THÍCH VĨNH CỬU ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP MOMEN 1. Nguyên lý điều khiển trực tiếp momen
Momen điện từ của động cơ được tính theo biểu thức:
δ ψ ψ ψ sin 2 3 2 3 p s s c s s c L p i p M = × = Trong đó:
ψs là vector từ thông Stator, ψp là vector từ thông Rotor, is là vector dòng điện Stator,
δ là góc lệch giữa vector từ thông Stator và vector từ thông Rotor. Ta thấy: momen của động cơ phụ thuộc vào pc, ψs, ψp hay δ. Với mỗi động cơ nhất định pc và ψp là không đổi nên để điều chỉnh được momen của động cơ ta phải điều chỉnh ψs hay δ. Việc điều chỉnh biên độ từ thông Stator thường không thuận lợi do có tác động chậm. Hơn nữa nếu biên độ từ thông Stator lớn quá sẽ gõy bóo hoà mạch từ. Do vậy để điều chỉnh momen của động cơ ta sẽ phải điều chỉnh góc lệch δ đồng thời giữ biên độ từ thông Stator cố định.
Như vậy nguyên lý cơ bản của phương phương pháp điều khiển trực tiếp momen là thông qua điều khiển từ thông Stator để điều khiển momen của động cơ. Quan hệ giữa momen và từ thông là trực tiếp nên hệ thống sẽ có đáp ứng nhanh hơn.
Cơ sở vật lý của phương pháp
Xuất phát từ phương trình cân bằng điện áp Stator:
dt d i R u s s s s ψ + =
Nếu bỏ qua sụt ỏp trờn điện trở Stator thì ta sẽ thu được quan hệ tích phân giữa us và ψs. Điều đó có nghĩa là: vector ψs chuyển động theo vector điện áp được chọn. Với nghịch lưu nguồn áp, ta có 8 vector điện áp chuẩn, do vậy sẽ có 8 khả năng tác động tới từ thông Stator ψs. Bằng cách chọn các vector điện áp thích hợp ta có thể đồng thời tác động lên module từ thông Stator và góc lệch δ giữa vector từ thông Stator và vector từ thông Rotor, qua đó thay đổi được momen của động cơ.
Hình 3.1 Khả năng tác động tới vector từ thông từ các vector điện áp
Do giữ biên độ từ thông Stator cố định và điều chỉnh góc lệch δ giữa vector từ thông Stator và vector từ thông Rotor nên vector từ thông Stator sẽ được dẫn theo một quỹ đạo hình tròn. Các vector điện áp chuẩn được chọn để đáp ứng yêu cầu về thay đổi từ thông và momen của động cơ.
Giả sử vector từ thông Stator ψs có vị trí như trên hình 3.2, nếu vector điện áp chuẩn u4 được chọn thỡ nú sẽ làm giảm biên độ của ψs đồng thời làm cho vector từ thông Stator quay theo hướng quay của từ trường. Chuyển động này làm tăng góc δ nên làm tăng momen và cũng làm thay đổi trạng thái từ hoá của động cơ.
Hình 3.2 Tác động của vector điện áp chuẩn lên vector từ thông Stator