CHƯƠNG 2 : TÍNH TỐN MẠCH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
4.3 Tổng hợp hệ thống truyền động điện:
4.3.2 Các khâu trong bộ điều khiển:
a, Bộ điều khiển:
Do trong đồ án này ta tiến hành xác định các thông số PI thực nghiệm. Bộ điều khiển PI bao gồm 2 thơng số tỉ lệ và tích phân:
- Khâu tỉ lệ P: làm thay đổi giá trị đầu ra, tỉ lệ với giá trị sai số hiện tại. Đáp ứng tỉ lệ có thể được điều chỉnh bằng cách nhân sai số đó với một hằng số Kp
• Kp càng lớn thì tốc độ đáp ứng càng nhanh.
• Kp càng lớn thì sai số xác lập càng nhỏ (nhưng khơng thể triệt tiêu).
• Kp càng lớn thì các cực của hệ thống có xu hướng di chuyển ra xa trục thực => Hệ thống càng dao động và độ vọt lố càng cao.
• Nếu Kp tăng quá giá trị giới hạn thì hệ thống sẽ dao động khơng tắt dần => Mất ổn định.
Khâu tích phân I: tỉ lệ thuận với cả biên độ sai số lẫn quãng thời gian xảy ra sai số. Khâu tích phân (khi cộng thêm khâu tỉ lệ) sẽ tăng tốc chuyển động của quá trình tới điểm đặt và khử số dư sai số ổn định với một tỉ lệ chỉ phụ thuộc vào bộ điều khiển. Tuy nhiên, vì khâu tích phân là đáp ứng của sai số tích lũy trong q khứ, nó có thể khiến giá trị lọt vố qua giá trị đặt.
• Ki càng lớn thì đáp ứng q độ càng chậm.
• Ki càng lớn thì sai số xác lập càng nhỏ. Đặc biệt hệ số khuếch đại của khâu tích phân bằng vơ cùng khi tần số bằng 0 => triệt tiêu sai số xác lập với hàm nấc. • Ki càng lớn thì độ vọt lố càng cao.
Phương pháp thực nghiệm xác định thông số cho bộ PI :
Sau khi tính tốn được sai lệch giữa giá trị phản hồi và giá trị đặt, điều chỉnh thông qua bộ PI bằng cách sau:
P a g e 44 | 60 - Tăng dần Kp cho đến khi đầu ra của vòng điều khiển bắt đầu dao động, ta đặt Kp bằng ½ giá trị vừa rồi
- Tăng dần Ki cho đến khi giá trị phản hồi bám sát với giá trị đặt
- Ta sẽ thực hiện điều chỉnh từ mạch vòng dòng điện trước rồi tới mạch vòng tốc độ sau.
b, Khâu điều khiển tốc độ:
Ở mạch vòng tốc độ, giá trị tốc độ thực w phản hồi từ encoder cùng với đầu vào tốc độ mong muốn w* được đưa vào mạch vòng tốc độ để so sánh với nhau, sai lệch giữa w và w* sẽ đưa vào bộ điều khiển tốc PI, bộ điều khiển sẽ tính tốn ra giá trị isq* mong muốn để đưa vào mạch vòng dòng điện.
Các tham số bộ điều khiển PI: Kp=100 ; Ki = 400
c, Khâu điều khiển dịng:
Sau khi có được giá trị isd và isq thông qua các bộ chuyển đổi và giá trị isq* từ khâu điều khiển tốc độ. Ta tiếp tục đưa vào mạch vòng tốc độ để so sánh 2 giá trị isq và isq*, sai lệch giữa isq và isq* sẽ đưa vào bộ điều khiển PI để điều chỉnh phù hợp với giá trị mong muốn. Tương tự với isd, nhưng vì ta khơng cần điều khiển từ thông nên isd* sẽ cho bằng 0.
Các tham số bộ điều khiển PI dòng Isq: Kp = 5 ; Ki = 50
Các tham số bộ điều khiển PI dòng Isd: Kp=20 ; Ki = 120
d, Khâu phát xung PWM:
Là phương pháp điều chế dựa trên sự thay đổi độ rộng của chuỗi xung vuông, dẫn đến sự thay đổi điện áp ra.
Cùng một lúc có ba van mạch lực dẫn dịng (nếu bỏ qua thời gian trễ vì lý do an tồn), các tín hiệu đặt (mong muốn) mang thông tin về điện ba pha, gọi là các sóng sin chuẩn Ua*, Ub*, Uc*, được so sánh với sóng mang Urc có dạng răng cưa tam giác lưỡng cực.
Đầu ra của các bộ phận so sánh Uadk điều khiển các van S1 và S4; Ub,đk điều khiển các van S3 và S6, Ucdk điều khiển các van S5 và S2.
P a g e 45 | 60
Hình 4.7 Ảnh minh họa của IGBT trong mạch nghịch lưu
Tỷ số điều chế về biên độ được tính bởi cơng thức :
𝑀𝑎 = 𝑉̂𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙
𝑉̂𝑡𝑟𝑖
( 𝑉̂𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 là biên độ của điện áp điều khiển (sóng sin chuẩn); 𝑉̂𝑡𝑟𝑖 là biên độ tín hiệu sóng răng cưa )
Hình 4.6 Giản đồ xung trạng thái đóng/mở