4. Giỏm sỏt cụng suất và bảo vệ trạm phỏt điện
4.1.5. Nghiờn cứu quỏ trỡnh điều khiển đồng tốc hệ hai biến tầ n động cơ
Từ cỏc tham số điều khiển đó lựa chọn đạt yờu cầu chỉ tiờu chất lượng để ổn định tốc độ, luận văn tiếp tục nghiờn cứu quỏ trỡnh điều khiển đồng tốc giữa hai động cơ điều khiển bằng biến tần. ản chất bài toỏn này bài toỏn điều khiển bỏm (tốc độ hai động cơ bỏm nhau).
Nghiờn cứu điều khiển đồng tốc khi biến tần điều khiển U/f = const. Sơ đồ cấu trỳc hệ điều khiển đồng tốc hai động cơ như hỡnh 5:
Giả thiết đặt ra đối với bài toỏn này: xột cho từng hệ độc lập đó giải quyết được khả năng ổn định tốc độ.
Hỡnh 3-9: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển đồng tốc hai động cơ
Tỏc dụng của từng khõu trong sơ đồ khối hỡnh 5:
Động cơ 1 là chủ (master), động cơ 2 là tớ (slaver) bỏm theo tốc độ động cơ 1.
Tốc độ xỏc lập của hệ biến tần – động cơ 1 được biến đổi thành tớn hiệu đặt cho hệ biến tần – động cơ 2.
Tốc độ thực của cả hai động cơ được đo và đưa tớn hiệu về đầu vào của khõu phản hồi bằng chức năng cảm biến sensorless trong biến tần như đó trỡnh bày ở trờn.
Nguyờn lý làm việc:
Đầu tiờn dựng triết ỏp xỏc lập một tốc độ định mức cho hệ biến tần – động cơ 1, lỳc này tốc độ động cơ 1 được Sensorless đo và đưa tớn hiệu về khõu phản hồi 1, đầu ra khõu phản hồi 1 vừa dựng làm giỏ trị đặt tốc độ cho hệ biến tần – động cơ 2, vừa là tớn hiệu đưa về so sỏnh với giỏ trị đặt ban đầu của hệ biến tần – động cơ 1 (n1).
Lỳc này bộ so sỏnh đưa ra sai lệch n1.
Nếu n1>ncp thỡ bộ ổn định tốc độ PID tự động điều chỉnh hệ biến tần – động cơ 1 để đạt được tốc độ định mức.
Nếu n1≤ncp thỡ bộ ổn định tốc độ PID duy trỡ tốc độ định mức cho động cơ 1.
Khi động cơ 1 đạt được tốc độ định mức thỡ tớn hiệu đặt vào hệ biến tần – động cơ 2 cũng là định mức, nhờ vào khõu phản hồi 2 đưa tớn hiệu tốc độ thực của động cơ 2 về so sỏnh với tớn hiệu đặt của hệ biến tần – động cơ 2.
Lỳc này bộ so sỏnh đưa ra sai lệch n2.
Nếu n2>ncp thỡ bộ ổn định tốc độ PID tự động điều chỉnh hệ biến tần – động cơ 2 để đạt được tốc độ định mức.
Nếu n2≤ncp thỡ bộ ổn định tốc độ PID duy trỡ tốc độ định mức cho động cơ 2.
Từ mụ hỡnh trờn vấn đề đặt ra của luận văn ở đõy là phải xỏc định chất lượng động học quỏ trỡnh điều khiển đồng tốc hai hệ biến tần – động cơ ứng dụng cho bệ thớ nghiệm tự động húa phỏt và cung cấp điện trong
hai trường hợp: khụng tải và cú tải. Trước tiờn dựa vào phần mềm Matlab – Simulink để kiểm tra:
Thời gian xỏc lập quỏ trỡnh bỏm (khả năng tỏc động nhanh).
Sai số bỏm (sai số tốc độ hai động cơ) khi cú tải và khi khụng tải.
Mụ phỏng và đỏnh giỏ kết quả
Từ mụ hỡnh toỏn học của động cơ KĐ 3 pha đó xõy dựng ở trờn và cỏc tham số bộ điều khiển đó lựa chọn đạt yờu cầu chỉ tiờu chất lượng để ổn định tốc độ, luận văn tiếp tục nghiờn cứu đỏnh giỏ bằng kết quả mụ phỏng quỏ trỡnh điều khiển đồng tốc giữa hai hệ: biến tần – động cơ.. Từ phõn tớch trờn chỳng ta cú ngay sơ đồ cấu trỳc hệ điều khiển đồng tốc hai hệ biến tần – động cơ.
Từ phần mềm Matlab - Simulink vẽ được sơ đồ như sau:
Hỡnh 3-10: Sơ đồ cấu trỳc động học hệ thống điều khiển đồng tốc hai động cơ
Ở đõy bộ tham số Kp, Ki, Kd của bộ điều khiển PID được tỡm theo phương phỏp thiết kế đường đặc tớnh tối ưu trờn phần mềm Matlab như đó trỡnh bầy ở phần trờn. ộ tham số được tỡm là: Kp = 10.1738, Ki = 0.5073, Kd = 0.2076.
Hỡnh 3-11: Đường đặc tớnh quỏ độ quỏ trỡnh điều khiển đồng tốc hai hệ biển tần – động cơ
Kết luận:
Căn cứ vào kết quả hỡnh 8, ta thấy sau khoảng 2 sec, tốc độ xỏc lập hai động cơ bằng nhau. Sai số nằm trong phạm vi thỏa món điều kiện hũa đồng bộ. Trong quỏ trỡnh làm việc thực tế lõu dài, cỏc tham số động cơ cú biến đổi, do bộ điều khiển PID ổn định tốc độ, nờn sai lệch tốc độ giữa hai động cơ vẫn thỏa món điều kiện hũa hai mỏy về mặt tần số.