*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 ừng đầu ra thay đổi rất nhanh, cỡ vài phần nghìn giây.
Phần cốt lõi của phơng pháp đợc mô tả trên hình 3-11, 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.
Hoàng Văn Linh Lớp K36IB Trờng Đại học KTCN Thái Nguyên - 27 - Điều khiển ψ,M có trễ Logic chuyển mạch tối ưu Mô hình động cơ Tính các đại lượng Nhận dạng thông số Bit M Bit ψ Mđ Bit đk U lưới ≈ công nghiệp = BT Ui S1,S2,S3 Is ASIC ≈ ĐC Mđ Mđ ω ωe
Hình 3-11. 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
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 miligiây, 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.
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.
b. 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.
3.4 Chọn phơng án truyền động.
3.4.1 Chọn phơng án:
Qua các phân tích ở trên và dựa vào yêu cầu công nghệ đặt ra; đồng thời căn cứ vào số tầng phục vụ mà lựa chọn hệ thống truyền động tối u sao cho thoả mãn đợc một cách hài hoà nhất giữa các chỉ tiêu về kinh tế và kỹ thuật.
Do tính chất của phụ tải trong truyền động thang máy yêu cầu có khả năng đảo chiều với tải thế năng. Hơn nữa đối với toà nhà cao 7 tầng thì không yêu cầu thang máy phải có tốc độ cao lắm. Vì vậy trong bản đồ án này ta sử dụng bộ biến đổi thyristor-động cơ 1 chiều.Với bộ biến đổi đảo chiều này động cơ có thể làm việc đợc ở cả 4 góc phần 4 với đầy đủ các trạng thái hãm và dễ dàng đảo chiều dòng điện phần ứng động cơ.
Bộ biến đổi đảo chiều thực chất là 2 bộ chỉnh lu có điều khiển mắc song song ngợc chiều nhau. Các bộ chỉnh lu này có thể là chỉnh lu hình cầu hay chỉnh lu hình tia. Bộ chỉnh lu hình cầu có u điểm là chất lợng dòng điện ra tốt hơn. Nhng nó lại có nhợc điểm là số van điều khiển nhiều hơn dẫn đến các thiết bị trong mạch điều khiển cũng tăng.
Bộ chỉnh lu hình tia có u điểm là số lợng van điều khiển thích hơn dẫn đến mạch điều khiển đơn giản hơn nhng nhợc điểm của nó là chất lợng dòng điện ra của bộ chỉnh lu hình tia không tốt bằng bộ chỉnh lu hình cầu.
Qua phân tích u nhợc điểm của 2 bộ biến đổi có đảo chiều trên ta chọn bộ biến đổi chỉnh lu hình cầu 3 pha.
Phơng pháp điều khiển bộ biến đổi đảo chiều: Có 2 phơng pháp điều khiển bộ biến đổi đảo chiều.
+ Phơng pháp điều khiển chung có u điểm là hạn chế dòng điện cân bằng tốt hơn phơng pháp điều khiển riêng, khi dùng phơng pháp điều khiển chung thì sự chiyển đổi giữa 2 bộ biến đổi đợc dễ dàng tạo ra các trạng thái hãm cho động cơ tốt hơn.
+ Phơng pháp điều khiển riêng mạck dù không có dòng cân bằng dẫn đến không phải dùng cuộn kháng san bằng nhng ở phơng pháp này chế độ động không tốt. Vì vậy để điều khiển động cơ ta dùng phơng pháp điều khiển chung. Sơ đồ điều khiển đợc mô tả nh sau:
k1 a2 a1 k2 a b c cb cb cb cb icb đc id1 icb i id1
Chơng IV