2.1 Kỹ thuật ước lượng vị trí/vận tốc rotor cho PMSM
Để có được bộ điều khiển vector hiệu quả cao cho PMSM, đo lường chính xác vị trí và vận tốc rotor là không thể thiếu trong các hệ thống điều khiển PMSM truyền thống, kết quả đo lường thường được ghi nhận thơng qua các bộ mã hóa hoặc bộ phân tích chuyển động quay. Việc dùng các cảm biến này sẽ làm tăng chi phí, tăng kích thước, làm phức tạp hệ thống dây điện và giảm sức mạnh cơ năng của máy cũng như độ tin cậy của toàn bộ hệ thống truyền động PMSM. Để giải quyết vấn đề này, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện nhằm phát triển bộ điều khiển khơng cảm biến vận tốc/vị trí rotor cái có thể thay thế các hệ thống điều khiển dựa trên cảm biến vận tốc/vị trí rotor hiện nay trong vài thập kỷ gần đây [28-32]. Phần này cung cấp một cách tổng quan các phương pháp tính tốn thơng tin vị trí rotor khơng cần cảm biến vị trí. Đây là yếu tố quan trọng để thực hiện điều khiển vector khơng cảm biến vị trí/vận tốc rotor cho PMSM.
Phương pháp tính tốn vị trí/vận tốc rotor có thể được phân thành 3 nhóm chính: - Phương pháp cảm biến vị trí gián tiếp trong đó thơng tin vị trí rotor là thu gián
tiếp từ số lượng các mối quan hệ với vị trí được ghi nhận, ví dụ, thành phần sức điện động ngược (back EMF) hoặc thành phần hài bậc ba của sức điện động ngược.
- Phương pháp dựa trên mơ hình trong đó các mơ hình cơ bản-tần số của PMSM, dòng điện stator đo được, điện áp stator đo được được sử dụng để ước tính các thơng tin vị trí rotor
- Phương pháp dựa trên cực ẩn trong đó thơng tin vị trí rotor được trích xuất từ việc độc lập vị trí máy cực lồi và kích từ tần số cao được yêu cầu.
Mối liên hệ giữa ba phương pháp được mơ tả trong hình 2.1 bên dưới. Mỗi loại phương pháp có thể được thực hiện thơng qua kỹ thuật vòng hở khá đơn giản và
dễdàng. Tuy nhiên, để cải thiện độ chính xác của ước lượng vị trí rotor, xu hướng trong các nghiên cứu gần đây đều hướng đến việc thiết kế phương pháp ước lượng vị trí vịng kín. Chính vì vậy, thiết kế bộ quan sát trở thành vấn đề cốt lõi trong ước lượng vị trí.