Đề án tốt nghiệp Thạc sĩ: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển động cơ PMSM không sử dụng cảm biến tốc độ dựa trên phương pháp điều khiển tựa hướng từ thông rotor (FOC)

Hiện nay, động cơ điện đóng vai trò trọng yếu trong công nghiệp hiện đại, với sự gia tăng nhu cầu về hiệu suất năng lượng và giảm thiểu tác động môi trường. Các giải pháp điều khiển động cơ hiện có thường thiếu khả năng can thiệp sâu vào công nghệ lõi, trong khi việc sử dụng cảm biến tốc độ cơ học gây ra nhiều thách thức như khó kết nối, nhiễu điện từ và giảm hiệu suất. Nhằm giải quyết những hạn chế này, nghiên cứu này tập trung vào việc thiết kế và triển khai một hệ thống điều khiển động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM) không sử dụng cảm biến tốc độ. Mục tiêu là phát triển giải pháp điều khiển tựa từ thông Rotor (FOC) hiệu quả, tối ưu hóa hoạt động và đảm bảo tính ổn định, đồng thời giảm chi phí và nâng cao độ tin cậy của hệ thống.

Sinh viên, nghiên cứu sinh và kỹ sư trong lĩnh vực kỹ thuật điện, điều khiển tự động và điện tử, đặc biệt là những người quan tâm đến hệ thống điều khiển động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM) không cảm biến và các ứng dụng công nghiệp.

Nghiên cứu này trình bày việc thiết kế và triển khai một hệ thống điều khiển động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM) tiên tiến, đặc biệt nhấn mạnh vào phương pháp điều khiển không sử dụng cảm biến tốc độ. Mục tiêu chính là nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống điều khiển động cơ bằng cách loại bỏ các hạn chế của cảm biến cơ học truyền thống, bao gồm chi phí, độ phức tạp lắp đặt và nhiễu điện từ. Phương pháp điều khiển tựa từ thông Rotor (FOC) là cốt lõi của nghiên cứu này, cho phép điều khiển chính xác và hiệu quả động cơ PMSM. Luận văn được cấu trúc thành ba chương chính. Chương 1 cung cấp tổng quan về các loại động cơ điện, đi sâu vào mô hình toán học của PMSM, các phép biến đổi hệ trục tọa độ như Park-Clarke, nguyên lý điều chế vector không gian (SVM) và cơ sở lý thuyết của FOC. Chương 2 tập trung vào việc thiết kế mô-đun điều khiển, bao gồm cấu hình phần cứng và phần mềm, đặc biệt là thiết kế bộ quan sát trạng thái mở rộng (ESO) để ước lượng tốc độ và góc của Rotor mà không cần cảm biến vật lý. Quá trình triển khai phần mềm nhúng được thực hiện trên nền tảng bộ xử lý tín hiệu số DSP TI TMS320F28379D. Chương 3 trình bày các kịch bản thực nghiệm chi tiết và kết quả đánh giá, qua đó kiểm chứng hiệu quả và tính khả thi của phương pháp điều khiển PMSM không sử dụng cảm biến đã được đề xuất. Nghiên cứu này mang lại giá trị ứng dụng cao, góp phần vào sự phát triển của công nghệ điều khiển động cơ trong các lĩnh vực yêu cầu hiệu suất và độ bền.