng án thiết kế bộ điều chỉnh tốc độ theo phƣơng pháp điều khiển PI – Tự chỉnh kết hợp với những kỹ thuật ƣớc lƣợng phù hợp ở vùng tốc độ thấp giúp đạt đƣợc chất lƣợng tốt ở vùng làm việc này.
+ Phƣơng pháp thiết kế cuốn chiếu Backstepping cũng đƣợc sử dụng để khắc phục ảnh hƣởng của ma sát và lúc này bộ điều khiển đƣợc thiết kế dựa trên mô hình ƣớc lƣợng ma sát Lugrie.
+ Bộ điều khiển trƣợt với ƣu điểm đảm bảo cho giá trị thực nhanh chóng bám theo lƣợng đặt từ những quỹ đạo đƣợc lựa chọn cũng đã đƣợc sử dụng để điều khiển ĐCTT. Tuy nhiên phƣơng pháp này gặp khó khăn trong việc xác định mặt trƣợt và hiện tƣợng dao động quanh quỹ đạo trƣợt.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Có thể thấy tất cả các nghiên cứu nêu trên vẫn chƣa xét đến việc nâng cao chất lƣợng động học trong các chế độ vận hành phi tuyến (khi hoặc cả dòng và áp đi vào giới hạn hoặc chỉ có điện áp bị giới hạn ở dải tốc độ cao), hay khi tốc độ cần gia tốc, biến đổi nhanh trong một khoảng thời gian nhỏ. Cũng cần lƣu ý rằng chế độ làm việc nói trên thƣờng xuyên xảy ra đối với các hệ chuyển động thẳng (CNC, hexapod,...)
Để làm rõ hơn chúng ta sẽ đi tìm nghiên cứu về mô hình hóa cho động cơ tuyến tính