truyen dong dien chuong 5 dieu khien vecto dong co khong dong bo cuuduongthancong com

Lưu ý là phương trình điện áp stator thành lập trong hệ tọa độ gắn với stator đứng yên trong không gian, còn phương trình điện áp rotor thành lập trong hệ tọa độ gắn với rotor quay tro

Trang 2

cuu duong than cong com

Trang 3

Vector không gian – Hệ tọa độ abc và 

Trang 4

Các vector sức từ động trong trường hợp:    t  0 o

Các vector sức từ động trong trường hợp:    t  6 0 o

Trang 5

S S

F

S s

F

Trang 6

0 50 100 150 200 250 300 350

Sức từ động 3 pha hình sin và cân bằng

Tín hiệu trong hệ trục tọa độ abc

Trang 7

S S

F có biên độ không đổi và quay với vận tốc  tương ứng

Trang 8

0 50 100 150 200 250 300 350

S s

Trang 9

Sức từ động 3 pha hình sin + sóng hài bậc 5 (5%)

Tín hiệu trong hệ trục tọa độ abc

0 50 100 150 200 250 300 350

Trang 10

Trong trường hợp khác, ví dụ khi có hài bậc 5 (cỡ 5%) trong sóng

dòng điện, vector s

s

F có biên độ và vận tốc quay thay đổi

S S

Trang 11

Sức từ động trong hệ trục 

Tín hiệu trong hệ trục 

0 50 100 150 200 250 300 350 400

S s

Trang 12

Khái niệm vector không gian có thể mở rộng cho các đại lượng

Φ

Trang 13

Phép chuyển đổi hệ tọa độ abc và 

s

Trang 14

Các thành phần trong hệ trục tọa độ abc và hệ tọa độ  có thể quy đổi qua lại với ma trận chuyển đổi tương ứng

b s s

s

c s

i i

s s

c s

i

i i

Trang 15

Phương trình dòng áp trong hệ tọa độ 

Phương trình điện áp stator:

s

s s s

d R

Trang 16

Lưu ý là phương trình điện áp stator thành lập trong hệ tọa độ gắn

với stator (đứng yên trong không gian), còn phương trình điện áp

rotor thành lập trong hệ tọa độ gắn với rotor (quay trong không

gian với tốc độ của rotor)

r r

Trang 17

Các đại lượng rotor có thể quy đổi về stator như sau:

T 1

T 1 2

 : tỉ số vòng dây quấn stator/rotor,

    t :  là tốc độ quay của rotor

Phương trình điện áp rotor quy đổi về stator:

Trang 18

Phương trình điện áp mô tả động cơ:

Trang 19

Phuơng trình điện áp cho động cơ được viết lại:

i

Trang 20

Viết lại duới dạng các thành phần theo trục  :

Trang 21

Phương trình momen động cơ

Momen động cơ tính theo công thức:

Trang 22

Mô hình động của động cơ KĐB

Phương trình biểu diễn điện áp động cơ trong hệ tọa độ  :

Trang 23

Các phương trình này có thể mô tả bằng sơ đồ mạch điện như hình:

L m

S r

i

S r

j  Φ

Trang 24

Lưu ý đây là mạch tương đương mô hình động của động cơ không đồng bộ (có thể áp dụng để phân tích trạng thái quá độ hoặc xác lập của động cơ)

Mạch tương đương của động cơ ở trạng thái xác lập có thể suy ra

từ mô hình này với giả thiết là dòng, áp 3 pha trong động cơ ở chế

độ xác lập, có dạng hình sin và cân bằng

Trang 25

Mạch tương đương xác lập của động cơ

Trang 27

Mạch tương đương xác lập của động cơ KĐB suy

ra từ mô hình động

Ta suy ra hệ phương trình mô tả động cơ ở trạng thái xác lập:

ˆ ˆ

ˆ 0

s S

r

I V

Trang 29

Phương trình động cơ trong hệ tọa độ xoay dq

tần số  s

dạng một chiều thay đổi theo thời gian

hợp khi điều khiển

độ xác lập, các thành phần của vector dòng/áp trong hệ trục

tọa độ mới sẽ có giá trị không đổi theo thời gian

Trang 30

Gọi vector điện áp trong hệ trục tọa độ xoay dq là e

Trang 31

s

e S

Trang 32

Phương trình biểu diễn điện áp động cơ trong hệ tọa độ dq:

Trang 33

Nguyên lý điều khiển vector ĐC KĐB

Với động cơ DC:

 Phương trình momen động cơ DC:

u

 Momen sinh ra trong động cơ là kết quả tương tác giữa dòng phần ứng

và từ trường sinh ra trong phần kích từ của động cơ

 Cấu tạo của động cơ DC cho phép điều khiển độc lập từ trường và

dòng phần ứng của động cơ  Có thể điều khiển độc lập từ thông và momen động cơ Vì vậy, động cơ DC có chất lượng đáp ứng rất cao cuu duong than cong com

Trang 34

Tương tự động cơ DC, động cơ KĐB cũng có:

 Rotor tương đương với mạch phần ứng của động cơ DC

 Stator tương đương với mạch kích từ của động cơ DC

Tuy vậy, do cấu trúc của động cơ KĐB, dòng rotor thường không thể điều khiển trực tiếp Hơn nữa, phương trình momen của động cơ là phi tuyến

Điều khiển vector nhằm điều khiển động cơ KĐB như một động cơ DC, nghĩa là từ thông và momen động cơ có thể điều khiển độc lập với nhau cuu duong than cong com

Trang 35

Phương trình momen động cơ KĐB (biểu thị qua dòng stator và từ thông rotor):

Trang 36

 Phương trình momen động cơ KĐB cho thấy sự phức tạp khi điều

khiển động cơ vì mô hình động cơ là phi tuyến và các biến có quan hệ lẫn nhau (cross coupling)

 Nếu có thể điều khiển một số biến sao cho chúng luôn bằng zero, mô

hình động cơ có thể trở nên tuyến tính và dễ điều khiển hơn

Trang 37

Nếu có thể điều khiển sao cho:

Điều kiện  e q r  0 có thể thỏa khi hệ trục tọa độ xoay dq quay đồng bộ với

vector từ thông rotor e

r

Φ , và vector này nằm trên trục d của hệ tọa độ dq

Trang 38

m r

x +



e qs i

M

Sơ đồ khối ĐC KĐB khi  e q r  0

Trang 39

Hơn nữa, nếu có thể điều khiển sao cho:

e

 Động cơ KĐB có thể điều khiển tương tự như động cơ DC với chế độ

từ thông không đổi

Trang 40

e ds i

G(p)

e dr



3

m r

PL L

Trang 41

Tóm lại, nếu có thể điều khiển sao cho: e

  , động cơ KĐB có thể được điều khiển như một động cơ DC với phương trình momen:

Trang 42

Hai phương pháp kinh điển thường dùng trong điều khiển vector (điều khiển định hướng trường) động cơ KĐB:

 Điều khiển trực tiếp: dùng cảm biến đo trực tiếp từ thông động cơ,

 Điều khiển gián tiếp: suy ra từ thông động cơ qua cảm biến đo vị trí

rotor

Trang 43

Điều khiển vector ĐC KĐB kiểu trực tiếp

Nguyên lý:

 Đo từ thông khe hở không khí của động cơ (dùng cảm biến),

 Tính ra vector từ thông rotor e

r    r  r

Φ

 Góc  r dùng trong công thức chuyển đổi hệ trục tọa độ   dq và

ngược lại Như vậy, hệ trục tọa độ xoay dq quay đồng bộ với vector từ

thông rotor e

r

Φ , và vector này nằm trên trục d của hệ tọa độ dq

d q

Trang 44

Tính vector từ thông rotor e

S S

v

S S

i

S S

i

S r

j Φ

S m

pΦ

Trang 45

 Từ đây, suy ra các thành phần của S

L

L i L

Φ tính được, bằng phép chuyển hệ tọa độ vuông góc sang

hệ tọa độ cực, có thể tính được các thành phần  r và  r của e

r

Trang 46

i 

*

e s

Trang 47

r



r

 M

-Điều khiển vector động cơ KĐB với phương pháp điều khiển trực tiếp

Trang 48

 vận tốc đồng bộ cần thiết để duy trì hệ trục tọa độ xoay dq

quay đồng bộ với vector từ thông rotor e

 cần thiết có thể tính ra từ dòng stator và thông số động cơ

Trang 49

Điều khiển vector ĐC KĐB kiểu gián tiếp

Trang 50

Từ hệ phương trình trên, có thể chứng minh được giá trị *

Trang 51

i

*

e ds

Trang 52

So sánh với phương pháp điều khiển trực tiếp:

r

L R

động cơ

Tiêu đề	Điều Khiển Vector Động Cơ Không Đồng Bộ
Trường học	Cửu Dương Thần Công
Thể loại	Tổng luận

Định dạng
Số trang	52
Dung lượng	466,74 KB