điều khiển trực tiếp momen
Mô hình mô phỏng hệ truyền động biến tần ĐCĐB - KTVC điều khiển trực tiếp momen được xây dựng bằng phần mềm MATLAB/SIMULINK.
ĐCĐB - KTVC dùng để mô phỏng cú cỏc tham số như sau: Công suất: P = 1KW Tần số định mức: fđm = 42 (Hz) Tốc độ định mức: nđm = 1260 (vũng/phỳt) Dòng điện định mức: Iđm = 3(A) Điện trở Stator: Rs = 5,8 (Ω) Điện kháng dọc trục: Lsd = 0,0447 (H) Điện kháng ngang trục: Lsq = 0,04 (H) Số cặp cực: pc = 2 Momen quán tính: J = 0,015 (kgm2) Từ thông Rotor: ψp = 0,377 (Wb)
Speed Controller 100 w_ref w Discrete, Ts = 1e-005 s. pow ergui m is flux + - v + - pulses A B C Universal Bridge UDC Flux Controller Pulse Generator 0.377 Psis_ref A B C Tm m PI Controller delta_M delta_Psis phase_Psis Pulses
Optimal Switch T able Momen Controller m is_abc wm Te Suv w UDC Is_uv w phase_Psis mag_Psis M Flux Estimate T orque Caculate
Hình 3.12 Mô hình mô phỏng hệ truyền động biến tần ĐCĐB - KTVC điều khiển trực tiếp momen
Bộ điều chỉnh tốc độ:
Bộ điều chỉnh tốc độ là bộ điều chỉnh có cấu trúc tích phân - tỷ lệ PI:
Hình 3.13 Bộ điều chỉnh tốc độ
Bộ điều chỉnh từ thông:
Bộ điều chỉnh từ thông được xây dựng bằng một S-Function với hai đầu vào và một đầu ra. Hai đầu vào là giá trị sai lệch từ thông thực tế và giá trị sai lệch từ thông cho phép, đầu ra là thông tin cần tăng hay giảm từ thông.
Hình 3.15 Bộ điều chỉnh từ thông
Bộ điều chỉnh momen:
Bộ điều chỉnh momen cũng được xây dựng từ một S-Function. Hai đầu vào là giá trị sai lệch momen thực tế và giá trị sai lệch momen cho phép. Đầu ra là thông tin cần tăng, giảm hay giữ nguyên momen.
Hình 3.17 Bộ điều chỉnh momen
Bảng chuyển mạch tối ưu:
Bảng chuyển mạch tối ưu nhận thông tin từ các bộ điều chỉnh từ thông, bộ điều chỉnh momen và thông tin về góc pha của vector từ thông Stator để chọn được vector chuyển mạch tối ưu.
Hình 3.19 Bảng chuyển mạch tối ưu
1Pulses Pulses OST delta_M delta_Psis sector u v w Cal_Sector phase_Psis sector NOT NOT NOT boolean boolean boolean 3 phase_Psis 2 delta_Psis 1 delta_M
Hình 3.20 Chi tiết bảng chuyển mạch tối ưu
Khối bảng chuyển mạch tối ưu gồm 3 phần: tính toán vị trí của vector từ thông Stator - được thực hiện bởi S-Function Cal_Sector, lựa chọn vector chuyển mạch - được thực hiện bởi S-Function OST, phát xung điều khiển nghịch lưu.
Ước lượng từ thông và tính toán momen:
Khối ước lượng từ thông và tính toán momen nhận các thông tin đầu vào là trạng thái chuyển mạch của các van, điện áp một chiều trung gian và dòng điện Stator để từ đó tính toán ra giá trị momen của động cơ, biên độ và góc pha của vector từ thông Stator.
Hình 3.21 Khối ước lượng từ thông và tính toán momen
3M M 2 mag_Psi s 1 phase_Psis XY Graph Re Im UDC Suv w us_ab Us_ab Caculate Is_uv w Is_ab Psis_a Psis_b Is_ab M Momen Caculate |u| u Mag_Phase Us_ab Is_ab Psis_a Psis_b Flux Calculate double 3 Is_uvw 2 UDC 1 Suvw
Tính toán điện áp Stator:
Để ước lượng được từ thông Stator thỡ phỏi tính toán được điện áp Stator. ổTng mô hình điện áp Stator được tính toán bằng cách sử dụng S-Function Cal_Us.
Hình 3.23 Tính toán điện áp Stator
Ước lượng từ thông Stator:
2Psis_b Psis_b 1 Psis_a f(u) f(u) T T .s+1 1 T.s+1 T T .s+1 1 T.s+1 Re Im |.| Re(u) Im(u) |u| u 2 Is_ab 1 Us_ab
Tính toán momen:
Hình 3.25 Tính toán momen
Kết quả mô phỏng:
Quỹ đạo từ thông Stator:
Hình 3.27 Quỹ đạo từ thông Stator
Hình 3.28 Biên độ từ thông Stator Từ thông Stator:
Hình 3.29 Từ thông Stator
Dòng điện Stator:
Đáp ứng tốc độ:
Hình 3.31 Đáp ứng tốc độ
Đáp ứng momen:
Nhận xét:
Các kết quả mô phỏng ở trên cho thấy rằng với phương pháp DTC động cơ cho đáp ứng momen khá nhanh. Sau khoảng thời gian rất ngắn tốc độ và momen của động cơ ổn định và bám theo giá trị đặt. Động cơ luôn làm việc ở chế độ động nên độ đập mạch của momen và dòng điện là khá cao.
Kết luận:
Trong chương này ta đã xây dựng được hệ truyền động biến tần ĐCĐB - KTVC điều khiển trực tiếp momen và thực hiện mô phỏng hệ thống bằng MATLAB/SIMULINK. Kết quả mô phỏng cho thấy quỹ đạo từ thông Stator là hình tròn, đáp ứng momen nhanh đã chứng tỏ tính đúng đắn của phương pháp. Tuy nhiên ta cũng thấy được nhược điểm của phương pháp này là độ đập mạch của momen khá cao.
CHƯƠNG 4