Cả hai phương pháp trên đều yêu cầu khả năng điều chỉnh điện áp đặt vào động cơ, do đó thường được hiện thực thông qua kỹ thuật điều chế độ rộng xung PWM.. Bài giảng sẽ ôn lại kỹ thuật P
Trang 11 Bài giảng 3
Bài gi ả ng
Đ i ề u Khi ể n Máy Đ i ệ n Nâng Cao
Đ i ề u khi ể n vô h ướ ng độ ng c ơ K Đ B
TS Nguyễn Quang Nam
2013 – 2014, HK 2
http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php
nqnam@hcmut.edu.vn
Các phương pháp điều khiển vô hướng được đề cập:
điều khiển V/f và điều khiển vectơ không gian
Cả hai phương pháp trên đều yêu cầu khả năng điều
chỉnh điện áp đặt vào động cơ, do đó thường được hiện
thực thông qua kỹ thuật điều chế độ rộng xung (PWM)
Bài giảng sẽ ôn lại kỹ thuật PWM, sau đó giới thiệu lần
lượt phương pháp điều khiển V/f và vectơ không gian
Gi ớ i thi ệ u
Trang 23 Bài giảng 3
Xét một bộ nghịch lưu nguồn áp 3 pha, các sóng sin tham chiếu có thể được so sánh với một sóng mang, để tạo ra hệ
điện áp 3 pha ngõ ra với dạng sóng có ít họa tần bậc cao
Nh ắ c l ạ i k ỹ thu ậ t PWM
4 Bài giảng 3
Dạng sóng điều
chế điển hình có thể
thấy được như hình
bên
Các dây quấn động
cơ KĐB đóng vai trò
như các mạch lọc
R-L, khiến cho dòng
điện của động cơ khá
gần với hình sin
Nh ắ c l ạ i k ỹ thu ậ t PWM (tt)
VA
VB
VC
VA
VB
VC
t
Trang 35 Bài giảng 3
Khi đặc tính động học trong điều khiển mômen hoặc tốc
độ không thực sự cần thiết, phương pháp điều khiển V/f có
thể được áp dụng, với giải thuật rất đơn giản
Phương pháp điều khiển đơn giản đến mức có thể hiện
thực bằng phần cứng tương tự, do đó được dùng rộng rãi khi chưa có mặt phần cứng tương tự
Cấu trúc truyền động trong phương pháp này không yêu
cầu một mạch vòng điều khiển dòng điện, mà chỉ yêu cầu
điều khiển điện áp và tần số stato, sao cho từ thông stato là
một hằng số
Đ i ề u khi ể n V/f
Đặc tính cơ của động cơ KĐB
Đ i ề u khi ể n V/f (tt)
Trang 47 Bài giảng 3
Có thể thấy mặc dù phương pháp thay đổi điện trở mạch rôto để điều chỉnh tốc độ cho phép đạt được mục tiêu thay
đổi tốc độ, nhưng hiệu suất sẽ càng giảm nếu điểm làm việc càng cách xa điểm làm việc định mức
Giả sử bỏ qua điện áp rơi trên tổng trở tản stato, điện áp
đặt vào 1 pha stato sẽ thỏa mãn:
Do đó, khi giảm tần số stato (để giảm tốc độ) thì điện áp
cũng phải giảm một cách tỷ lệ để giữ từ thông không đổi, hay nói cách khác V/f = const => pp điều khiển V/f
Đ i ề u khi ể n V/f (tt)
m fN
V1 = 4 , 44 1Φ
8 Bài giảng 3
Trong sơ đồ điều khiển dưới đây, tốc độ xác lập của máy
được điều khiển thông qua việc thay đổi tần số (tỷ lệ với tốc
độ đặt) và điện áp (có kể đến thành phần điện áp rơi trên
tổng trở tản của dây quấn stato)
Cấu trúc chỉ có thể đảm bảo điều khiển được tốc độ đồng
bộ của động cơ, vì không có cảm biến tốc độ rôto
B ộ điề u khi ể n t ố c độ theo V/f
Trang 59 Bài giảng 3
Mô phỏng bộ điều khiển V/f đơn giản
B ộ điề u khi ể n t ố c độ theo V/f (tt)
Mô phỏng bộ điều khiển V/f đơn giản
B ộ điề u khi ể n t ố c độ theo V/f (tt)
Trang 611 Bài giảng 3
Trong sơ đồ điều khiển dưới đây, cảm biến tốc độ được dùng để xác định tốc độ rô to, từ đó có thể xác định tần số
trượt, và xác định được các thành phần điện áp stato một cách chính xác hơn
B ộ điề u khi ể n V/f có c ả m bi ế n t ố c độ
12 Bài giảng 3
Mô phỏng bộ điều khiển V/f có cảm biến tốc độ
B ộ điề u khi ể n V/f có c ả m bi ế n t ố c độ (tt)
Trang 713 Bài giảng 3
Mô phỏng bộ điều khiển V/f có cảm biến tốc độ
B ộ điề u khi ể n V/f có c ả m bi ế n t ố c độ (tt)
Xét sơ đồ mạch nghịch lưu nguồn áp 3 pha Trạng thái
điện áp của mạch được ký hiệu u[abc] (gọi là vectơ điện áp),
với a = ‘1’ khi khóa trên đóng, và a = ‘0’ khi khóa dưới đóng
Đ i ề u khi ể n vect ơ không gian
Trang 815 Bài giảng 3
Có tổng cộng 8 tổ hợp (trạng thái) điện áp, trong đó có 6
trạng thái điện áp xảy ra truyền công suất, và 2 trạng thái không truyền công suất
Đ i ề u khi ể n vect ơ không gian (tt)
zero vector 0
0 0
OFF OFF OFF ON
ON ON
active vector 0
OFF ON
OFF ON
OFF ON
active vector
0 OFF ON
ON ON OFF OFF
active vector
0
OFF OFF ON
ON ON OFF
active vector 0
ON OFF ON
OFF ON
OFF
active vector
0 ON OFF OFF OFF ON
ON
active vector
0
ON ON OFF OFF OFF ON
zero vector 0
0 0
ON ON ON OFF OFF OFF
V CA
V BC
V AB
S 6
S 4
S 2
S 5
S 3
S 1 Vector
16 Bài giảng 3
Vectơ không gian tổng hợp từ 3 vectơ không gian thành
phần của 3 pha
Đ i ề u khi ể n vect ơ không gian (tt)
Trang 917 Bài giảng 3
Trong các máy điện AC, vectơ không gian tổng hợp quay tròn đều Phương pháp điều khiển vectơ không gian hiện
thực điều này theo nghĩa trung bình: giá trị trung bình của vectơ không gian bám theo quỹ đạo cần thiết
Sáu trạng thái tích cực (truyền công suất) cơ bản chia
mặt phẳng thành 6 vùng (sector) đều nhau Một vectơ
không gian nằm trong vùng nào sẽ được hiện thực bởi hai vectơ cơ bản nằm gần nhất, với thời gian tương ứng cho
mỗi vectơ được chọn thích hợp
Đ i ề u khi ể n vect ơ không gian (tt)
Hiện thực vectơ không gian dựa vào các vectơ cơ bản
Đ i ề u khi ể n vect ơ không gian (tt)
I
II III
IV
V
VI
Trang 1019 Bài giảng 3
Thời gian của mỗi trạng thái cơ bản, khi vectơ không gian tham chiếu Vref nằm ở sector n, với Ts là chu kỳ điều chế độ
rộng xung
Đ i ề u khi ể n vect ơ không gian (tt)
−
⋅
⋅
3 sin
3
1
n V
V
T T
dc
ref s
⋅
⋅
=
3
1 sin
3
2
π
V
V
T T
dc
ref s
2 1
T = s − −
20 Bài giảng 3
Ví dụ một cách phân bố thời gian tương ứng của các
vectơ cơ bản trong sector 1 và sector 2
Đ i ề u khi ể n vect ơ không gian (tt)