Kiểu rotor Lồng sóc
Điện áp V 380V
Tần số f 50Hz
Điện trở stator Rs 6 Ohm
Cảm kháng stator Ls 9.4375mH
Điện trỡ rotor Rr 3.21875 Ohm
Cảm kháng rotor Lr 9.75 mH
Cảm kháng hỗ cảm Lm 0.297 H
Trong thiết kế bộ điều khiển cho mơ hình thực nghiệm, các thông số điều khiển của bộ ước lượng trượt bậc cao được chọn: p5,q3,0, 0.00001
45
2 1
Hình 6.16. Đáp ứng tốc độ ước lượng so với tốc độ thật
Hình 6.17. Sai số tốc độ ước lượng và tốc độ thật
Từ đồ thị đáp ứng tốc độ hình 6.16 ta thấy giá trị ước lượng đạt được đáp ứng với thời gian khoảng 0.38(s), và giá trị ước lượng dao động quanh giá trị thật với biên độ nhỏ, sai số lớn nhất ở thời điểm động cơ tăng tốc, khi đạt xác lập giá trị sai số giảm và ổn định đến khi kết thúc thực nghiệm, biên độ sai số trung bình khoảng 1%, với sai số lớn nhất là 5%.
Hình 6.19. Sai số dịng điện ước lượng
Từ kết quả đồ thị hình 6.19, chứng tỏ dòng điện quan sát bám sát giá trị dòng điện thực tế ở cả hai pha của hệ tọa độ cố định (α-β), trong khoảng thời gian từ 0 đến 0.3(s) là thời gian tăng tốc khi đó cần mơ-men lớn để khởi động động cơ, do đó biên độ dao động của dòng điện cao dẫn đến ảnh hưởng giá trị ước lượng, sai số lớn nhất trong khoảng 3(A), tuy nhiên khi động cơ đạt tốc độ ổn định, giá trị sai số dòng điện quan sát đạt được rất nhỏ khoảng 0.1(A).
Hình 6.20. Từ thơng rotor ước lượng
Đồ thị hình 6.20 và 6.21 thể hiện giá trị từ thông rotor ước lượng được và giá trị từ thông thực tế. Đồ thị thể hiện giá trị từ thông quan sát từ bộ điều khiển trượt được thiết đế đạt được giá trị xác lập khoảng thời gian 0.2(s), và tồn tại giá trị xác lập khoảng 0.003(Wb) trong suốt thời gian điều khiển.
Hình 6.22. Mơ-men ước lượng và mơ-men thực tế
Hình 6.23. Sai số giữa mơ-men ước lượng và lượng và mơ-men thực tế
Đồ thị hình 6.22 và 6.23 thể hiện giá trị mô-men đo được, mô-men ước lượng và sai số của chúng. Giá trị mô-men tăng ở thời gian từ 0 đến 0.4(s) do động cơ chưa đạt vận tốc mong muốn, từ khoảng thời gian sau 0.4(s) tốc độ động cơ đạt được giá trị xác lập, do đó mơ-men duy trì ở mức ổn định khoảng 1.8(Nm).
6.4. Kết luận
Trong chương 6, tác giả đã xây dựng thuật tốn ước lượng thơng số cho động cơ điện xoay chiều không đồng bộ rotor lồng sóc, kết quả ước lượng ứng dụng cho phương pháp điều khiển trực tiếp mô-men, giá trị quan sát là tốc độ rotor được hồi tiếp trực tiếp về bộ điều khiển, làm cơ sở tham chiếu để lựa chọn véc-tơ đóng ngắt
các khóa bán dẫn. Kết quả mơ phỏng và thực nghiệm chứng minh được lý thuyết nghiên cứu đạt được giá trị ước lượng với độ chính xác cao hơn các bộ điều khiển được nghiên cứu trước đây, từ kết quả đáp ứng tốc độ ước lượng ta thấy đã khắc phục được hiện tượng chattering, là nhược điểm mà các bộ điều khiển trượt cổ điển không giải quyết được.
Ở mục 6.2.1 và 6.2.2 thể hiện kết quả đạt được của bộ ước lượng sử dụng bộ trượt được thiết kế trong luận án, chứng minh tốc độ ước lượng được từ phương pháp nghiên cứu đạt động học nhanh với thời gian đáp ứng 0.65(s), đồng thời hiện tượng chattering đáng kể (0.187 rad/s), với phương pháp NTSM kết quả là 1.21(rad/s), và lớn nhất là SLM với giá trị 3.02(rad/s).
Ngồi ra, trường hợp thơng số mơ hình thay đổi và đáp ứng với tải cũng được xem xét. Từ kết quả đáp ứng ở hai lần đóng tải khác nhau, chứng minh phương pháp nghiên cứu FONTSM cho kết quả sai số thấp nhất hồn tồn có thể ứng dụng lý thuyết nghiên cứu FONTSM cho bộ điều khiển trực tiếp mô-men (DTC) trong điều khiển động cơ khơng đồng bộ ba pha rotor lồng sóc. Nội dung nghiên cứu trong chương này được sử dụng cho các loại động cơ điện xoay chiều không đồng bộ rotor lồng sóc với thơng số kỹ thuật: điện áp hoạt động tối đa (380Vdc), dòng điện tối đa (15A), tốc độ : 400-2400 (rpm).
Với những nội dung được nghiên cứu liên quan trong chương này, tác giả đã công bố bài báo [1] trong danh mục bài báo đã công bố.
CHƯƠNG 7. KẾT LUẬN 7.1. Những nội dung nghiên cứu chính của luận án
Luận án tập trung nghiên cứu khắc phục nhược điểm của lý thuyết điều khiển trượt nhằm làm giảm hiện tượng chattering và thời gian đáp ứng của hệ thống, ứng dụng để ước lượng thông số cơ điện cho các loại động cơ điện. Tín hiệu đầu vào của bộ ước lượng là giá trị dòng điện và điện áp stator được đo trực tiếp bằng cảm biến; giá trị ước lượng được là góc, vận tốc rotor và từ thơng rotor.
Ý tưởng phát triển lý thuyết điều khiển trượt là tích hợp thêm hai thành phần tích phân và đạo hàm của sai số dịng điện vào biến trạng thái của mặt trượt NTSM, làm cho biến trạng thái sẽ tiến nhanh về mặt trượt hơn các phương pháp nghiên cứu trước đây khi chỉ sử dụng duy nhất một thành phần là sai số giữa dòng điện quan sát và dòng điện thực tế, kết quả làm cho hiện tượng chattering gần như triệt tiêu, dẫn đến giá trị ước lượng được chính xác hơn và có thể được sử dụng trực tiếp cho các bộ điều khiển mà không cần qua các bộ lọc tần số cao như phương pháp trượt cổ điển. Các kết quả mô phỏng và thực nghiệm được thể hiện ở chương 4 (ước lượng động cơ điện một chiều), chương 5(ước lượng động cơ PMSM trong phương pháp tựa từ thông FOC), và chương 6(ước lượng động cơ khơng đồng bộ ba pha rotor lồng sóc trong phương pháp điều khiển trực tiếp mô-men DTC). Ưu điểm của lý thuyết nghiên cứu (FONTSM) so với các nghiên cứu như trượt cổ điển (SLM) và trượt NTSM được thể hiện ở bảng tổng hợp 7.1.