Đồ thị hình 5.13 thể hiện sai số dòng điện hai pha trong hệ tọa độ cố định (α- β), đước tác động của tín hiệu điều khiển trượt, làm cho giá trị dòng điện quan sát tiến về giá trị dòng điện thực tế, sai số lớn nhất khi khởi động động cơ (khoảng 150mA) do giá trị dòng điện khởi động tăng đột ngột, sai số giảm và duy trì ổn định (khoảng ±10mA) khi động cơ đạt tốc độ ổn định trong quá trình hoạt động.
5.3.Kết luận
Trong chương này tác giả đã xây dựng thuật toán ước lượng thông số cho động cơ điện xoay chiều động bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM), với giá trị quan sát là tốc
độ rotor, góc rotor, dòng điện stator. Thuật toán ước lượng chứng minh tính hiệu quả khi kết quả đáp ứng đạt được sử dụng trực tiếp cho bộ điều khiển FOC, kết quả đáp ứng tốc độ ước lượng đạt ưu điểm là khắc phục được hiện tượng chattering, vấn đề bất lợi trong điều khiển trượt ở các nghiên cứu trước đây (SLM và NTSM) không giải quyết được hiệu quả. Điều đó là nhờ phương pháp FONTSM được tích hợp thêm hai thành phần tích phân và đạo hàm sai số dòng điện với hai thông số hiệu chỉnh k1, k2
làm cho biến trạng thái tiến nhanh về mặt trượt NTSM, dẫn đến kết quả đạt được đáp ứng nhanh hơn, điều này được chứng minh ở đồ thị hình 5.7 (kết quả mô phỏng), và hình 5.11 (kết quả thực nghiệm). Kết quả mô phỏng và thực nghiệm chứng minh được lý thuyết nghiên cứu trong luận án giải quyết tối ưu vấn đề ước lượng tốc độ động cơ PMSM không dùng cảm biến mang lại hiệu quả cao cho phương pháp điều khiển FOC.
Kết quả đạt được thể hiện ở mục 5.2.1 và 5.2.2, chứng minh tốc độ ước lượng được từ phương pháp nghiên cứu đạt động học nhanh với thời gian đáp ứng 0.48(s), trong khi các phương pháp trượt cổ điển đạt 0.55(s), đồng thời hiện tượng chattering giảm gần như bằng 0 (0.3 rad/s), với phương pháp NTSM kết quả là 1.2 (rad/s), và lớn nhất là SLM với giá trị 3.8 (rad/s). Nội dung nghiên cứu trong chương này được sử dụng cho các loại động cơ điện xoay chiều đồng bộ có rotor là nam châm vĩnh cửu với thông số: điện áp hoạt động tối đa (380Vdc), dòng điện tối đa (15A), tốc độ : 500- 2800 (rpm). Ngoài ra trường hợp đặc biệt mô hình động cơ và tải thay đổi cũng được khảo sát ở mục 5.2. Trường hợp thông số mô hình thay đổi so với thông số của bộ ước lượng, kết quả đạt được chứng minh bộ điều khiển FONTSM vẫn duy trì ưu điểm so với hai phương pháp SLM và NTSM trong việc khắc phục được chattering và giảm thời gian đáp ứng. Kết quả ước lượng tốc độ sử dụng phương pháp FONTSM thể hiện tính ổn định và đạt hiệu quả cao trong trường hợp động cơ kéo tải, cụ thể từ đồ thị ở hình 5.9 và 5.10, chứng minh kết quả tốc độ ước hoàn toàn của thể được sử dụng trược tiếp cho bộ điều khiển FOC, khi sai số xác lập khoảng 2.4 rad/s (1.2%), trong khi đó giá trị sai số của phương pháp NTSM là 13.85 rad/s (6.9%), phương pháp SLM là 24.01 rad/s (12%). Với những nội dung được nghiên cứu liên quan trong chương này, tác giả đã công bố bài báo [1][2] trong danh mục bài báo đã công bố.
CHƯƠNG 6. ƯỚC LƯỢNG THÔNG SỐ CƠ ĐIỆN VÀ ĐIỀU KHIỂN SERVO ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ
Trong chương này, luận án tập trung phát triển phương pháp ước lượng thông số cơ điện cho động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc, các giá trị ước lượng bao gồm dòng điện rotor và tốc độ rotor sử dụng bộ điều khiển trượt bậc cao FONTSM, kết quả ước lượng được dùng làm tín hiệu đầu vào cho bộ điều khiển trực tiếp mô-men (DTC). Bằng cách kết hợp đạo hàm và tích phân của sai số dòng điện trong mặt trượt, tạo ra tín hiệu điều khiển trượt bậc ba gồm nhiều giá trị tích phân, do đó, tín hiệu quan sát được giữ liên tục, và có nhiều ưu điểm hơn cả hai phương pháp NTSM và SLM. Mô phỏng các bộ ước lượng được thực hiện trên cùng một môi trường mô phỏng Matlab/ Simulink cùng với các thông số cài đặt môi trường như nhau. Phần thực nghiệm được tiến hành trên bộ điều khiển xPC-Target sử dụng công nghệ Hardware – in – Loop.
6.1.Thiết kế bộ điều khiển trực tiếp mô-men
Dòng điện stator từ hệ tọa độ ba pha đối xứng (a,b,c) chuyển thành hệ tọa độ cố định stator (α – β) được tính theo công thức (2.7).
Hình 6.1. Chuyển đổi dòng stator từ hệ tọa độ ba pha sang hệ tọa độ (α – β)
Điện áp stator từ hệ tọa độ ba pha đối xứng (a,b,c) chuyển thành hệ tọa độ cố định stator (α – β) được tính theo công thức (2.8).