I. Các vấn đề tựa theo từ thông rotor.
Ta đã biết cơ sở của việc thực hiện các hệ thống truyền động điện XCBP hiện đại là ph−ơng pháp tựa theo từ thông rotor( viết tắt là:T4R).Thực chất của kỹ thuật “ T4R là kỹ thuật điều khiển/ điều chỉnh ĐCXCBP, xây dựng trên cơ sở ph−ơng pháp mô tả các đại l−ợng của ĐCXCBP trên hệ toạ độ quay tròn có trục thực nằm dọc theo trục của vector từ thông (điều khiển điều chỉnh tựa theo từ thông rotor) ”. Để làm đ−ợc điều đó “ Ta cần phải biết h−ớng( biết góc pha, còn gọi là tựa ) của vector từ thông rotor”.
Đối với động cơ đồng bộ, góc pha của từ thông rotor q-do hệ thống kích từ gắn cố định trên rotor- chính là góc cơ học của rotor do đó có thể đo đ−ợc rễ ràng bằng cách tích phân hiệu ra của máy đo tốc độ quay với ột giá trị ban đầu nào đó. Nh−ng ở động cơ không đồng bộ .”để có thể biết h−ớng ta còn phải biết môdul của vector từ thông là một đại l−ợng không thể đo đ−ợc” mà phải dùng ph−ơng pháp −ớc l−ợng. Việc tìm giải pháp −ớc l−ợng chính xác môdul ψr của ĐCKĐB đã và đang là nỗ lực của nhiều công trình nghiên cứu với sự giúp đỡ của khoa học kỹ thuật. D−ới đây ta khái quát các giải pháp tồn tại trong nghiên cứu và nhấn mạnh các giải pháp cụ thể sử dụng thực tiễn trong công nghiệp.
* Các ph−ơng pháp −ớc l−ợng từ thông rotor
Xuất phát điểm của ph−ơng pháp −ớc l−ợng là các đại l−ợng đo đ−ợc đ−ợc chia làm 3 nhóm chính nh− sau:
+ Ph−ơng pháp dùng mô hình động cơ thu đ−ợc tù các ph−ơng trình mô tả mà ta đã xây dựng ở phần III và IV. Do các mô hình nh− trên không tránh khỏi các sai số (sai số ban đầu của mô hình, sai số do nóng hoặc do biến động từ hoá của động cơ). Chúng đ−ợc bổ sung thêm các khâu hiệu của động cơ : dòn stator, áp stator, tốc độ quay rotor. Các ph−ơng pháp chỉnh sai số trên cơ sở so sánh các đại l−ợng đầu vào của mô hình với các đại l−ợng đo đ−ợc của hệ thống. Mô hình mở rộng đó đ−ợc gọi là khâu quan sát (observer stator estimator) .
Sinh viên thiết kế: Nguyễn Đức Quyền Trang 62 + Do việc đo đạc các giá trị đại l−ợng đầu vào (ví dụ nh− dòng stator) không tránh khỏi tạp âm đo l−ờng. Do việc mô tả đối t−ợng động cơ có sai số hữu hạn, khâu quan sát ở trên đ−ợc nới rộng đó lúc này đ−ợc gọi là khâu lọc kalman(kalman filter).
Nói chung −ớc l−ợng từ thông rotor là một phạm vi nghiên cứu rộng và đa dạng. Và đồ án này không thể mà cũng không đặt ra mục đích giới thiệu tất cả các giải pháp nghiên cứu đã và đang tồn tại.
II. Tính dòng kích từ và từ thông rotor:
Trong phạm vi đồ án ta xét từ thông rotor ψ’rd không đòi hỏi nên dòng kích từ IsdN sẽ đ−ợc vào từ bàn phím và tính theo công thức sau:
PN =3Upha.I phacosϕ (6.1) Dòng danh định : ISN = 2IN= 2 sqN 2 ídN I I + (6.2)
Điện kháng phức 1 pha của động cơ ZN = pha pha I U (6.3) Điện trở phức1 pha của động cơ:
Rr = S.ZN (6.4) Trong đó: S = ωr / ωs ⇒ PN = 3(Rr/S)I2 sqN (6.5) thay (50 vào (6.4) ⇒ I2sqN = PN/ 3.ZN (6.6) Thay (6.1) vào (6.6) ⇒ I2
sqN = 3Upha.Ipha.cosϕ / 3ZN (6.7) Thay (6.7) vào (6.2) ⇒ IsdN = ZN 3 cos I U 3 I2 pha pha íN ϕ −
IsdNcó thể tính gần đúng theo công thức sau(viết sau) Mặt khác theo công thức ta có:
Vì ψ’rd và IsdN không đổi nên ψ’rd =LmIsdn
III. Cách tính góc pha của từ thông rotor: III.1. Tính góc pha trên hệ trục toạ độ.
ϑs của vecto từ thông ψ’r đ−ợc tính bằng phép tích phân tốc độ góc ωs của vecto ψϑs=ϑs(o) + ∫ωs dt.
Trong đó ϑs(0) là vị trí ban đầu của ψ’r và có giá trị bằng 0. Còn tốc độ ωsgồm hai thành phần:
ωs = ω + ωR ω = 2ΠPc nM /60 Pc : Số đôi cực của động cơ NM: Tốc độ quay củ động cơ Từ ph−ơng trình(4.2)ta có:
ωr(k) = isq(k)/Trψ, rd(k)
Nh− vậy ta thấy vector từ thông ψ’r quay tròn với tốc độ ωs trong tr−ờng hợp
+ Không tải: Isq=0 Vậy ωr=ω’ψ’r quay với tốc độ bằng tốc độ góc của rotor.
+ có tải:Isq≠0.Vậy ωr≠0 ψ’r v−ợt tr−ớc rotor một góc ứng với ωr
III.2. Hiệu chỉnh góc pha ϑs đ−ợc dùng vào việc chuyển hệ toạ độ cho dòng và áp:
Góc pha ϑs đ−ợc dùng vào việc chuyển hệ toạ độ cho dòng Is và áp Us , góc pha ϑs không thể dùng đ−ợc một cách giống nhau cho cả 2 đại l−ợng dòng và áp.
Ta biết góc ωs(k) đ−ợc tính từ Is(k), nh− vậy ở đầu nhịp(k) ta ch−a thể có góc mới ωs(k) mà chỉ tính có góc cũ ϑs(k-1), để chuyển đổi hệ toạ độ cho dòng Is(k)mới đo đ−ợc.Trong khoảng thời gian nhịp thứ (k-1) trôi qua vecto
ψ’r đã quay thêm 1 góc với giá trị Tωs(k-1) .Vậy góc thực sự đ−ợc dùng tại thời điểm K sẽ là ϑsI:
ϑsI = ϑs(k+1) +Tϑs(k-1)
+ Trên cơ sở dòng Is(k) và tốc độ góc rotor ω(k) đo ở đầu nhịp(k), thời điểm quá độ giữa (k-1) và (k), khâu ĐCD tính đ−ợc vector điện áp Us(k). Khâu ĐCVTKG thực hiện Us(k) và Us(k) chỉ bắt đầu có tác dụng lên hệ thống kể từ nhịp thứ (k+1), thời điểm quá độ giữa (k) và (k+1) .Đến thời điểm đó véc tơ ψ’r đã quay tiếp đ−ợc một góc Tωs(k).Vậy góc thực sự đ−ợc dùng là:
Sinh viên thiết kế: Nguyễn Đức Quyền Trang 64
Phần vII