Bài giảng Điều khiển máy điện: Giới thiệu về điều khiển vector & Giới thiệu RFOC - Nguyễn Ngọc Tú

Chia sẻ: Bạch Nhược Đông | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:41

Thêm vào BST

Báo xấu

29
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Điều khiển máy điện: Giới thiệu về điều khiển vector & Giới thiệu RFOC - Nguyễn Ngọc Tú cung cấp cho học viên những kiến thức về điều khiển định hướng trường (FOC), so sánh điều khiển vector và V/f, nguyên lý điều khiển Vector, điều khiển vector hay định hướng trường,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Điều khiển máy điện: Giới thiệu về điều khiển vector & Giới thiệu RFOC - Nguyễn Ngọc Tú

Điều khiển máy điện -Giới thiệu về điều khiển vector -Giới thiệu RFOC Bộ môn Thiết bị điện
Ôn tập (1) Chứng minh các công thức tính moment sau là tương đương: Bộ môn Thiết bị điện
Ôn tập (2) 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: 2 4 va  V 2  cos(t ) vb  V 2  cos(t  ) vc  V 2  cos(t  ) 3 3 Viết điện áp pha stator thành phần trục alpha-beta và điện áp pha vector không gian trong hệ quy chiếu tĩnh. Tính dòng điện stator vector không gian và các thành phần alpha-beta trên hệ tọa độ alpha-beta. Bộ môn Thiết bị điện
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. Bộ môn Thiết bị điện
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 Bộ môn Thiết bị điện
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. Bộ môn Thiết bị điện
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,… Bộ môn Thiết bị điện
Bộ môn Thiết bị điện
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 Bộ môn Thiết bị điện
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*. Bộ môn Thiết bị điện
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. Bộ môn Thiết bị điện
Điều khiển vector hay định hướng trường Động cơ không đồng bộ có thể được điều khiển bằng cách đưa về trạng thái như động cơ DC kích từ độc lập Bộ môn Thiết bị điện
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: Te  Kt r iqs  K t'ids iqs – Trong đó  r   r , là giá trị đỉnh của biến vector không gian từ thông. Bộ môn Thiết bị điện
Vector và Moment Vector rotor từ thông rotor ψr: -Tương đương với ψf của động cơ DC -Quay với tốc độ wsl so với rotor -Quay với tốc độ wr + wsl = we so với stator Cả is và ψr đều quay với tốc độ we. Khi xác lập, 2 vector này lệch nhau một góc θ hằng số Bộ môn Thiết bị điện
Vector và Moment Vector dòng stator is có thể được phân thành 2 thành phần: -Thành phần isd cùng phương với ψr -Thành phần isq vuông góc với ψr Moment T = k(is x ψr) = k ψr isq Hệ tọa độ quay dq Động cơ DC: T = k(ia x ψf) = k iaψf Bộ môn Thiết bị điện
Vector và Moment -Thành phần isd là thành phần tạo ra từ thông -Thành phần isq gọi là dòng moment của động cơ kđb Khi ψr nằm trên trục d, người ta nói hệ thống được định hướng trường Hệ tọa độ quay dq => Ψr = Ψrd Bộ môn Thiết bị điện
Qui đổi sang 2 pha Việc qui đổi nhằm làm đơn giản hóa việc phân tích và điều khiển Dòng is (màu đen) và từ Dòng is (màu đen) và từ thông ψr (màu xanh) trong thông ψr (màu xanh) trong hệ tọa độ tĩnh αβ hệ tọa độ quay dq Bộ môn Thiết bị điện
Qui đổi sang 2 pha Nếu từ thông ψr trùng với trục d • Từ thông rotor ψr = ψrd • Thành phần ψrq = 0 • Thành phần dòng stator isd cùng phương với từ thông là thành phần tạo ra từ thông rotor • Thành phần dòng stator isq vuông góc với từ thông là thành phần tạo ra moment Bộ môn Thiết bị điện
Các pp điều khiển động cơ Điều khiển Điều khiển vô hướng vector Bộ môn Thiết bị điện
Sơ đồ điều khiển FOC Inverse Park  Iq Vq Vα +  PID +  PID d,q Space PWM1 PWM2 Vector PWM3 3- Id Vd Vβ PWM4 PWM PWM5 Phase  PID α, β PWM6 + Inverter Field Weakening Controller θr r Iq Iα ia d,q α, β ib Id ic† Iβ α, β a,b,c Park T Clarke T Speed Calculator θr †: ia + ib + ic = 0 Bộ môn Thiết bị điện