Bài giảng
Điều Khiển Máy Điện Nâng Cao
Điều khiển RFOC động cơ ĐB NCVC
TS. Nguyễn Quang Nam
2013 – 2014, HK 2
http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php
nqnam@hcmut.edu.vn
1 Bài giảng 6
Máy đồng bộ NCVC cực ẩn
2 Bài giảng 6
Máy đồng bộ NCVC cực ẩn (tt)
(cid:1) Máy đồng bộ có thể được mô tả bằng mô hình IRTF dưới đây, như đã được giới thiệu trước đó.
(cid:1) Với máy cực ẩn, điện cảm từ hóa có thể nằm ở stato hay rôto. Với máy cực lồi, điện cảm từ hóa phụ thuộc vào vị trí
của rôto, do đó nên được đặt ở phía rôto.
3 Bài giảng 6
Động cơ đồng bộ NCVC cực ẩn (tt)
(cid:1) Mô hình IRTF trên thỏa mãn các phương trình:
r
y
s
=
+
r u s r
d dt r
y
=
+
s
y r
xy
)
y
=
+
m i
xy m
r iR ss r iL s ss r ( iL xm
f
(cid:1) Từ thông móc vòng kích từ y f là một hàm số của dòng điện kích từ if, thông qua điện cảm từ hóa Lm. Nếu có xét đến bão hòa từ thì đây là một hàm phi tuyến.
4 Bài giảng 6
Mô hình tổng quát máy cực ẩn
r
r
xy
xy
xy
(
=
+
+
=
+
=
y
+
y
L s
(cid:1) Chuyển pt thứ hai sang hệ tọa độ rôto, và biến đổi: r y iL xs
r ) iL xm
r iL s xs
iL fm
xy m
xy s
s
f
5 Bài giảng 6
Mô hình cực ẩn định hướng từ thông rôto
(cid:1) Mômen điện từ:
r
r
r
)
=
y
+
y
=
=
y
s
T e
r i s
r ( iL s ss
m
r i s
m
r i s
(cid:1) Các pt trong hệ tọa độ gắn với từ thông rôto:
r
y
r
d
dq
+
+
=
j
yw s
dq s
dq s dt
r dq u s r
dq
y
y
+
=
f
=
r iR ss r iL ss y i
dq s T e
f
sq
· · ·
6 Bài giảng 6
Mô hình cực ẩn định hướng từ thông rôto (tt)
=
+
w
u
iR
iL
sd
sds
sqs
s
L s
di sd dt di
=
+
w
+
+
u
iR
iL
sq
sqs
sds
s
L s
yw s
f
sq dt
-
7 Bài giảng 6
Giản đồ Blondel của máy cực ẩn
8 Bài giảng 6
Máy đồng bộ NCVC cực lồi
9 Bài giảng 6
Máy đồng bộ NCVC cực lồi (tt)
(cid:1) Máy đồng bộ cực lồi có thể được mô tả bằng mô hình IRTF dưới đây, với quy ước các điện cảm Lmx và Lmy tương ứng với các thành phần thực và ảo của dòng điện stato.
(cid:1) Với máy đồng bộ NCVC gắn trong như ở slide 9, thành phần Lmy thường lớn hơn Lmx. Điều này ngược với các máy cực lồi thông thường.
10 Bài giảng 6
Máy đồng bộ NCVC cực lồi (tt)
(cid:1) Mô hình IRTF trên thỏa mãn các phương trình:
r
y
s
=
+
r u s r
xy
=
d dt r + y
y
xy m
xy s
)
+
=
y
i
f
mx
sx
y
=
r iR ss r iL s ss ( iL mx iL symy
y y y
s
my (cid:1) Hai thành phần của y +
=
y
+
=
+
y
L
mx
sx
sx
iL sd
sx
f
y
+
=
=
( ( L
my
) iL s s ) iL s s
sy
iL fmx iL sq
sy
sy
11 Bài giảng 6
Mô hình tổng quát máy cực lồi
(cid:1) Các pt trên có thể được biểu diễn bởi mô hình sau:
12 Bài giảng 6
Mô hình cực lồi định hướng từ thông rôto
(cid:1) Các pt trong hệ tọa độ gắn với từ thông rôto:
r
y
r
d
dq
=
+
+
j
yw s
dq s
r iR ss
r dq u s r
y
=
+
+
y
dq s dt jL
i
sq
sq
iL sd
=
sd y
+
i
f ( L
i
dq s T e
f
sq
sd
) iL sq
sd
sq
-
Mômen từ trở
r
dq
+
+
=
y
y
( Lj
-
Mômen điện từ (cid:1) Từ thông stato có thể biểu diễn dưới dạng: r iL s sd
) iL sd
dq s
sq
sq
f
13 Bài giảng 6
Mô hình cực lồi định hướng từ thông rôto (tt)
(cid:1) Các pt trên cũng có thể được biểu diễn bởi giản đồ vectơ dòng điện và từ thông.
14 Bài giảng 6
Mô hình cực lồi định hướng từ thông rôto (tt)
=
+
w
u
iR
sd
sds
iL sq
s
sq
L sd
di sd dt di
=
+
w
+
+
u
iR
sq
sqs
iL sd
s
sd
L sq
yw s
f
sq dt
-
15 Bài giảng 6
Đặc tính công suất góc của máy đồng bộ
(cid:1) Do thành phần mômen từ trở, đặc tính công suất góc của máy cực lồi bị lệch so với máy cực ẩn (đường nét đứt).
16 Bài giảng 6
Cấu trúc bộ điều khiển
(cid:1) Nếu máy không được kích từ bằng nam châm vĩnh cửu thì cần thêm một bộ điều khiển dòng cho dây quấn kích từ.
(cid:1) Trục d được điều khiển để thẳng hàng với từ thông y
f.
17 Bài giảng 6
Nguyên tắc điều khiển
m) hoặc trực tiếp (DFO, đo vectơ từ thông y
y y y
f
(cid:1) Cần đảm bảo góc điều khiển q c bằng với góc quay q m, thông qua một trong hai phương pháp: gián tiếp (IFO, đo góc quay q hoặc vectơ điện áp cảm ứng e).
18 Bài giảng 6
Điều khiển máy cực ẩn
(cid:1) Từ mô hình máy cực ẩn được cấp nguồn dòng, có thể rút ra mô hình điều khiển định hướng trường rôto.
(cid:1) Các giá trị ngõ ra của module điều khiển là dòng điện yêu cầu ic
sq đối với bộ điều khiển dòng.
sd và ic
=
i
* sq
* T e y * f
19 Bài giảng 6
Các điều kiện giới hạn vận hành
(cid:1) Các giới hạn: MA, MF, MTPA, và MTPF.
20 Bài giảng 6
Các điều kiện giới hạn vận hành (tt)
(cid:1) Maximum Ampere (MA)
dq
i
r i s
2
£
( y=
+
+
)
)2
max s (cid:1) Maximum Flux Linkage (MF) ( i
i
/
i
max s
2 sq
sd
L s
=
khi
sc s (cid:1) Maximum Torque Per Ampere (MTPA) ( i
£ £ -
) 1
1
i
/
i
0=n sdi
max sq
sq
n sq (cid:1) Maximum Torque Per Flux
-=
=
khi
i
i
i
u
w /(
)
sd
sc s
sq
max s
L s
s
21 Bài giảng 6
Các giới hạn vận hành của máy cực lồi
(cid:1) Máy cực lồi cũng có thể được điều khiển tương tự như máy cực ẩn.
(cid:1) Các giới hạn vận hành bị biến đổi.
22 Bài giảng 6
RFOC với bộ nghịch lưu nguồn dòng
23 Bài giảng 6
RFOC với bộ nghịch lưu nguồn áp (xem tài liệu)
24 Bài giảng 6
