cơ thơng dụng IM me = K.ψr.isq = K’.isd. isq ψr Isd Isq moment từ thơng ω i*sd i*sq Vector control Inverter Hình 6.2: Động cơ điện AC được điều khiển theo nguyên tắc vector
Như đã nêu ở chương 2, phương thức V/f hiện vẫn cịn là phương thức điều khiển tốc độ động cơ KĐB xoay chiều 3 pha thơng dụng nhất hiện nay. Nhưng theo thời gian, phương thức này đã lộ ra một số nhược điểm cố hữu: - Mặc dù khơng bị quá tải, dịng điện ngõ vào vẫn tăng cao khi tốc độ quá thấp hoặc vượt khỏi tốc độ định mức. Minh họa trên hình 6.3: để giữ nguyên từ thơng trong khi cĩ hiện tượng trễ pha khi tốc độ vượt quá định mức, buộc
Chương 6: Phương thức điều khiển vector GVHD: T.S Nguyễn Văn Nhờ
lịng dịng điều khiển phải tăng giá trị biên độ dẫn đến hiện tượng quá dịng cuộn dây stator.
- Phương thức V/f làm việc rất tốt với các phụ tải cĩ tốc độ biến thiên chậm như quạt giĩ, máy bơm … Nhưng lại tỏ ra rất kém hiệu quả khi đặc tính của phụ tải hay thay đổi đột biến về vận tốc cũng như moment như máy xúc, máy cán thép … Dịng điện lúc này rất lớn do sự thay đổi lớn về độ trượt s. - Khi làm việc trong vùng giảm từ thơng, phương thức này cĩ hiệu suất kém và sự điều chỉnh tốc độ khơng êm (smooth drives).
Tất cả những nhược điểm trên cĩ thể khắc phục bằng phương pháp điều khiển vector, bao gồm phương thức điều khiển dựa theo từ thơng (Field Oriented Control: FOC) và điều khiển moment trực tiếp (Direct Torque Control: DTC). DTC cĩ tiền thân là phương pháp "Direct self Control", dựa trên ảnh hưởng trực tiếp của điện áp đầu vào để điều khiển vector từ thơng stator từ đĩ điều khiển trực tiếp moment mà khơng cần dùng đến các phương pháp trung gian khác. Ngồi hai phương án trên, trên thực tế hiện nay người ta vẫn dùng điều khiển động cơ DC; điều khiển động cơ AC theo phương thức V/f. Các phương thức này minh hoạ trên hình 6.4.a và 6.4.b. Tuỳ vào hệ truyền động, người ta sẽ lựa chọn phương thức điều khiển thích hợp để sử dụng. TỐC ĐỘ THẤP TỐC ĐỘ CAO Va Vb Vc α β S N Rotor Trục Rotor
Hình 6.3: Hiện tượng trễ pha của dịng điều khiển từ thơng
(a) Hvth: Nguyễn Phương Quang Trang 57
(b)
Hình 6.4: Các phương thức điều khiển thơng dụng
Qua những điểm vừa nêu trên ta nhận thấy phương thức FOC và DTC chính là những phương thức tương lai sẽ thay thế phương thức V/f cổ điển cũng như động cơ DC.