1 Wc = 2 [i a
1.5 Bộ điều khiển vector không gian
Điều khiển chuyển động hiệu quả cao của một PMSM được đặc trưng bởi điều khiển quay mượt và điều khiển mơ men chính xác trên tồn bộ dãy dãy vận tốc (bao gồm cả việc dừng động cơ) và sự tăng và giảm vận tốc nhanh. Kỹ thuật điều khiển vector [2,26], tiếp tục sử dụng phương pháp điều khiển dựa vào từ thơng (FOC), được sử dụng rộng rãi để có được điều khiển hiệu suất cao cho các bộ điều khiển PMSM. Để sử dụng phương pháp điều khiển vector, dòng điện stator của PMSM được phân tích thành thành phần tạo từ thông và thành phần tạo mơ men, cả hai thành phần này có thể điều khiển đọc lập với nhau. Trong phương pháp này, thơng lượng và mơ men có thể được điều khiển tách rời nhau bằng cách dùng các thành phần dòng điện được phân tách. Cấu trúc của nguyên lý điều khiển vector PMSM thì đơn giản như là máy DC kích từ độc lập.
Hình 1. 4 Sơ đồ khối tổng quát của hệ thống điều khiển PMSM dùng nguyên lý điều khiển vector khơng gian có cảm biến vị trí
Sơ đồ khối tổng quát của hệ thống điều khiển PMSM dùng nguyên lý điều khiển vector khơng gian có cảm biến vị trí được đưa ra như trong hình 1.4 bao gồm nguyên lý điều khiển, PMSM, bộ nghịch lưu nguồn áp (voltage source inverter-VSI), nguồn DC, cảm biến dịng điện và cảm biến vị trí. Điều khiển vector được thực thi thơng qua các bước sau:
Bước 1: ghi nhận và xử lý tín hiệu dịng điện và vị trí rotor
- Đo các dịng điện pha của stator trên PMSM bằng các bộ biến dòng (current transducers-CT). Do các cuộn dây của PMSM được đấu theo hình sao nên chỉ cần đo dịng điện trên 2 pha là đủ, dòng điện còn lại được suy ra từ hai dịng điện trên. Ví dụ ta chỉ cần đo ia , ib .
- Đo thơng tin vị trí rotor Ore bằng cách dùng một cảm biến vị trí rotor, ví dụ như một bộ giải mã hay một bộ phân tích.
- Chuyến đối hệ trục tọa độ: chuyến các dòng điện pha ia , ib thành các dòng điện id
,iq trong hệ tham chiếu quay đồng bộ dùng thông tin vị trí rotor đo được.
Bước 2: tạo nhu cầu dịng điện và nhu cầu mơ men
- Tạo nhu cầu mô men T * dựa trên theo dõi sai số giữa vận tốc rotor mong muốn
ữre* và vận tốc rotor đo được (ữre bằng bộ điều chỉnh vận tốc.
- Tạo nhu cầu dòng điện, id* và iq* , dựa trên mối tưong quan giữa id* , iq* ,T * , và
Vdc / (Ore ( tỷ số giữa nguồn áp DC và vận tốc rotor). Mối tưong quan này thường được thực hiện bằng bảng tra trong các ứng dụng thực tế [27].
Bước 3: điều chỉnh dịng điện và tạo tín hiệu cổng
- Thực hiện điều khiến cặp dòng điện bằng cách sử dụng hai bộ điều chỉnh, trong đó thành phần tạo từ thơng và thành phần tạo mơ men của dịng điện stator, iq và id , là điều khiến độc lập. Bước này sẽ tạo nên điện áp tham chiếu,
Vd và Vq* trong hệ tham chiếu quay đồng bộ.
- Thực hiện điều chế độ rộng xung không gian vector dựa trên Vd* và Vq* , và tạo tín hiệu cống cho VSI. Trong bước này, thơng tin vị trí rotor bắt buộc phải chuyến
từ Vd* và Vq* thành Va và Vp .