điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha bằng phương pháp DTC kết hợp MRAS

điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha bằng phương pháp dtc không sử dụng cảm biến tốc độ. sử dụng phương pháp MRAS để ươc lượng tốc độ động cơ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ

KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA KHÔNG SỬ

DỤNG CẢM BIẾN

Người hướng dẫn : Th.S HỒ ĐĂNG SANG

Người thực hiện : ĐỖ XUÂN TUẤN

Chuyên ngành : HỆ THỐNG ĐIỆN

Lớp : 13040101

NỘI DUNG ĐỒ ÁN

1 TỔNG QUAN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA

2 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP MOMEN

DTC – SENSORLESS

3 MÔ PHỎNG TRÊN MATLAB SIMULINK

TỔNG QUAN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA

xoay chiều, làm việc theo nguyên lý cảm

ứng điện từ, có tốc độ của Rotor (n) chậm

hơn so với tốc độ quay của từ trường

Stator.

dây quấn Stator (sơ cấp), dây quấn rotor

(thứ cấp)

PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KĐB

 Điều khiển vô hướng (điện áp, tần số, điện trở rotor, công suất trượt, số cực)

 Điều khiển vector:

+ điều khiển định hướng theo trường (FOC)

+ điều khiển trực tiếp moment (DTC)

  2 3      

cos

u t u t

u t u t

u t u t













MÔ HÌNH HÓA ĐỘNG CƠ KĐB

 Vector không gian

Trong đó:

cos

u t u t

u t u t

u t u t













       

       

 

120 240

2

3

2

3

u t u t u t e u t e

u t u t u t u t 

     

2

0.5 0.5 3













MÔ HÌNH HÓA ĐỘNG CƠ KĐB

Suy ra:

       

       

 

120 240

2

3

2

3

u t u t u t e u t e

u t u t u t u t 

     

2

0.5 0.5 3













0 ( )

s

s s s e s

r

r r e r r

d

dt d

dt





2

m

r

L i L i

L i L i L

L

  

  

MÔ HÌNH HÓA ĐỘNG CƠ KĐB

Mô hình toán động cơ KĐB3P trên hệ trục bất kỳ

s

s s s e s

r

r r e r r

d

dt d

dt





2

m

r

L i L i

L i L i L

L

  

  

MÔ HÌNH HÓA ĐỘNG CƠ KĐB

Mô hình động cơ KĐB3P trên hệ trục αβ

¿ 𝑑𝑖 𝑠𝛼

𝑑𝑡 =−(𝜎 𝑇1 𝑠 +

1 − 𝜎

𝜎 𝑇 𝑟 )𝑖 𝑠𝛼+ 1− 𝜎

𝜎 𝑇 𝑟 𝐿 𝑚 𝜓 𝑟 𝛼+1− 𝜎

𝜎 𝐿 𝑚 𝜔 𝜓 𝑟 𝛽+ 1

𝜎 𝐿 𝑠 𝑢 𝑠𝛼

¿ 𝑑𝑖 𝑠 𝛽

𝑑𝑡 =−(𝜎 𝑇1 𝑠+

1 − 𝜎

𝜎 𝑇 𝑟 )𝑖 𝑠 𝛽+ 1− 𝜎

𝜎 𝑇 𝑟 𝐿 𝑚 𝜓 𝑟 𝛽 − 1 − 𝜎

𝜎 𝐿 𝑚 𝜔𝜓 𝑟 𝛼+ 1

𝜎 𝐿 𝑠 𝑢 𝑠 𝛽

¿ 𝑑𝜓 𝑟 𝛼

𝑑𝑡 =

𝐿 𝑚

𝑇 𝑟 𝑖 𝑠𝛼 − 1

𝑇 𝑟 𝜓 𝑟 𝛼 − 𝜔 𝜓 𝑟 𝛽

¿ 𝑑 𝜓 𝑟 𝛽

𝑑𝑡 =

𝐿 𝑚

𝑇 𝑟 𝑖 𝑠𝛽 − 1

𝑇 𝑟 𝜓 𝑟 𝛽 − 𝜔𝜓 𝑟 𝛼

¿𝑇 𝑒= 3

2 𝑝 𝐿 𝑚

𝐿 𝑟 (𝜓 𝑟 𝛼 𝑖 𝑠 𝛽 − 𝜓 𝑟 𝛽 𝑖 𝑠𝛼)

¿ ¿

¿

MÔ PHỎNG TRÊN MATLAB SIMULINK

1/ Sai số lớn cho từ thông rotor tại tốc độ thấp.

2/ Phụ thuộc nhiều vào điện trở stator.

Mô hình MRAS cổ điển

´

𝜓 R (RM ) s = 𝐿 𝑟

𝐿 𝑚 [ ∫ (𝑢´ 𝑠 𝑠 − 𝑅 𝑠 ´𝑖 𝑠 𝑠

2

𝐿 𝑟 ´𝑖 𝑠 𝑠

]

´

𝜓 R( AM ) s =∫ [ ( 𝑗 ^ 𝜔 𝑅 − 1

𝑇 𝑅)𝜓´ 𝑅 𝑠 + 1

𝑇 𝑅 𝐿 𝑚 ´𝑖 𝑠 𝑠

MÔ PHỎNG TRÊN MATLAB SIMULINK

Các thông số của đồng cơ dùng trong mô phỏng theo bảng sau

Thông số động cơ Kí hiệu (đơn vị) Động cơ sử dụng

KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN

 DTC - MRAS dùng ước lượng tốc độ

 DTC dùng encoder hồi tiếp tốc độ

KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

MOMENT CỦA ĐỘNG CƠ

 DTC dùng encoder hồi tiếp tốc độ

 DTC - MRAS dùng ước lượng tốc độ

KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

TỐC ĐỘ ROTOR

 DTC dùng encoder hồi tiếp tốc độ

 DTC - MRAS dùng ước lượng tốc độ

KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

TỪ THÔNG ROTOR

 DTC dùng encoder hồi tiếp tốc độ

 DTC - MRAS dùng ước lượng tốc độ

NHẬN XÉT

 Trong phương pháp DTC cổ điển, do sử dụng trực tiếp tín

hiệu hồi tiếp từ encoder nên đáp ứng tốc độ tốt, ít dao động, sai số nhỏ

Xảy ra hiện tượng đập mạch do momen có sự dao động khi điều khiển ở tốc độ thấp

cắt theo các khâu trễ Tuy nhiên điểm lợi là thời gian đáp ứng

về từ thông rất nhanh chóng

NHẬN XÉT

moment Tốc độ bám theo tốc độ đặt nhưng có dao động hơn phương pháp DTC

CÁM ƠN MỌI NGƯỜI

ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE!

Thank You !