rôtor lồng sóc .
Trên thị trờng hiện nay tồn tại rất nhiều loại biến tần sử dụng các phơng pháp điều chỉnh tần số theo các phơng thức khác nhau, chủ yếu là 4 kiểu :
+ Biến tần điều khiển theo phơng pháp tuyến tính U/f . + Biến tần điều khiển theo phơng pháp đa diểm U/f . + Biến tần điều khiển theo phơng pháp bình phơng U/f .
+ Biến tần điều khiển từ thông ( FCC - Flux Current Control ) .
Biến tần điều chỉnh từ thông ( FCC - Flux Current Control ) lại sử dụng nhiều phơng pháp , trong đó phơng pháp đợc coi là tiên tiến hiện nay là thực hiện điều chỉnh trực tiếp mômen .
1. Biến tần thực hiện điều chỉnh trực tiếp mômen :
* Nội dung phơng pháp
Điều chỉnh trực tiếp mômen động cơ không đồng bộ là phơng pháp rất mới, trong đó việc phối hợp điều khiển bộ biến tần và động cơ không đồng bộ là rất chặt chẽ. Lôgic chuyển mạch của biến tần dựa trên trạng thái điện từ của động cơ mà không cần đến điều chế độ rộng xung áp của biến tần. Do sử dụng công nghệ bán dẫn tiên tiến và các phần tử tính toán có tốc độ cao mà phơng pháp điều chỉnh trực tiếp mômen cho các đáp ứng đầu ra thay đổi rất nhanh, cỡ vài phần nghìn giây.
Phần cốt lõi của phơng pháp đợc mô tả trên hình dới, gồm các khối nh sau : bộ điều chỉnh có trễ với lôgic chuyển mạch tối u, mô hình động cơ cho phép tính toán nhanh và chính xác các giá trị thực của mômen, tốc độ quay của rotor và từ thông stator với tín hiệu vào là dòng điện các pha động cơ và
giá trị tức thời của điện áp mạch một chiều. Các giá trị thực này đợc so sánh với các giá trị đặt để tạo ra tác động điều khiển bởi các bộ điều chỉnh mômen và các mạch vòng bên ngoài.
Điều khiển trực tiếp mômen
Logic chuyển mạch tối u cho nghịch lu sẽ đợc xác định trong từng chu kỳ điều khiển (25às) và đợc thực hiện bởi các mạch điện tử chuyên dụng (ASIC). Thông tin về trạng thái của các khoá bán dẫn lực (S1, S2, S3) đợc dùng để tính vector điện áp stator.
Điều khiển trực tiếp mômen dựa trên lý thuyết điều khiển trờng định h- ớng máy điện không đồng bộ, trong đó các đại lợng điện từ đợc mô tả bởi các vector từ thông, vector dòng điện và vector điện áp đợc biểu diễn trong hệ toạ độ stator .
Mômen điện từ là tích vector từ thông stator và vector từ thông rôtor hoặc giữa vector dòng điện stator và vector từ thông :
M p Lm r r = , 1−σ → ^ → σ ϕ ϕ Điều khiển ψ,M có trễ Logic chuyển mạch tốiư u Mô hình động cơ Tính các đại lư ợng Nhận dạng thông số Bit M Bit ψ Mđ Bit đk U lưới ≈ công nghiệp = BT U i S1,S2,S3 Is ASIC ≈ ĐC M đ Mđ ω ωe
Biên độ vector từ thông stator thờng đợc giữ không đổi và do đó mômen đợc điều chỉnh bởi góc γ giữa các vector từ thông. Các động cơ bình thờng có hằng số thời gian điện từ của mạch rotor cỡ hàng trăm mms, nh vậy có thể coi từ thông rotor là ổn định và biến đổi chậm hơn từ thông stator . Vì thế có thể đạt đợc mômen yêu cầu bằng cách quay từ thông stator theo hớng nào càng nhanh càng có hiệu quả.
Kỹ thuật điều khiển trực tiếp mômen nh sau:
Logic chuyển mạch của các khoá bán dẫn lực thực hiện việc tăng hay giảm mômen còn giá trị tức thời của từ thông stator đợc điều chỉnh sao cho mômen động cơ đạt đợc giá trị mong muốn. Vector từ thông stator này lại đợc điều chỉnh nhờ điện áp cung cấp cho nghịch lu. Hay nói cách khác là logic chuyển mạch tối u xác định cho ta vector điện áp tối u tuỳ thuộc vào sai lệch mômen. Biên độ của vector từ thông stator cũng đợc tính đến khi chọn logic chuyển mạch .
2. Mô hình động cơ
Mô hình động cơ thành lập theo các mô hình cơ bản mô tả toán học động cơ không đồng bộ và sử dụng các phần tử tính toán có tốc độ cao. Mô hình động cơ tính toán ra các giá trị thực của mômen và từ thông dùng cho việc điều chế, nó cũng tính ra đợc tốc độ quay của rôtor và tần số dòng stator để dùng cho các mạch vòng điều chỉnh bên ngoài. Mô hình động cơ còn có chức năng nhận dạng thông số của động cơ dùng cho việc tính toán, hiệu chỉnh. Độ chính xác của mô hình là rất quan trọng, bởi vì trong hệ thống không dùng thiết bị đo tốc độ trục động cơ, tín hiệu đo lờng chỉ gồm dòng điện 2 pha của động cơ và giá trị tức thời của điện áp mạch một chiều .