Chương 4: Truyền động điện

Tài liệu Chương 4: Truyền động điện giới thiệu đến bạn đọc những nội dung tổng quan điều khiển truyền động, A.C.Motor điều khiển truyền động, D.C.Motor điều khiển truyền động và sự phân tích (của) và thiết bị lập (của) một sự điều khiển tốc độ.

DỊCH TÀI LIỆU TRUYỀN ðỘNG ðIỆN

(Chương 4) Translator:

May 12, 2008

Chương 4

ðiều khiển truyền ñộng

1 Tổng quan

2 A.C.MOTOR ðiều khiển truyền ñộng

3 D.C.MOTOR ðiều khiển truyền ñộng

4 Sự Phân tích (Của) Và thiết lập (của) Một sự ñiều khiển tốc ñộ

1 Tổng quan

Hệ ựiều khiển lý tưởng

Nhiều ứng dụng tồn tại nơi cái gì ựó phải kiểm soát ựi theo sau một số lượng ựiểm chuẩn Chẳng hạn, tốc ựộ của một mô tơ lớn có thể ựược thiết lập từ một tắn hiệu biến ựiệu Anốt thấp Cái này có thể sử dụng một biến- tốc ựộ ựược ựưa vào ựiều khiển như Hình 4.1

Lý tưởng, mối quan hệ giữa ựiểm chuẩn và tốc ựộ mô tơ cần phải tuyến tắnh và hệ ựiều khiển cần phải phản hồi ựể tức thời thay ựổi trong ựiểm chuẩn Bất kỳ hệ thống ựiều khiển nào có thể thì ựược ựại diện cho, như ựược ựưa vào Hình 4.1 B, với một ựầu vào ựiểm chuẩn báo hiệu, trong hộp một tốc ựộ chuẩn, một hàm truyền G và một ựầu ra, trong hộp tốc ựộ quay của trục mô tơ W Cho hệ thống lý tưởng, hàm truyền G là một hằng số ựơn giản, vì thế ựầu ra kia cân ựối ựối với ựiểm chuẩn với không có sự trì hoãn

đ iều chỉnh theo chu trình mở

Hình 4.1 Biến ựiều khiển tốc ựộ và mô tơ

Không may, hàm truyền của nhiều hệ thống không là một hằng số và vì thế, không có bất kỳ mẫu dạng nào của sự phản hồi từ ựầu ra ựể sửa chữa cho bậc không lý tưởng của hàm truyền, ựầu ra làm không phải vết tắch cân ựối ựến ựiều khiển báo hiệu Sử dụng một ựộng cơ cảm ứng ựược cung cấp bởi một vòng mở ựơn giản biến tốc ựộ ựiều khiển như một vắ dụ, ựi theo sau một số hiệu ứng không cần ựến mà có thể xuất hiện trong những hệ ựiều khiển

S B t n ự nh

đó là những ựiều kiện gánh phụ tải; nạp ở dưới nhất ựịnh có thể xảy ra và tại những tần số nhất ựịnh cho tốc ựộ mô tơ ựể dao ựộng vòng quanh ựòi hỏi ựi nhanh dù tần

số ứng dụng không thay ựổi ựi nữa Nguồn chắnh khác của sự bất ổn ựịnh trong sự quay

cơ khắ những hệ thống là sự mất mát thấp ựàn hồi những sự ghép nối và những tay cầm

Tắnh tuy n tắnh

Có nhiều nguồn có thể xảy ra tắnh tuyến tắnh; phải chăng, chẳng hạn, mô tơ ựược nối tới một hộp số tốc ựộ tại ựầu ra của hộp số có thể ựược ảnh hưởng bởi sự giật lùi giữa những hộp số

Nhng s bi n i vi nhit ự

Một số khắa cạnh của hàm truyền hệ thống có thể thay ựổi với nhiệt ựộ, chẳng hạn

sự trượt của một ựộng cơ cảm ứng tăng khi mô tơ làm nóng lên trên, và vì thế một sự nạp

ựã cho tốc ựộ mô tơ có thể giảm bớt từ tốc ựộ bắt ựầu khi mô tơ lạnh

S Trì hoãn

Với một bộ phận biến ựổi nghịch ựảo vòng mở ựơn giản và ựộng cơ cảm ứng có thể là một sự trì hoãn trước ựây tốc ựộ mô tơ ựạt ựến mức ựược yêu cầu sau khi một sự thay ựổi trong yêu cầu Trong những ứng dụng rất ựơn giản, chẳng hạn kiểm soát tốc ựộ của một dây chuyền lắp ráp, kiểu này của sự trì hoãn này không phải là một vấn ựề Trong những hệ thống phức tạp hơn, như những máy công cụ, những sự trì hoãn có một hiệu ứng quan trọng trên chất lượng của hệ thống

đây là một số những hiệu ứng mà có thể ựược sản xuất nếu một hệ thống ựiều chỉnh theo chu trình mở ựược sử dụng Một phương pháp mà có thể ựược dùng ựể cải thiện chất lượng của bộ ựiều khiển sẽ sử dụng Một biện pháp của số lượng ựầu ra áp dụng

sự phản hồi nào ựó ựể ựưa cho chu trình kắn ựiều khiển

điều khiển chu trình kắn

Hình 4.2 chu trình kắn ựiều khiển hệ thống

Sự truyền ựộng vòng mở ựơn giản của mục khu vực trước ựây ựược thay thế với một hệ ựiều khiển như Hình 4.2 ựược ựưa vào Tốc ựộ của trục quay mô tơ ựược ựo và so sánh với sự tham khảo tốc ựộ ựể ựưa cho một tốc ựộ lỗi Lỗi ựược ựiều chỉnh bởi một hàm truyền F để cho một sự tham khảo hiện thời(i*) tại ựầu vào tới khối ựiều khiển hiện thời Nhiều phương pháp của ựiều khiển hiện thời cho những mô tơ ựược bàn luận trong khu vực kế tiếp; tuy nhiên, bây giờ nó cần phải ựược giả thiết rằng mô tơ hiện thời có thể kiểm soát cho một lực xoắn mà cân ựối tới sự tham khảo hiện thời Nếu tốc ựộ của mô tơ thay ựổi từ mức chuẩn một lỗi tốc ựộ ựược sản xuất Và Lực xoắn sin tới sự nạp ựược sửa ựổi ựể ựem lại mức chuẩn cho tốc ựộ

đó là ựồ cần dùng ựể chọn một hàm truyền thắch hợp F để ựang tồn tại sự thực hiện ựược yêu cầu từ chu trình kắn kiểm soát hệ thống Chức năng ựã có thể là một lợi ắch

ựơn giản, bởi vậy Sự tham khảo hiện thời i* =K pX W err Cái này ựưa cho ựộ nào ựó ựiều

khiển qua tốc ựộ ựầu ra, nhưng lỗi tốc ựộ phải có một giá trị khác không nếu có lực xoắn ựược yêu cầu giữ tốc ựộ mô tơ Nếu lỗi tốc ựộ không là chữ số không, thì tốc ựộ không là tại mức chuẩn ựược yêu cầu, và vì thế tốc ựộ thay ựổi với sự nạp Việc gắn thêm một thuật ngữ nguyên vì vậy sự tham khảo hiện thời kia , ựó không

còn là ựồ cần dùng ựể có bất kỳ lỗi tốc ựộ nào thậm chắ khi lực xoắn ựòi hỏi ựể ựiều khiển sự nạp tại ựiểm chuẩn ựi nhanh Thuật ngữ nguyên tắch lũy bất kỳ lỗi tốc ựộ nào trong thời gian và ựắp nổi một ựiểm chuẩn hiện thời ựể cung cấp lực xoắn cần thiết Một

hệ thống ựiều khiển ựóng vòng với thành phần của tỷ lệ và những thuật ngữ nguyên ựược

ñiều khiển PI là thường sử dụng nhất bởi vì nó ñơn giản ñối với sự thi hành, một cách

tương ñối dễ dàng ñối với cài ñặt và dòng dạng bậc thang ñược hiểu bởi ña số thiết kế

Tiêu chuẩn ñểñánh giá sự Thực hiện của một chu trình kín Kiểm soát Hệ

thống

Sự ñáp lại bước là một phương pháp của việc ñánh giá khả năng của một hệ ñiều khiển chu trình kín ñể ñi theo sau một sự thay ñổi bậc trong ñiểm ñặt Một số sự ñáp lại bước ví dụ ñược ñưa vào Hình 4.3 cho một hệ thống cấp hai ñơn giản

Nếu ñầu ra ñạt ñến sự tham khảo vào thời gian có thể xảy ra ngắn nhất không có bất kỳ quá mức nào sự ñáp lại ñược mô tả khi hiện thân một cách nguy kịch tắt dần

Hình 4.3 những sự ñáp lại bước Nếu quá mức không thì chấp nhận ñược, rồi cái này ñại diện cho sự ñáp lại có thể xảy ra tốt nhất ñang ñưa cho sự trì hoãn giá trị nhỏ nhất giữa ñầu vào và ñầu ra của hệ thống Nếu sự làm nhụt hệ thống thì ñang gia tăng sự ñáp lại trở nên chậm hơn và ñược mô tả khi hiện thân qua tắt dần Cách khác, nếu hệ thống ở dưới ñược giấp ướt sự ñáp lại bao gồm quá mức nào ñó và có thể dao ñộng về sự tham khảo ñược yêu cầu trước ñây ñang

ổn ñịnh

Những kết quả này, mà cho một hệ thống cấp hai ñơn giản, cho thấy mà tăng sự làm nhụt giảm bớt quá mức và những cặp ñầu thấp xuống sự ñáp lại hệ thống Như sẽ ñược trình diễn trong Chương 4.4, những hệ thống thực sự có thể thì phức tạp và ngày càng tăng hơn sự làm nhụt không phải thường xuyên cho kết quả này

Sự ñáp lại bước có thể là sự ñáp lại chu trình kín của hệ thống, ở ñâu một sự thay ñổi tới mức chuẩn vào thời gian tối thiểu ñược yêu cầu Cách khác, sự ñáp lại bước có thể theo sự thay ñổi của ñầu ra cho lực xoắn ñược gửi ra tới sự kích thích khác nào ñó, như một sự nạp Trong trường hợp này sự ñáp lại cần phải thì càng nhỏ càng tốt

Sự ñáp lại bước có thể ñược sử dụng ñánh giá sự thực hiện bộ ñiều khiển khi nó ñược sử dụng trong cô lập Tuy nhiên, nếu chính bộ ñiều khiển sẽ ñược bao gồm bên trong vòng ñiều khiển ñược ñóng của hệ thống và sự trì hoãn của hệ thống nguyên bản nữa lợi ích thì quan trọng như chúng ảnh hưởng ñến sự thực hiện của hệ thống ở phía ngoài Lợi ích và sự trì hoãn có thể ñược ño bởi sản xuất một ñồ thị Bode cho thấy rằng lợi ích và ñáp tuyến tần số như ñưa vào Hình 4.4

Một bộ ñiều khiển lý tưởng có lợi ích ñồng nhất và pha chữ số không tại tất cả các tần số; tuy nhiên, trong một hệ thống thực sự như ñược ñưa vào Hình4 4 lợi ích giảm bớt

và thời gian truyền pha tăng tại những tần số cao hơn Một biện pháp của những hiệu ứng này là dải thông

2 ðiều khiển truyền ñộng mô tơ A.C

Có nhiều kiểu truyền ñộng tốc ñộ biến từng cái thỏa mãn tới những ứng dụng khác nhau hay thao tác với những kiểu khác nhau của mô tơ

Trong khu vực này những sự mô tả của hệ thống, mà thường ñược ñịnh nghĩa như 3dB ñặc trưng lợi ích Trong ví dụ cái này xuất hiện tại 670 rad /s

ñiểm-Hình 4.4 Biểu ñồ Bode lợi ích của hệ thống và pha

Kẻ tương ứng thời gian truyền pha thay ñổi ñang phụ thuộc vào mệnh lệnh của hệ thống Một hệ thống mệnh lệnh ñầu tiên có một sự trì hoãn 45° tại ñiểm- 3dB, trong khi

mà một hệ thống cấp hai như cái trong ví dụ có Một sự trì hoãn 60° Tại ñiểm- 3dB Những sự trì hoãn chuyên trở ñược liên quan ñến những hệ thống có thể xa hơn nữa tăng

sự trì hoãn tại ñiểm-3 dB Trong nhiều trường hợp dải thông ñược báo giá trị như một chỉ ñịnh sự thực hiện ñộng của một hệ ñiều khiển,i.e bậc cao dải thông tốt hơn chỉ tiêu cả hệ thống Dải thông này là chỉ ñịnh thông thường ñược báo giá trị trong khi tần số chỉ ñặc trưng cho lợi ích tại ñiểm -3 dB, và ñặc biệt với một sự thi hành số có thể không có chất lượng của hệ ñiều khiển chút nào Nếu bộ ñiều khiển sẽ ñược bao gồm bên trong hệ ñiều khiển chu trình kín khác thời gian truyền pha thì quan trọng Nếu sự trì hoãn quá lớn có thể thật cần thiết ñể mất ñiều hưởng vòng ở phía ngoài ñể bảo trì sự vững vàng Số lượng quá mức trong sự ñáp lại bước thì thêm quan trọng trong nhiều ứng dụng Việc tăng tần

số của ñiểm-3 dB ñặc trưng lợi ích có thể dẫn ñến quá mức không thể chấp nhận Xác ñịnh những hệ ñiều khiển tiêu biểu cho một phạm vi của những kiểu tốc ñộ biến khác nhau ñiều khiển vận hành với những mô tơ A.C

Vòng mở A.C sự truyền ñộng là một nguồn ñiện áp tần số biến thiên sức mạnh cao Trong dạng ñơn giản của nó, tần số ñầu ra ñược ñịnh nghĩa (xác ñịnh) bởi sự tham khảo của người sử dụng và một tần số cố ñịnh thích hợp tới ñiện áp ñặc trưng sử dụng ñể ñịnh nghĩa ñiện áp ñầu ra Mặc dù kiểu này của sự truyền ñộng ñược thiết kế bình thường cung cấp một hay những ñộng cơ cảm ứng ñược nối trong ñường song song, nó có thể cũng cung cấp những kiểu khác của mô tơ A.C hay nó có thể ñược sử dụng như một sự cung cấp năng lượng ñiện áp tần số biến tần Sự mô tả sau ñây liên quan ñến thao tác của một mở-vòng A.C ñiều khiển với một ñộng cơ cảm ứng

Hình 4.5 cho thấy rằng một sơ ñồ khối của một vòng mở ña dụng tiêu biểu ñiều khiển Toàn bộ những khối bên trong hệ ñiều khiển ñược mô tả trong những mục khu vực sau ñây Cho kiểu này ñiều khiển sự phản hồi hệ thống ñược yêu cầu từ ñầu ra hiện thời của ít nhất những pha của bộ phận biến ñổi nghịch ñảo và ñiện áp ñến từ D.C cạnh của

bộ phận biến ñổi nghịch ñảo

Hình 4.5 Vòng mở ñiều khiển hệ thống truyền ñộng Những tín hiệu liên hệ ngược này có thể ñược dẫn xuất ra từ bên trong chính sự truyền ñộng, và không có như vậy liên hệ ngược ngoài, như tốc ñộ mô tơ hay vị trí, ñược yêu cầu Hệ ñiều khiển cho phép một chiến lược vectơ vòng mở ñơn giản sẽ ñược thực hiện Cùng với mọi thứ khác A.C những chiến lược ñiều khiển lực xung ñộng mô tả trong chương này hệ ñiều khiển khung ñược dựa vào một sự tham khảo như ñược mô tả sau ñó

Bộñiều biến vectơ và Bộ phận biến ñổi nghịch ñảo Không gian

Mạch ñiện là một sự tinh chỉnh ñiôt và nguồn ñiện áp PWM bộ phận biến ñổi nghịch ñảo Bộ ñiều biến vectơ không gian chuyển ñổi một chiều sâu ñiều biến, m, Và góc ñiều biến, Өm, vào trong những tín hiệu ñiều khiển báo hiệu quay sáu thiết bị trong

bộ phận biến ñổi nghịch ñảo ñóng hay ngắt Chiều sâu ñiều biến ñịnh nghĩa ñiện áp ñầu

ra ðến từ bộ phận biến ñổi nghịch ñảo trong khi một tỉ lệ của phạm vi sẵn có không có biến ñiệu quá mức, và góc ñiều biến ñịnh nghĩa góc của sự biến thiên vectơ không gian của những ñiện áp ba pha tại những thiết bị ñầu cuối bộ phận biến ñổi nghịch ñảo Bộ biến ñiệu ñược gọi là một không gian-vectơ biến ñiệu bởi vì nó áp dụng những ñiện áp vào ba pha của một mô tơ ñể ñưa cho một ñiện áp vectơ trong không gian với sự bảo vệ tốt cho mô tơ Vectơ ñiện áp này mang tính khái niệm hơn là thực tế trong khi ñiện áp không tồn tại như một số lượng không gian, như, chẳng hạn như, dòng

Có tám trạng thái có thể xảy ra cho những thiết bị trong bộ phận biến ñổi nghịch ñảo, loại trừ kết quả mà dẫn tới bắn xuyên qua, như ñược ñưa vào Hình 4.6 Những trạng thái này ñưa cho sáu ñiện áp hiện thực có thể xảy ra những vectơ (U1 tới U6), và còn lại

hai phát biểu (U0 và U7) ñưa cho ñiện áp chữ số không những vectơ nơi tất cả các ba pha ñầu ra ñều tại mức ñiện áp giống như vậy Bởi ñảo mạch nhanh chóng giữa khác nhau phát biểu sản lượng bình quân từ bộ phận biến ñổi nghịch ñảo có thể là một vectơ ñiện áp tại bất kỳ góc nào với sự to lớn ñược yêu cầu Trong ví dụ ñã cho trong Hình 4.6 một vectơ ñiện áp tại góc α có thể ñược tổng hợp bởi sản xuất u1 và u2 từng cái trong 50 phần trăm của thời gian Việc thay ñổi tỷ lệ của thời gian trong thời gian u1 và u2 thì tích cực cho phép vectơ sẽ ñược di chuyển từ u1 ñến u2 với một quỹ tích mà hình thành một cạnh của một hình sáu góc nối những ñầu của u1 và u2 Sự to lớn của vectơ có thể kiểm soát

ñể bất cứ nơi ñâu bên trong hình sáu góc ñang nối những ñầu của những vectơ tích cực bởi việc giới thiệu những thời kỳ của ñiện áp chữ số không với những vectơ U0and U7 Những thời kỳ vectơ tích cực và những sóng ñầu ra bộ phận biến ñổi nghịch ñảo vectơ Usñược ñưa vào Hình4.6.C

Một bộ ñiều biến vectơ không gian sản xuất những ñiện áp ñầu ra hình sin những ñiện áp cung cấp quỹ tích vectơ là một vòng tròn Giới hạn cho thao tác hình sin là một quỹ tích vòng tròn mà chỉ ñiều chỉnh bên trong hình lục giác trong Hình 4.6 B Thao tác bên ngoài quỹ tích vòng tròn này là biến ñiệu quá mức Và, mặc dù ñiện áp ñầu ra cơ bản

có thể ñang gia tăng, những sóng hài bậc lẻ của ñiện áp ñầu ra cơ bản cũng ñược sản xuất Tại ñầy ñủ biến ñiệu quá mức, i.e khi quỹ tích của vectơ ñiện áp là hình lục giác ñược cho thấy trong Hình 4.6 B, những ñiện áp sản lượng bình quân là những sóng hình thang Nó ñang có thể xảy ra ñể xa hơn nữa tăng ñiện áp ñầu ra gần làm ốc ñộ góc của vectơ ñiện áp thay ñổi khi Nó di chuyển tròn cho ñến những ñiện áp ñầu ra là những sóng hình vuông ðiện áp ñầu ra cơ bản cho những phạm vi này ñược cho trong Bảng 4.1 như một tỷ lệ giữa ñiện áp ñồ tiếp tế lực xung ñộng và ñầu ra ñiện áp cho một lý tưởng ñiều khiển, mà có một sự tinh chỉnh ñiôt ñơn giản tại những ñiểm ñược nhập vào

Những sóng trong Hình 4.6.C cho thấy mà một thiết bị sức mạnh cao hay thấp hơn trong mỗi pha ñầu ra của bộ phận biến ñổi nghịch ñảo luôn luôn cao Cái này có thể

là một IGBT hay một ñiôt phụ thuộc vào phương hướng của ñầu ra hiện thời từ mỗi pha Khi hệ ñiều khiển tắt một IGBT nó phải cho phép một thời gian ngắn, giới hạn an toàn, trước ñây bật thiết bị khác trong pha giống như vậy ñể ngăn ngừa những xung ngắn của

sự chảy hiện thời từ ñại lượng dương ñến phủ ñịnh chửi bới bộ phận biến ñổi nghịch ñảo thông qua cả hai thiết bị trong pha kia Trong thời gian giới hạn an toàn này, thời gian dừng, ñiện áp ñầu ra của bộ phận biến ñổi nghịch ñảo thì không xác ñịnh khi nó tùy thuộc vào phương hướng của ñầu ra hiện thời

Mặc dầu thời gian dừng ngắn nó bóp méo ñầu ra bộ phận biến ñổi nghịch ñảo và

có hiệu ứng giá trị lớn nhất tại những chiều sâu ñiều biến thấp Có thể xảy ra giảm bớt hiệu ứng này bởi việc sử dụng thời gian dừng sự bồi thường ñể sửa ñổi những chiều rộng của những tín hiệu ñiều khiển IGBT việc phụ thuộc vào phương hướng của ñầu ra bộ phận biến ñổi nghịch ñảo lưu hành

Chiều sâu ñiều biến không ñịnh nghĩa ñầu ra tuyệt ñối ñiện áp của bộ phận biến ñổi nghịch ñảo vì D.C ñiện áp ở lối vào tới bộ phận biến ñổi nghịch ñảo có thể thay ñổi với ñiện áp ñồ tiếp tế lực xung ñộng hay nếu ñiều khiển vận hành trong kiểu phanh lại

Bởi vậy là sự tăng ñiện áp ñược yêu cầu V* nấm mốc ñược chuyển ñổi tới sự ñiều biến sử dụng phương trình sau ñây:

(4.1)

Ở ñâu VD.C la liên kết ñiện áp D.C và |v*| có ñối với một giá trị tương ñương ñối với ñiện áp pha ñỉnh

Bản dịch khung Tham khảo

Có ích áp dụng những ñiện áp và ño những dòng trong một khung tham khảo ñược liên kết với số lượng nào ñó trong mô tơ Trong một sự truyền ñộng vòng mở khung tham khảo ñược sắp thẳng hàng thông thường với dòng phần tĩnh Như ý ñịnh ñược giải thích sau ñó, kiểu chỉ sự truyền ñộng kiểu hệ ñiều khiển ñược sử dụng với ñiều này ñảm bảo khung tham khảo ñó liên kết với dòng ở dưới làm vững vàng-trạng thái và không phải trong thời gian những ñiều kiện nhất thời

Hình 4.6 sự ñiều khiển vec tơ không gian

a Mạch ñiện

b Những vec tơ không gian

c Bộ phận biến ñổi nghịch ñảo ñiện áp ñầu ra

Bảng 4.1 Những ñiện áp ñầu ra cơ bản

Phạm vi hệ số biến áp sản lượng tối ña ñầu ra/ñầu váo

Sự ñiều biến vec tơ không gian

không biến ñiệu quá mức 1.00

Sự ñiều biến vec tơ không gian

với biến ñiệu quá mức 1.05 Thao tá sóng vuông 1.10

Bởi việc sử dụng kỹ thuật này những ựiện áp và những dòng xuất hiện như D.C những số lượng ở dưới làm vững vàng- thao tác trạng thái, mặc dù mô tơ lưu hành và những ựiện áp A.C những số lượng x và y những dòng trục liên quan ựến sự sản xuất dòng và lực xoắn trong mô tơ, tương ứng Một khung tham khảo ựơn giản là Một tập hợp của những cái như Hình 4.7 ựược ựưa vào

Phương pháp ựã tắnh toán vị trắ của khung tham khảo và ựể kiểm soát ựiện áp mô

tơ ựược bao trùm trong khu vực kế tiếp đầu tiên, trong khu vực này, bản dịch sự hồi tiếp dòng ựiện vào trong khung tham khảo ựược yêu cầu và bản dịch của những sự tham khảo ựiện áp từ sự tham khảo kết cấu Vào trong một góc và ựiện áp bộ ựiều biến ựược mô tả

Sự hồi tiếp dòng ựiện ựược cầm lấy từ hai trong số ba bộ phận biến ựổi nghịch ựảo ựầu ra thực hiện dần (isu và isv) đây có thể ựược chuyển ựổi vào trong hai-những

dòng cầu phương pha (i sD và i sQ ) và sau ựó vào trong những thành phần hiện thời trong x

và y của khung tham khảo ựược yêu cầu như ựi theo sau:

ở ựâu Өref là góc của khung tham khảo ựược yêu cầu

Những thành phần tham khảo ựiện áp (Vsx và Vsy)có thể ựược chuyển ựổi tới một

sự to lớn và góc gần ựơn giản hình chữ nhật ựối với sự chuyển ựổi cực

Sự Phát sinh khung Tham khảo

đó là một quy ước với những sự truyền ựộng vòng mở ựể sử dụng tần số ựồng bộ liên quan ựến tốc ựộ ựược yêu cầu của mô tơ như sự tham khảo, thắ dụ 50 Hz cho 1500 min-1 sử dụng Một mô tơ bốn cực Sự tham khảo ựưa vào Hình 4.5, f *, Là ựược bù với

một tần số từ khối bồi thường nứt

Hình 4.7 khung tham khảo dòng phần tĩnh

Khi khung tham khảo ñược liên kết với dòng phần tĩnh trục y hiện thời, i sy , một

biện pháp của lực xoắn mô tơ, và vì vậy khối bồi thường nứt có thể ñánh giá là sự thay ñổi tốc ñộ của mô tơ với sự nạp ñược áp dụng vì sự trượt mô tơ ( xem thấy ở Chương 1.2.) Bởi việc thêm giá trị bồi thường vào sự tham khảo tần số, sự tham khảo thì ñang gia

tăng khi sự nạp ñược xin tới mô tơ f * comp tổng hợp ñể ñưa cho sự tham khảo góc khung

Өref và vì thế khung tham khảo quay tại tần số f * comp Nếu cố ñịnh những giá trị của v * sx

và v * sy thì ñược sử dụng sự truyền ñộng sin những ñiện áp tới mô tơ tại tần số f * comp mà

cần phải giữ mô tơ tăng tốc ñộ hằng số thậm chí khi một sự nạp ứng dụng Sự ñiều chỉnh tần số sin bởi sự bồi thường nứt khối có thể không chính xác khi mô tơ thả thay ñổi với nhiệt ñộ, nhưng phương pháp này cho ñiều khiển ôn hòa của tốc ñộ không có bất kỳ mẫu dạng nào của vị trí mô tơ hay tốc ñộ phản hồi

Dòng phần tĩnh mô tơ ñược ñịnh nghĩa như:

Ở ñâu ϕs dòng phần tĩnh, thay vì việc là ñiện áp vectơ ñại diện cho những ñiện áp ñầu cuối mô tơ và is là một vectơ ñại diện cho những dòng mô tơ Trong trạng thái ổn

ñịnh vec tơ ñiện áp ñược áp dụng vào sản xuất dòng phần tĩnh dẫn dắt dòng gần bằng 90°

tần số lên trên tới tần số danh ñịnh của mô tơ Ở trên tần số danh ñịnh, vΦs việc ñược giữ không thay ñổi sao cho những sự rơi dòng với việc tăng tần số ñể cho dòng làm yếu ñi thao tác Phương pháp này của ñiều khiển ñưa cho ñiều khiển mô tơ tốt và linh hoạt xuống tới xấp xỉ 3 phần trăm của tần số mô tơ danh ñịnh Tốc ñộ mô tơ có thể thì kiểm soát ở dưới tần số này, nhưng thông thường tại lực xoắn ñược giảm bớt Phương pháp này ñưa cho sự thực hiện một cách ñáng kể tốt hơn so với những phương pháp ñiều khiển ñiện áp cố ñịnh ñược mô tả trong Chương 1.2

Giới hạn Hiện thời

Mô tơ hiện thời không thể ñược cho phép ñể tăng với sự nạp không có bất kỳ giới hạn nào hay hệ thống bảo vệ bộ phận biến ñổi nghịch ñảo sẽ ñi nhẹ bước sự truyền ñộng khi gia tốc nhanh ñược yêu cầu hay một nhất thời lớn tải ñược ứng dụng vào mô tơ Bởi vậy, một hệ thống giới hạn hiện thời ñược yêu cầu giảm bớt sự tham khảo tần số khi một

sự giảm tốc lớn tải ñược sin, hay tăng một tần số lớn khi việc tăng tốc tải ứng dụng Hình 4.8 cho thấy một hệ thống giới hạn hiện thời thường sử dụng với vòng mở ñiều khiển

Hình 4.8 Hệ thống giới hạn hiện thời

Sự tham khảo tần số, f*, Bị dẫn xuất ra từ sự tham khảo tần số người sử dụng qua

một khối dốc mà giới hạn tốc ñộ biến thiên của tần số và từ ñây tốc ñộ biến thiên của mô

tơ tốc ñộ Nếu sự sản xuất lực xoắn hiện thời trong mô tơ vượt hơn giới hạn hiện thời thì

bộ ñiều khiển PI ñược cho phép sửa ñổi sự tham khảo tần số

Nếu mô tơ ñang sản xuất tăng tốc lực xoắn vì một sự nạp lớn thì ứng dụng sự tham khảo tần số ñược giảm bớt về phía không và trừ phi sự nạp giảm bớt với tốc ñộ mô

tơ những gian triển lãm Nếu mô tơ ñang sản xuất quá nhiều tăng tốc lực xoắn bởi vì nhịp

ñộ dốc thì quá nhanh bộ ñiều khiển PI giảm bớt tốc ñộ biến thiên của sự tham khảo tần số

vì vậy ñiều ñó dòng bị giới hạn bởi vì dốc gia tốc thì mở rộng

Nếu lực xoắn giảm tốc thì quá lớn việc tăng tốc tải ñã ñược áp dụng hay sự giảm sút trong tần số tham khảo thì quá nhanh, bộ ñiều khiển PI làm việc trong cách ñối diện

và tăng tốc mô tơ hoặc giảm bớt nhịp ñộ giảm tốc ñộ

Sự Thực hiện và những ứng dụng

Những ñặc trưng sử dụng của hệ ñiều khiển lực xung ñộng vòng mở ứng dụng ñối

với một ñộng cơ cảm ứng có thể là tổng- bị làm hỏng như :

• Làm dịu xuống sự thực hiện nhất thời

• Sự sản xuất lực xoắn ðầy ñủ xuống tới xấp xỉ 3 phần trăm của mô tơ danh ñịnh

ñi nhanh

• Mặc dù một lợi ích ñánh giá của sự chống cự phần tĩnh (Rs) cải thiện sự sản xuất

không chính xác, mặc dù với lực xoắn ñược giảm bớt Sự chống cự phần tĩnh có thể ñược

ño bởi sự truyền ñộng với một sự thử ñơn giản

• Dù một ước lượng tốt của mô tơ thả cải thiện khả năng của sự truyền ñộng ñể giữ tốc ñộ tham khảo, hệ ñiều khiển sẽ làm việc với một ước lượng không chính xác, mặc

dù với sự cầm nắm tốc ñộ nghèo hơn Mô tơ thả phụ thuộc vào hằng số thời gian rô to của mô tơ (Tr) và cái này không thể ñược ño dễ dàng

• Không có vị trí hay sự phản hồi tốc ñộ ñược yêu cầu từ trục quay mô tơ

-Mai Trung Kiên -

ðây la kiểu của truyển ñộng la ñòi hỏi nhiều áp dụng nơi ñặc tính giảm tốc là ñòi hỏi vàvi5 trí khu vực hồi tiếp sẽ ko nhiệm thu bởi vì của môi trường hay giá rẻ hay la ko cần thiết.Sau ñậy là 1 vài ví dụ của áp dụng nơi chu kì mở truyền ñộng là:

.máy quạt và bơm

.băng chuyền

.máy ly tâm

NAM CHÂM VĨNH CỬ BỘ CHẾ ðỘNG TRUYỂN ðỘNG

Nam châm vĩnh cử bộ chế ñộng truyển dộng thì tổng quát sử dụng cho áp dụng yêu cầu cao biểu diễn nơi vị trí hối tiếp trục ñộng cơ có thể sử dụng Bởi vì rotor thi ko ñối xứng hồi tiếp phải ñưa vị trí hoàn hảo trong mỗi dòng ñiện quy hồi của ñộng cơ.Hình 4.9 chỉ ra

hệ thống bộ ñiều khiển của Nam châm vĩnh cử bộ chế dộng truyển dộng.Bộ ñiều khiển ñổi ñiện và bệ ñỡ biến ñổi mâu là sự giống nhau khi cho chu kì mở truyền ñộng Bệ máy khác trong hệ thống bộ ñiều khiển mô tả bên dưới

SỰ HÌNH THÀNH BỆ MẪU

Trong thông dụng với chu kì mở truyền ñộng bệ mẫu phải dược xếp với dòng ñộng cơ dến nỗi cường ñộ dòng ñiện trong trục x và y ñiều khiển dòng và mômen,tương ñương Trong chu kì mở truyền ñộng dòng sator thì sử dụng vì nó thì dễ tính nó ñịnh vị bên ngoài chỗ rotor hồi tiếp.Thông thường ảnh hưởng của cường ñộ dòng ñiện trong mỗi trục thì ko hoàn toàn tách rời bởi vì trục x cường ñộ dòng ñiện dổi dấu với ñộng cơ momen ngang nhau nếu dòng staor là hằng số.Nó thì ưu tiên ñến…bê mẫu với dòng rotor khi cho bổ sung sự cách ly ñến nỗi cường ñộ dòng ñiện trục x diều khiển dòng rotor và cường ñộ dòng ñiện truc y ñiều khiển momen sinh ra bởi dộng cơ.trong hệ thống ñiều khiển chỉ ra cường ñộ dòng diện trục x mẫu là ñặt ñến 0, và vì tất cả dòng rotor trong trục

x sản xuất bởi nam châm.Mômen sinh ra bởi ñộng cơ thi cho bởi Te = K1 ~rxisy,nơi K1

là hằng số, là bộ phân của dòng rotor trong trục x và là bộ phận của cường ñộ dòng ñiện trong trục y.Khi là sinh ra bởi nam châm và là hằng số,moment thì tỷ lệ ñến .Dòng rotor thay ñổi vị trí thì dễ tính từ vị trí chắc chắn rotor khi biểu diễn dưới

Nó thì xóa vị trí chắc chắn trong mỗi vòng ñiện thì phụ thuộc,và vì vị trí hồi tiếp truyển ñộng chỉ cho vài thông tin vị trí chắc chắn.Truyền thống ,dung môi có sử dụng khi bọn họ

có thể cho vị trí chắc chắn của rotor(xem chương 3.3),nhưng có thay thế bởi cảm biến lớn cho cái nào nhiều hồi tiếp chính xác với giá thành ñiện chung thấp trong truyển dộng.Dù thế nào ,cảm biến lớn ko cho vị trí chắc chắn của rotor và vì cộng Gray tập hợp ñơn lẻ thì phụ thuộc ñến tìm vị trí chính xác at power up.Cho 1 ñộng cơ 3 pha 6 cực,3 bit Gray code thì quay lại 3 times per vòng cơ học cho vị trí từ trong 600 trong mỗi vòng ñiện.ðiều

kiện góc trong the Gray code tín hiệu và nam châm the reference frame can be placed trong +_300 của vị trí ñúng Một lần ñộng cơ kết thúc quay a change from one Gray code value to another,vị trí thì biết chính xác và incremental signals có thể sử dụng từ ñường vị trí tuyệt ñối cho ñến khi the drive is powered down again incremental encoder with additional Gray code signals thì tương ñối có hiệu quả từ hồi tiếp.Kiểu khác của cảm biến kia co thể cung cấp vị trí tuyệt ñối của rotor thì miêu tả trong chương 3.4

ðIỀU KHIỂN DÒNG ðIỆN

Khoo6ng giống vòng hở truyển ñộng nam châm vĩnh cửu bộ chế ñộng truyển ñộngvo2ng kín ñiền khiển dòng ñiện cho truyển ñộng khéo léo ñến sự thay ñổi dòng ñiện và do ñó moment sản xuất bởi rất dốc A simple PI controller là ñiều kiện của mỗi trục của cấu trúc chuyển ñến.Cấu trúc của trục x(thay ñổi dòng ñiện sản xuất)là 0 vì sự thay ñổi là ñiều kiện bởi nam châm trong rotor.Cấu trúc trục y ñịnh rõ moment –san xuất dòng ñiện

và vì monent qua dài bởi dộng cơ.Măc dù dòng diện và diện áp la 1 chiều lớn trong tình trạng ñều,ñộng lực thực hiện cao là ñòi hỏi ñứng yên vì chậm pha của dòng ñiện ñiều khiển la nhỏ hơn có thể và sự tác ñộng ñiều khiển nhanh chóng vòng ngoài là giảm ñến mức tối thiểu

Hình 4.9 hệ thống ñiều khiển nam châm vĩnh cử bộ chế ñộng truyển ñộng

Hình 4.10…bệ mẫu cho nam châm vĩnh cử dộng cơ

ðây là mô tả ñiều khiển dòng ñiện có kept ñơn lẻ và bao gồm mọi thứ về bù của cross coupling or black e.m.f

ðiều khiển tốc ñộ

ngoài bộ diều khiển tốc ñộ la shown khi 1 bộ ñiều khiển PI sử dụng bộ phân tốc của ñiểm hồi tiếp tốc ñộ.nhiều bộ phận mô tả của kiể của bộ ñiều khiển là cho trong chuơng 4.3

ðặc tính và ứg dụng

Chỉ số ñặc tính của nam châm vĩnh cửu bộ truyển dộng có thể tóm lươc như sau:

.ðặc tính ñộng lực học tốt ở tất cả tốc ñộ

.ñiều khiển moment lớn xuống ñến dừng lại

.Nam châm vĩnh cử bộ truyển ñộng thường có lực quán tính thấp.Phối hợp với chế dộ mẫu phẳng cho bộ ñiều khiển tốc ñộ và ñiểu khiển moment phẳng,ñây là cho 1 bộ ñiều khiển tốc ñộ với nhiều dải tần cao

.ñịa ñiểm hồi tiếp là yêu cầu cho vị trí dòng ñiện hoàn hảo của dộng cơ

.Nam châm vĩnh cửu ñộng cơ biểu hiện 1 ảnh hưởng gọi liên kết mộng răng ñến hình dạng của ñộng cơ,hiệu quả trong gơn sóng trong moment ñộng cơ.Ảnh hưởng ñó có thể giảm bởi thiết kế ñộng cơ tốt,nhưng có thể chưng cất 1 vấn ñề

.Hệ thống ñiều khiển miêu ta có ñiểm quy chiếu dòng ñiện 0 trên trục x,và dòng rotor ko thể thay ñổi bởi truyển ñộng.Giới hạn tốc ñộ lớn nhất của làm việc khi ñiện áp ñộng cơ tăng cùng tốc ñộ.Vùng yếu là có thể nhưng, bời vì ñến tác ñộng lớn khe khí của nam châm vĩng cử bộ truyển ñộng,1 ñại lượng lớn của cường ñộ dòng ñiện là ñòi hỏi ñến giảm dòng,làm truyển ñộng ko hiệu quả trong miền phạm vi yếu Nó thì also cần thiết ñến cận tốc ñộ lớn nhất với phạm vi yếu vì,dù diện áp cuối ñộng cơ giảm bởi giảm trong truyển ñộng la cho phép,khi truyển ñộng cấm quay ngược ñiện áp ñến cấp ñộ ko sản xuất ngoài vùng yếu và có lẽ lỗi ñiện tử trong truyển ñộng

.Truyển ñộng có thể sử dụng trong ñiều khiển momen ñơn,ngoài bộ ñiều khiển tốc ñộ trình bày trong hình 4.9

Kế tiếp là vài ví du của áp dụng nơi nam châm vĩnh cửu bộ truyển ñộng sử dụng:

.Cơ cấu dao nơi chính xác và ñặc tính dộng lực thi yêu cầu

.Lựa chọn và bố chí ứng dụng nơi yêu cầu chính xác ít nhưng nơi chuyển ñộng nhanh thì yêu cầu

.Gần ñâu nhất ,nam châm vĩnh cửu ñộng cơ với số cao của cực (e.g 32 cực) có sử dụng trong tốc ñộ thấp ứng dụng như hứng( ko có bánh răng) truyển ñộng của băng nâng

Chu kì ñóng cảm ứng truyển ñộng ñộng cơ

Chu kì ñóng cảm ứng truyển ñộng ñộng cơ, thườnh chỉ ñến khi 1 chu kì vécto truyển ñộng,thì sử dụng trong nhiều ứng dụng yêu cầu chất lượng tốt hơn 1 chu kì mơ truyển ñộng với 1 cảm ứng ñộng cơ.ðể ñạt ñược chất lượng tốt với kiểu của truyển ñộng ñiểm hối tiếp là yêu cầu ñến rotor,nhưng khác nam châm vĩnh cửu bộ truyện ñộng chỉ chuyển ñiểm và ko phải ñiểm hoàn hảo yêu cầu Hệ thống ñiều khiển là giống sử dụng với nam châm vĩnh cửu bộ truyển ñộng biểu diễn trong hình 4.11.Mô tả cho bệ máy kia ko thật sự

có bọc bộ phận trước

Hĩnh.4.11 chu kì ñóng cảm ứng ñộng cơ truyển ñộng bộ ñiều khiển

Dòng máy tính và sự hình thành bệ mẫu

Trong thống nhất với nam châm vĩnh cửu bộ truyển ñộng bệ mẫu là sắp hàng với dòng rotor.Ngoài ra dòng trong nam châm vĩnh cửu ñộng cơ, vật còn lại ở tại vị trí bất ñộng với respect ñến rotor và khi cấp hằng số ñược xác ñịnh bởi nam châm khi hoạt ñộng ngoài lĩnh vực yếu,dòng rotor trong sản xuất 1 ñộng cơ khi tần xuất chuyển ñộng với respect ñến rotor và dòng là cung cấp bởi trục dòng ñiện x.Thành ra ,1 dòng máy tính thì ñòi hỏi vật rút ra ñộ lớn và góc của 1 vector ñến ñược xác ñịnh ñược gọi ñến rotor-lực từ hóa- cường ñộ dòng ñiện khoảng không véctor, ,vật biểu diễn dòng rotor.Vector ñó dược xếp hàng với dòng và có 1 ñại lượng theo tỷ lệ ñến dòng nhưng trong cho ñến khi của dòng ñiện.ðại lượng và góc của vector thì cho bởi biểu thức kế nơi là ñiểm rotor

và là hằng số rotor của ñộng cơ:

Khi với nam châm vĩnh cửu bộ truyển ñộng moment là tỷ lệ ñến bộ phận trục x của dòng

và bộ phận trục y của cường ñộ dòng ñiện,và vì ,nơi là hằng số.ðể ñạt dược 1 ñộ dài mối quan hệ giữa 2 ñòi hỏi moment khi ngo ra của bộ ñiều khiển tốc ñộ,-

và sản xuất moment bởi ñộng cơ moment ñòi hỏi nhiều thay ñổi sử dụng ñến cho cường ñộ dòng ñiện trục y ñòi hỏi, ,khi biểu diễn trong hình 4.11.Góc cho góc của dòng rotor và có thể sử dụng khi góc bệ mẫu của dịch của cường ñộ dòng ñiện và ñiện áp.Kho rotor của 1 cảm ứng ñộng cơ thì ñơn giản 1 buồng ñối xứng cách ñiện,ñiểm ñộc lập thì ko quan trọng,và chỉ vì ñiểm tăng thì ñòi hỏi ñến xác ñịnh Thành ra 1 cảm biến gia tăng dễ dàng có thể sử dụng cho ñiểm hối tiếp

Dòng ñiều khiển

SỰ HÌNH THÀNH BỆ MẪU

Trong thơng dụng với chu kì mở truyền động bệ mẫu phải dược xếp với dịng động dến nỗi cường độ dịng điện. .. truyển động động

Chu kì ñóng cảm ứng truyển ñộng ñộng cơ, thườnh ñến chu kì vécto truyển động, thì sử dụng nhiều ứng dụng yêu cầu chất lượng tốt chu kì mơ truyển động với cảm ứng động. .. chế động truyển dộng tổng quát sử dụng cho áp dụng yêu cầu cao biểu diễn nơi vị trí hối tiếp trục động sử dụng Bởi rotor thi ko đối xứng hồi tiếp phải đưa vị trí hồn hảo dịng điện quy hồi động