hỆ thỐng ĐiỀu khiỂn sỐ ĐiỀu khiỂ ĐiỆntcbinh/file_2012/dkshtdc/bai giang htdkso...

Chöông 1 T©B

(HTĐKS-ĐKCMĐ) Trang 1/ 34

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ - ĐIỀU KHIỂN CÁC MÁY ĐIỆN

Bộ điều khiển

Bộ xử lý FOC

PWM

QEP ADC

SCI

I/O

ADC

L3 L2 L1

N L

Chöông 1 T©B


Hình 1.1: Sơ đồ đấu dây và điện áp stator của ĐCKĐB ba pha.

Rs sI& jXs

sU&

'rI& '

rR jX’r

Mạch tương đương động cơ KĐB với tổn hao sắt từ

'rR

ss1−

RFe jXm

mI&FeI&

Rs sI& jXs

Rm

mI&

sU& jXm

'rI& '

rR jX’r

Mạch tương đương của động cơ KĐB

'rR

ss1−

A

B

C

N

rotor

stator

Pha A

Pha B

Pha Cusc

usa

usb

Chöông 1 T©B


Hình 1.2: Vector không gian điện áp stator trong hệ tọa độ αβ.

Hình 1.3: Vector không gian điện áp stator sur và các điện áp pha.

Rs sI& jXs

sU&

Mạch tương đương động cơ KĐB với dòng từ hoá

mI&

jXm

jX’r 'rI&

sR '

r

Re

Im β

α A

B

C

o0je

o120je

o240je

sau32 r

sbu32 r

scu32 rsur

usa

ωs

0

jβ

α

sur

usa = usα

usβusc

usb Cuộn dây pha A

Cuộn dây pha B

Cuộn dây pha C

Chöông 1 T©B


Chöông 1 T©B


Hình 1.4: Sơ đồ bộ nghịch lưu ba pha cân bằng gồm 6 khoá S1→S6.

AB C

Udc

S4

S3

S6

S5

S2

S1

S7

R

n n

motor

N

Chöông 1 T©B


Hình 1.5: Trạng thái các khoá S1, S3, S6 ON, và S2, S4, S5 OFF (trạng thái 110).

Đơn vị (Udc) Va Vb Vc usa usb usc uab ubc uca U Deg us S1 S3 S5 UAN UBN UCN UAB UBC UCA usα usβ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 U0 U000 1 0 0 2/3 -1/3 -1/3 1 0 -1 U1 0o 1 1 0 1/3 1/3 -2/3 0 1 -1 U2 60 o 0 1 0 -1/3 2/3 -1/3 -1 1 0 U3 120 o 0 1 1 -2/3 1/3 1/3 -1 0 1 U4 180 o 0 0 1 -1/3 -1/3 2/3 0 -1 1 U5 240 o 1 0 1 1/3 -2/3 1/3 1 -1 0 U6 300 o 1 1 1 0 0 0 0 0 0 U7 U111

Bảng 1.1: Các điện áp thành phần tương ứng với 8 trạng thái của bộ nghịch lưu.

Hình 1.6: Vector không gian điện áp stator sur ứng với trạng thái (100).

A

sur

B

C

sbur

2/3Udc

saur

scur

scsbsa uuu rrr++

U1(100)

A B

C

Udc

n

N

UAN UBN

UCN

Chöông 1 T©B


Hình 1.7: Vector không gian điện áp stator sur ứng với trạng thái (110).

Hình 1.8: 8 vector không gian điện áp stator tương ứng với 8 trạng thái.

3)1k(j

dck eU32U

π−

= k = 1, 2, 3, 4, 5, 6. U0 và U7 là vector 0.

Hình 1.9: Các vector không gian điện áp pha stator.

A

surB

C

scur

Udc

saur

sbur

scsbsa uuu rrr++

U2(100)

Up1

Up2 Up3

Up6 Up5

Up4 Up0

Up7 Trục usa

a

b

c

U1 (100)

U2 (110) U3 (010)

U6 (101) U5 (001)

U4 (011)

CCW

CW

U0 (000)

U7 (111)

Chöông 1 T©B


3)1k(j

dck eU32U

π−

= k = 1, 2, 3, 4, 5, 6. U0 và U7 là vector 0.

Hình 1.10: Các điện áp thành phần tương ứng với 6 trạng thái.

Hình 1.11: Vector không gian �iện áp dây stator 1_lineur ứng với trạng thái (100).

AB

BC

CA

bcur

2/3Udc

abur

Uline 1

Chöông 1 T©B


Hình 1.12: Các vector không gian điện áp dây stator.

6)1k2(j

dck_line eU332U

π−

= k = 1, 2, 3, 4, 5, 6

Hình 1.13: Điều chế biên độ và góc vector không gian điện áp.

)U(UT

TU

TTU

TTu 70

PWM

02

PWM

21

PWM

1s ++=

T0 ≈ TPWM – (T1 + T2)

với chu kỳ điều rộng xung: TPWM ≈ const Tổng quát: us =a.Ux + b.Ux+60 + c.{U0, U7}

U1 (100)

us

T1

T2

U2 (110) U3 (010)

U6 (101) U5 (001)

U4 (011)

CCW

CW

U0 (000)

U7 (111)

Ud1

Ud2

Ud3

Ud6

Ud5

Ud4

Ud0

Ud7 Trục uab

Chöông 1 T©B


Hình 1.14: Điều chế biên độ và tần số điện áp.

Hình 1.15: Dạng điện áp và dòng điện PWM sin.

Hình 2.1: Chuyển hệ toạ độ cho vector không gian sur từ hệ tọa độ αβ sang hệ tọa

độ dq và ngược lại.

jβ

usβ

0 α

sur

usα

d jq

usd

usq θs

dtd s

aθ

=ω

sω

Chöông 2 T©B


sf

Cuoän daâypha A

Cuoän daây pha B

Cuoändaây pha C

0

d

jq

fsd

fsq

ωa

θa

ωs

Chöông 2 T©B


Hình 2.2: Biểu diễn vector không gian si

rtrên hệ toạ độ từ thông rotor, còn gọi là hệ

toạ độ dq.

sir

isβ

Cuoän daây pha A

Cuoän daây pha B

Cuoän daây pha C

0

αisα

d

jq

isd

isq θ

rψr

ωr =ωa ω

φr

Truïc töø thoâng rotor

Truïc rotor

jβ

∫ dtd r

rφ

=ω ωs

Chöông 2 T©B


Hình 2.3: Vector không gian sψ

r và rψr trên hệ toạ độ dq.

Hình 2.4: Đo giá trị vector không gian dòng điện stator trên hệ tọa độ dq.

ĐC KĐB

== 3~

Udc

Điều khiển

M3~

a b c

Nghịch lưu

2= 3

isa

isb

isα

isβ

rje φ− isd

isq

φr

pt (2.…) pt (2.…)

Cuoän daâypha A

Cuoän daây pha B

Cuoändaây pha C

0

α

d

jq

θ

ωr

ω

φr

Truïc töø thoâng rotor

jβ

sψr

ωs

φs

Truïc rotor

ϕ

sir

sur

rψr

Chöông 3 ©TCB


Rs sI& jXs

sU&

'rI& '

rR jX’r

Mạch tương đương động cơ KĐB với tổn hao sắt từ

'rR

ss1−

RFe jXm

mI&FeI&

A

B

C

N

stator

Cuộn dây pha A

isa

usa

irA

isc

usc

isb usb

Cuộn dây pha C

Cuộn dây pha B

rotor

irC

irB

stator

ω

θ

Trục chuẩn

Chöông 3 ©TCB


mLs

Rr

rLσsLσsR

sv

si ri

mi

rrjωψ

sR sLσ rLσrrR

s

*ψsv mLmi

*rrψ r

rv

si

Rs sI& jXs

sU&

Mạch tương đương động cơ KĐB với dòng từ hoá

mI&

jXm

jX’r 'rI&

sR '

r

Rs sI& jXs

Rm

mI&

sU& jXm

'rI& '

rR jX’r

Mạch tương đương của động cơ KĐB

'rR

ss1−

Chöông 3 ©TCB


uu RsL1+

φ.K

φ.K

BJs1+

( )sωT (s)

( )sTL

( )V s I (s)

E (s)

Ikt

U

Rư

I�

E = kE.Φkt.ω ≈ k.Ikt.ω Rkt

Ukt Φkt

ω Lư

Chöông 4 ©TCB


Chöông 4 ©TCB


TL

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

b

a

ii

MTu BBĐ

⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜

⎝

⎛

c

b

a

uuu

ωĐộng cơ

–

*sdi +

ĐCid

ĐCiq

MTi

–

+

*

rψ

CTĐi

ĐCω–

+

ω

*ω

+

+

ω

*rω

*rω

sω rθ

*sqi

sdi

sqi

sdiΔ

sqiΔ

dy

qy

sdu

squ

∫ ωΔ

Chöông 5 ©TCB


Chöông 5 ©TCB


mLs

Rr

rLσsLσsR

sv

si ri

mi

sR sRσ rRσ

rRmL

rjωψ

misi

ri

sv

Chöông 5 ©TCB


Chöông 5


Chöông 6 ©TCB


Chöông 7 ©TCB


Mô hình thích nghi

hệ pt (7.1)

ωψsr

r̂ω

sKK i

p +ω

( ) ( )sr

sr Ψ×Ψ

rrω

pt (7.2)

ε

từ thông ước lượngMô hình tham khảo

srψ

rssur

ssir

ssir

Chöông 7 ©TCB


Chöông 7 ©TCB


Đáp ứng mô phỏng:

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

0

20

40

60

80

100

120

time (s)

Wes

t (ra

d/s)

toc do dattoc do dap ungtoc do uoc luong

Hình 7..: Đáp ứng của bộ ước lượng tốc độ

với mô hình lý tưởng.

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

0

20

40

60

80

100

120

time (s)

Wes

t (ra

d/s)

toc do dattoc do dap ungtoc do uoc luong

Hình 7..: Đáp ứng của bộ ước lượng tốc độ

với mô hình có sai lệch.

Đáp ứng trên hệ thực:

Tuaàn 13-14: Chöông 8 (6T) ©TCB


Xem bài giảng Các công thức lượng giác:

2cos

2cos2coscos βαβαβα −+

=+

2sin

2sin2coscos βαβαβα −+

−=−

2cos

2sin2sinsin βαβαβα −+

=+

2sin

2cos2sinsin βαβαβα −+

=−

( ) ( )[ ]βαβαβα −++= coscos21cos.cos

( ) ( )[ ]βαβαβα −++= sinsin21cos.sin

( ) ( )[ ]βαβαβα −−+−= coscos21sin.sin

( ) ( )[ ]βαβαβα −−+= sinsin21sin.cos

( ) βαβαβα sin.sincos.coscos m=± ( ) βαβαβα sin.coscos.sinsin ±=±

( ) αα coscos =− ( ) αα sinsin =−

hỆ thỐng ĐiỀu khiỂn sỐ ĐiỀu khiỂ ĐiỆntcbinh/file_2012/dkshtdc/bai giang htdkso...

Documents