Theo những phân tích ở trên thì động cơđồng bộ IPM có yêu cầu rất cao về điều chỉnh tốc độ trên cả 3 vùng. Muốn làm được điều này ta phải có phương pháp điều khiển tối ưu có thể kiểm soát được toàn bộ các mạch vòng dòng điện và mạch vòng tốc độ, tạo đáp ứng nhanh khi có bất kỳ sự thay đổi nào.
Trong 3 phương pháp điều khiển động cơđồng bộ, đểđộng cơ hoạt động tốt ở cả 3 vùng, phương án điều chỉnh vector định hướng từ thông rotor là có ưu thế hơn cả. Mặt khác, với sự phát triển của khoa học công nghệ ngày nay, các lĩnh vực điện tử công suất và vi xử lý ngày càng được cải tiến đáp ứng tốt các yêu cầu điều khiển, điều chỉnh động cơ.
Bởi vậy, xu hướng điều khiển vector ngày càng phổ biến. Kích thước các bộ biến tần gọn nhẹ, chất lượng điều khiển tốt. Với những lý do đó, phương án lựa chọn đểđiều khiển động cơđồng bộ IPM là phương án điều khiển vector (FOC).
Động cơ IPM được điều khiển theo phương pháp FOC hay còn gọi là phương pháp tựa từ thông rotor FOC (Rotor Flux Orient Control) lại chia thành hai hướng điều khiển chính:
- Hướng điều khiển FOC thông thường dùng cảm biến tốc độ.
- Hướng điều khiển nâng cao FOC không dùng cảm biến tốc độ mà dùng bộ ước lượng tốc độ góc và vị trí rotor.
Phương pháp dùng bộ ước lượng vị trí và tốc độ góc lại có nhiều hướng giải quyết khác nhau.
23 * abc V abc i d i * d i q i * q i id R iq R * d V * q V Rϖ d i * ϖ ϖ θ θ
Hình 2.5-2: Sơđồ khối phương pháp điều khiển FOC thông thường. - Phương pháp điều khiển FOC thông thường, cảm biến được sử dụng để cho
biết vị trí và tốc độ quay của rotor. Cảm biến sử dụng ởđây thường là encoder hoặc Resolver.
- Phương pháp điều khiển FOC không dùng cảm biến: Vị trí rotor được ước lượng bằng các thuật toán như: dùng bộ lọc Kalman hoặc khâu quan sát theo chuẩn Luenberger.
Cả hai hướng điều khiển trên đều có chung các có chung mô hình mô tả các khâu chỉ khác khâu ước lượng tốc độ và vị trí của động cơ. Do vậy, bước tiếp theo ta sẽ đi mô tả toán học các khâu trong sơđồ điều khiển và đưa ra đánh giá phương pháp nào điều khiển tốt hơn khi mô phỏng trên cả 3 vùng cần điều khiển.
Do thời gian có hạn nên em triển khai điều khiển động cơ IPM theo phương án điều khiển dùng phương pháp FOC thông thường.
Chương 2: Động cơđồng bộ nam châm vĩnh cửu cực chìm (IPM motor)
24
CHƯƠNG 3
CÁC BỘ BIẾN ĐỔI CHO ĐỘNG CƠ IPM
Động cơđiện được được cấp nguồn bởi bộ biến đổi, là thiết bị thay đổi điện áp một chiều (của ắc quy) thành điện áp xoay chiều có điều khiển, đảm bảo các chếđộ hoạt động của ô tô điện. Mạch lực bao gồm các thiết bị bán dẫn đã mang đến sự phát triển mạnh mẽ trong vòng ba thập kỷ vừa qua. Các thiết bị công suất lớn được tích hợp sẵn các thành phần điều khiển ngày nay cho phép các nhà chế tạo có thể tạo ra các bộđiều khiển linh hoạt, giảm trọng lượng và nâng cao mức độ hiệu quả. Sự phát triển của vi xử lý tín hiệu số cho phép thực hiện các luật điều khiển phức tạp với độ chính xác cao.
3.1. Các bộ nghịch lưu 3.1.1. Phân loại nghịch lưu