Hệ thống điều khiển số -Giới thiệu về điều khiển vector -Giới thiệu pptx

Giới thiệuĐiều khiển V/f thích hợp cho các ứng dụng mà không đòi hỏi sự đáp ứng nhanh về moment, từ trường hay tốc độ.. Một số ứng dụng đòi hỏi phải có đáp ứng quá độ nhanh, do đó hệ thố

Hệ thống điều khiển số

-Giới thiệu về điều khiển vector-Giới thiệu RFOC

Ôn tập (1)

Chứng minh các công thức tính moment sau làtương đương:

) cos(

Một động cơ không đồng bộ có các tham số

sau (đã qui đổi về stator): Rs=10 ohm;

Rr=6,3 ohm ; Lγs=Lγr=0,04H ; Lm=0,4H

Máy vận hành ở 1425 vòng/phút và được

cung cấp bởi nguồn 380V/50Hz Máy có 4

cực, nối Y và vận hành ở xác lập Máy được

cấp nguồn, dạng hình sin, điện áp pha quy

định bởi:

) 3

4 cos(

Giới thiệu

Điều khiển V/f thích hợp cho các ứng dụng mà không đòi hỏi

sự đáp ứng nhanh về moment, từ trường hay tốc độ

Một số ứng dụng đòi hỏi phải có đáp ứng quá độ nhanh, do

đó hệ thống điều khiển V/f không thích hợp

Trước đây do sự hạn chế về kỹ thuật và thiết bị, hệ thống

dùng động cơ DC được sử dụng

Với sự phát triển về thiết bị và lý thuyết điều khiển vector hiện nay, động cơ kđb được sử dụng để thay thế động cơ DC cho các ứng dụng đòi hỏi đáp ứng nhanh

Giới thiệu –Mô hình ĐCKĐB ở trạng thái xác lập bỏ qua sự quá

độ khi thay đổi tải và thay đổi tần số stator Những

đại lượng này sẽ tăng rất nhanh đối với ứng dụng

truyền động có tốc độ thay đổi.

–Với những ứng dụng có moment thay đổi nhanh,

điều khiển V/f hay nối nguồn trực tiếp sẽ không cho chất lượng tốt Khi đó cần thiết phải biết tốc độ hay từ thông và bộ điều khiển có chất lượng cao  điều

khiển vector

Điều khiển định hướng trường

(FOC)

• Điều khiển định hướng trường (FOC) hay điều

khiển vector là phương pháp điều khiển dùng cho động cơ kđb 3 pha, trong đó moment tạo ra và các thành phần từ hóa của từ thông stator được điều khiển độc lập

• Mô phỏng theo hoạt động của động cơ DC

• FOC cần các thông tin về: dòng điện, điện áp, từ thông và tốc độ của động cơ.

Ứng dụng

Thích hợp cho tất cả các ứng dụng trước đây sử dụng động cơ DC -Các hệ thống servo điều khiển tốc độ hay vị trí, các máy công cụ

và trục nâng, cần trục,…

So sánh điều khiển vector và V/f

Điều khiển vector có đáp ứng tốt hơn, chính xác hơn, đặc biệt ở vùng tốc độ thấp

Nguyên lý điều khiển Vector

Các đại lượng vô hướng (u, i, từ thông) được chuyển thành dạng

vector không gian tương ứng

Bằng cách điều khiển riêng biệt

các thành phần dòng điện d-q sẽ

gián tiếp điều khiển được từ thông

và moment.

Trong bộ điều khiển, hai phép biến

đổi ngược được thực hiện:

1) Từ hệ qui chiếu d-q về α-β;

2) Từ d*-q* về a*, b*, c*.

Vector - Phasor

Space vector (vector không gian):

chiều dài đặc trưng cho biên độ,

hướng chỉ vị trí trong không gian

của mmf hay từ trường gây bởi

điện áp (dòng điện) trong cuộn

dây

Phasor (vector pha) dùng để đặc

trưng cho sự sai lệch góc pha của

các tín hiệu dạng sin

Điều khiển vector hay định hướng

trường

Động cơ không đồng bộ có thể được điều khiển bằng cáchđưa về trạng thái như động cơ DC kích từ độc lập

Điều khiển vector hay định hướng

trường

• Với điều khiển vector:

– ids (induction motor)  If (dc motor)– iqs (induction motor)  Ia (dc motor)– Momen cho bởi công thức sau:

– Trong đó , là giá trị đỉnh của biến vector không

Vector và Moment

Vector rotor từ thông rotor ψr:

-Tương đương với ψf của động

Khi ψ r nằm trên trục d, người ta

nói hệ thống được định hướng

trường

=> Ψ r = Ψ rd

Hệ tọa độ quay dq

Qui đổi sang 2 pha

Dòng is (màu đen) và từ

thông ψr (màu xanh) trong

Dòng is (màu đen) và từthông ψr (màu xanh) trong

Việc qui đổi nhằm

làm đơn giản hóa

việc phân tích và

điều khiển

Qui đổi sang 2 pha

Nếu từ thông ψr trùng với trục d

Các pp điều khiển động cơ

Điều khiển

vô hướng

Điều khiển vector

Sơ đồ điều khiển FOC



PID

α, β a,b,c

Phase Inverter

3-Space Vector PWM



θr

PWM2 PWM3 PWM5 PWM4 PWM6

Field Weakening Controller

Speed Calculator

Inverse Park

d,q

α, β

PID PID

Nguyên lý điều khiển vector

Bài tập: Viết các phương trình chuyển đổi trong sơ đồ trên