5. Cấu trúc luận văn
3.3.1 Cấu trúc bộ điều khiển
Bộ điều khiển phía máy phát có nhiệm vụ điều chỉnh công suất tác dụng (có thể thông qua điều chỉnh mômen điện Te) và công suất phản kháng Qg (hoặc hệ số công suất cos).
Hình 3.5: Sơ đồ khối điều khiển phía máy phát [16]
Trong các hệ thống điều khiển máy điện, các bộ điều khiển dòng đóng vai trò rất quan trọng vì chúng cung cấp vector điện áp cần thiết cho mạch điện tử công suất. Hơn nữa, chất lƣợng của toàn bộ hệ thống điều khiển phụ thuộc chủ yếu vào chất lƣợng của các bộ điều khiển dòng. Vì vậy, các hệ thống điều khiển máy điện
Kg Krc Grc
Est
rg rrc erc vrc yr = ir vs
thƣờng bao gồm một mạch vòng trong với một bộ điều khiển vector dòng ir và mạch vòng ngoài với các biến điều khiển khác.
Cấu trúc điều khiển phía rotor của MPKĐBNK trên hình 3.2 đƣợc thực hiện nhƣ đã trình bày ở trên. Trong đó có hai mạch vòng. Mạch vòng trong với bộ điều khiển Krc đƣợc gọi là mạch vòng điều khiển dòng điện. Mục tiêu của việc thiết kế bộ điều khiển dòng Krc là để đạt đƣợc tính năng đáp ứng nhanh, bám theo tín hiệu đặt và bảo đảm tách kênh. Mạch vòng điều khiển ngoài với bộ điều khiển Kg đƣợc gọi là mạch vòng điều khiển mômen đƣợc thiết kế để bám theo các giá trị tối ƣu của tín hiệu vào rrt bao gồm mômen điện từ *
e
T và công suất phản kháng Q*g,
* *T
g e g
r = T Q .
Trên hình 3.5, Grc là mô hình của đối tƣợng, T
g e g
y = T Q là biến đầu ra điều
khiển đƣợc suy ra từ T
r rd rq
i = i i (xem các công thức (3.19) và (3.20) dƣới đây) bởi khối Ert. Trên cơ sở các giá trị đo đạc thực tế của tốc độ gió và các đặc tính của tuốc bin, các giá trị tối ƣu của mômen sẽ đƣợc tính toán và đƣa ra giá trị đặt rrt cho phần điều khiển điện tử công suất.
Mômen điện từ của MPKĐBNK trong hệ trục tọa độ dq tựa theo điện áp stator (nghĩa là sd = 0), có thể đƣợc tính bởi
m e p sq rd s L 3 T = Z i . 2 L (3.19)
Ở đây Zp là số đôi cực của máy. Công suất phản kháng là sq rq m g sd s i L Q = 3u . L (3.20)
Mặt khác, để có thể điều chỉnh công suất phản kháng Qg cũng có thể đƣợc thực hiện bằng cách điều chỉnh hệ số công suất g. Hệ số này có thể đƣợc tính nhƣ sau[1]:
sq sq sq g 2 2 g 2 2 s sd sq sd sq i i i sin = = arcsin . i i i i i (3.21)
Các phƣơng trình (3.19) và (3.21) chỉ ra rằng mômen điện từ và công suất phản kháng hay hệ số công suất của MPKĐBNK có thể đƣợc điều chỉnh thông qua các thành phần dòng điện rotor ird và irq.
Chi tiết của hệ thống điều khiển phía rotor đƣợc trình bày trên hình 3.6.