Bài giảng Điều khiển máy điện: Mô hình động động cơ không đồng bộ & Hệ qui chiếu dq - Nguyễn Ngọc Tú

Chia sẻ: Bạch Nhược Đông | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:30

Thêm vào BST

Báo xấu

20
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Điều khiển máy điện: Mô hình động động cơ không đồng bộ & Hệ qui chiếu dq - Nguyễn Ngọc Tú cung cấp cho học viên những kiến thức về mô hình máy điện KĐB, phương trình điện áp động cơ không đồng bộ, phép biến đổi dq, chuyển đổi hệ qui chiếu cho các ptrình điện áp,... 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: Mô hình động động cơ không đồng bộ & Hệ qui chiếu dq - Nguyễn Ngọc Tú

Điều khiển máy điện Mô hình động động cơ không đồng bộ Hệ qui chiếu dq GTMĐ – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
Mô hình máy điện KĐB • Xem ĐC KĐB như 2 tổ hợp dây quấn abc: stator và rotor ωm θm GTMĐ – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
Phương trình điện áp động cơ không đồng bộ d (t ) • Phương trình điện áp mỗi pha v(t )  ri (t )  dt vas  rs 0 0 0 00  ias  as  as  ias  v   0 rs 0 0 0 0  ibs      i   bs    bs   bs   bs   vcs   0 0 rs 0 0 0  ics  d  cs   cs   L s L sr  ics             var  0 0 0   dt ar  rr 0 0  iar ar   L rs L r  iar  vbr  0 0 rr 0  ibr   br     0 0     br  ibr   vcr   0 0 0 0 0 rr icr   cr       cr  icr  GTMĐ – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
• Trong đó  1 1   1 1   Ls  Lm  2 Lm  Lm  2  Lr  Lm  Lm 2  Lm  2  1 1   1 1  L s    Lm Ls  Lm  Lm  L r    Lm Lr  Lm  Lm   2 2   2 2   1L  1 Lm Ls  Lm   1L 1  Lm Lr  Lm   2 m 2   2 m 2   cos m cos m  120  cos m  120  L sr  Lm cos m  120  cos m cos m  120  cos m  120  cos m  120  cos m   cos m cos m  120  cos m  120  L rs  Lm cos m  120  cos m cos m  120    L sr T cos m  120  cos m  120  cos m  GTMĐ – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
• Ta có vas  rs 0 0 0 0 0  ias  ias  v   0 rs 0 0 0 0  ibs  i   bs    bs   vcs   0 0 rs 0 0 0  ics  d  L s L sr  ics         var   0 0 0 rr 0 0  iar  dt  L rs L r  iar  vbr   0 0 0 0 rr 0  ibr  ibr          vcr   0 0 0 0 0 rr  icr  icr  Ta thấy, Lsr và Lrs, là các hàm của θr, và vì thế cũng là hàm theo thời gian t. Do đó khi lấy vi phân sẽ có dạng d dL di  i L dt dt dt  Khó khăn trong việc giải phương trình trạng thái GTMĐ – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
Phép biến đổi dq • Do các hỗ cảm stator-rotor là hàm theo thời gian dẫn đến khó khăn trong việc giải các phương trình trạng thái. • Chiếu các dòng điện a-b-c lên các trục d-q (hệ qui chiếu dq) iq  kq ia cos  ib cos( 120)  ic cos(  120) θ d-axis id  kd ia sin   ib sin(  120)  ic sin(  120)  q-axis ia i0  k0 ia  ib  ic  a iq id a' Các hằng số kd, kq, k0 được chọn sao cho đơn giản hóa các hệ số trong các phương trình điện áp GTMĐ – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
• Ta được iq  k q cos k q cos(  120 ) k q cos(  120 ) ia  i    k sin  k d sin(  120 ) k d sin(  120 )  ib   d  d i0   k0 k0 k0  ic  t     ( ) d  (0) 0 • Các hệ số kd, kq, k0 được chọn khác nhau theo các tác giả khác nhau. Một cách chọn phổ biến là 2/3, 2/3 và 1/3 GTMĐ – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
Giả sử ia=Acos(ωt); ib=Acos(ωt-120); ic=Acos(ωt-240) iq  k d  A cost cos  A cos(t  120) cos(  120)  A cos(t  120) cos(  120)   kd Acost cos  cos(t  120) cos(  120)  cos(t  120 ) cos(  120)  iq  kd A cos(t   )  cos(t   ) iq  kd A cos(t   )  cos(t   ) 2 2  cos(t  120    120 )  cos(t  120    120 )  cos(t   )  cos(t    240 )  cos(t  120    120 )  cos(t  120    120 )  cos(t   )  cos(t    240 ) iq  kd A 3 cos(t   )  cos(t   )  cos(t    240)  cos(t    240) 2 iq  d 3 cos(t   )  d cos(t   ) k A 3k A 2 2 GTMĐ – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
Phép biến đổi dq    q i cos cos(  120 ) cos(  120 ) ia  i   2  sin  sin(  120 ) sin(  120 )  ib   d 3  i0   1 1 1  ic   2 2 2  ia   cos sin  1 iq  i   cos(  120 ) sin(  120 ) 1 i   b   d  ic  cos(  120 ) sin(  120 ) 1 i0  GTMĐ – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
Biến đổi và biến đổi ngược dq   iq   cos  cos(  120 ) cos(  120 )  ia  ia   cos sin  1 iq  i   2  sin  sin(  120 ) sin(  120 )  i  i   cos(  120 ) sin(  120 ) 1 i   d 3  b   b   d  i0   1 1 1  ic  ic  cos(  120 ) sin(  120 ) 1 i0   2  2   2    Ks K s 1   cos cos(  120 ) cos(  120 )  cos sin  1 As  cos(  120 ) sin(  120 ) 1 2 A s   sin  sin(  120 ) sin(  120 )  1 3 1 1 1    cos(  120 ) sin(  120 ) 1  2 2 2    cos cos(  120 ) cos(  120 )  cos sin  1 1 0 0 sin(  120 ) sin(  120 )   cos(  120 ) sin(  120 ) 1  0 1 0 2 sin  3 1   1 1  cos(  120 ) sin(  120 ) 1 0 0 1  2 2 2  GTMĐ – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
• Nếu dòng cân bằng, i0 = 0   iq  cos cos(  120 ) cos(  120 ) ia  ia   cos sin  1 iq  i   2  sin  sin(  120 ) sin(  120 )  ib  i   cos(  120 ) sin(  120 ) 1 i   d 3   b   d  i0   1 1 1  ic  ic  cos(  120 ) sin(  120 ) 1 i0   2 2 2  ia  ia   cos sin   iq  2 cos cos(  120 ) cos(  120 )   i   cos(  120 ) sin(  120 )  iq  i   3  sin   b   i  sin(  120 ) sin(  120 )    ib  d  ic  ic  cos(  120 ) sin(  120 )  d  GTMĐ – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
• θm, là góc quay giữu trục θ stator a-axis và rotor a-axis ωm d-axis q-axis θm • β, là góc quay giữa trục ω β ia rotor a-axis và trục q-axis của hệ qui chiếu quay. • Trục stator a-axis đứng iq id a' a yên, trong khi trục q-d axis quay với tốc độ ω, trục rotor a-axis quay với ωm GTMĐ – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
Ma trận chuyển đổi stator, As Ma trận chuyển đổi rotor, Ar     cos cos(  120 ) cos(  120 ) cos  cos(  120 ) cos(  120 ) 2 A s   sin  sin(  120 ) sin(  120 )  2 Ar   sin  sin(   120 ) sin(   120 )  3 1 1 1  3 1     1 1   2 2 2   2 2 2  t     ( ) d  (0) t     ( )  m ( )d  (0)   m (0) 0 0      r  ( 0) GTMĐ – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
Chuyển đổi hệ qui chiếu cho các ptrình điện áp vas  rs 0 0 0 0 0  ias  as  v   0    bs   rs 0 0 0 0  ibs  bs   vcs   0 0 rs 0 0 0  ics   cs         var   0 0 0 rr 0 0  iar  ar  vbr   0 0 0 0 rr 0  ibr  br          vcr   0 0 0 0 0 rr  icr   cr  v abcs  r s 0  i abcs   abcs  v    0      r r  i abcr   abcr   abcr    A s 0  v abcs   A s 0  r s 0  i abcs   A s 0   abcs   0 A  v    0 A   0 r  i    0 A      r   abcr    r   r   abcr     r   abcr   Term1 Term 2 Term 3 GTMĐ – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
 As 0  v abcs   As v abcs  v qd 0 s  Ta có  0 A  v    A v    v   r   abcr    r abcr   qdor  Term1 Vì thế v qd 0 s   A s 0  r s 0  i abcs   A s 0   abcs  v              qdor  0 A r   0 r r   abcr    i 0 A  r   abcr   Term 2 Term 3 Ta cũng có  As 0  r s 0  i abcs   As r s 0  i abcs   0 A   0 r  i    0 Ar r r  i abcr   r   r   abcr    Term 2 i abcs   As 1 0  i qd 0 s  i       abcr   0 Ar1  i qd 0 r  Do đó  A s 0  r s 0  i abcs   As r s 0   As 1 0  i qd 0 s   0 A   0 r  i    0  Ar r r   0 1     r   r   abcr    Ar  i qd 0 r  Term 2 GTMĐ – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
 As 0  r s 0  i abcs   A s r s As 1 0  i qd 0 s   0 A   0 r  i    1     r   r   abcr    0 Ar r r Ar  i qd 0 r  Term 2  A s 0  r s 0  i abcs   A s r s As 1 0  i qd 0 s  r s 0  i qd 0 s   0 A   0 r  i    1       r r  i qd 0 r   r   r   abcr    0 Ar r r Ar  i qd 0 r   0 Term 2 Vì thế ta được, v qd 0 s  r s 0  i qd 0 s   A s 0   abcs  v         qdor   0 r r  i qd 0 r   0 Ar   abcr   Term 3 GTMĐ – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
Trong đó,  A s 0   abcs   A s  abcs   0 A           r  abcr  A     r abcr  Term 3  As 0   abcs   As  abcs   qd 0 s   A s As  qd 0 s  1  0 A              A A1      r  abcr   A    qd 0 r   r r qd 0 r    r abcr   Term 3  qd 0 s  As  abcs  qd 0 s  As  abcs  A s  abcs As  abcs   qd 0 s  A s  abcs 1 A    s abcs  A A  qd 0 s s s qd 0 s 1 Ar  abcr   qd 0r  A r Ar  qd 0r GTMĐ – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
 qd 0 s   As 0   abcs     qd 0 r   0 Ar   abcr  as  ias    i   bs   bs   cs   L s L sr  ics   abcs   L s L sr  i abcs  i abcs   As 1 0  i qd 0 s        i    1    ar   L rs  L r  iar   abcr   L rs L r  i abcr   abcr   0 Ar  i qd 0 r  br  ibr       cr  icr   abcs   L s L sr   As 1 0  i qd 0 s      L  L r   0 1     abcr   rs Ar  i qd 0 r   qd 0 s   As 0  Ls L sr   As 1 0  i qd 0 s     1     qd 0 r   0 Ar   L rs L r   0 Ar  i qd 0 r  GTMĐ – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
 qd 0 s   As 0  Ls L sr   As 1 0  i qd 0 s     1     qd 0 r   0 Ar   L rs L r   0 Ar  i qd 0 r   qd 0 s   As L s As L sr   As 1 0  i qd 0 s     1     qd 0 r   Ar L rs Ar L r   0 Ar  i qd 0 r   qd 0 s   As L s As 1 As L sr Ar  i qd 0 s  1   1     qd 0 r   Ar L rs As 1 Ar L r Ar  i qd 0 r   3   Ls  Lm 0 0 2 1  3  As L s As   Ls  0   L sqd 0  qd 0 s   L sqd 0 0 Lm  2  L m qd0  i qd 0 s   Ls    L rqd 0  i qd 0 r  0 0    qd 0 r   L m qd0 3   2 Lm 0 0 1 1  3  A s L sr Ar  Ar L rs A s   0 Lm 0  L m qd0  2   0  0 0   qd 0 s   L sqd 0 L mqd0  iqd 0 s       L  3 Lm 0 0   qd 0 r   L mqd0 L rqd 0  iqd 0 r   r 2 1  3  Ar L r Ar   0 Lr  Lm 0   L rqd 0  2   0 0 Lr  GTMĐ – N N Tú   Bộ môn Thiết bị điện 
 qd 0 s   L sqd 0 L m qd0  i qd 0 s     qd 0 r   L m qd0 L rqd 0  i qd 0 r   3 3   Ls  Lm 0 0 Lm 0 0  qs   2 2  iqs     0 Ls  3 Lm 0 0 3 Lm 0  ids   ds   2 2   0 s   0 0 Ls 0 0 0  i0 s     3   iqr  qr   3 Lm 0 0 Lr  Lm 0 0   dr   2 2  idr     3 3   0 r  0 Lm 0 0 Lr  Lm 0  i0 r   2 2   0 0 0 0 0 Lr   3  3 3  3  qs   Ls  Lm iqs  Lmiqr qr  Lmiqs   Lr  Lm iqr  2  2 2  2   3  3 3  3  ds   Ls  Lm ids  Lmidr dr  Lmids   Lr  Lm idr  2  2 2  2  GTMĐ – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện