zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Cơ khí - Chế tạo máy

Nghiên cứu điều khiển dự báo cho động cơ không đồng bộ roto lồng sóc sử dụng biến tần ma trận

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Báo xấu

6
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Nghiên cứu điều khiển dự báo cho động cơ không đồng bộ roto lồng sóc sử dụng biến tần ma trận trình bày việc phân tích cấu trúc PTC cho động cơ không đồng bộ roto lồng sóc sử dụng biến tần ma trận.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu điều khiển dự báo cho động cơ không đồng bộ roto lồng sóc sử dụng biến tần ma trận

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN DỰ BÁO CHO ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTO LỒNG SÓC SỬ DỤNG BIẾN TẦN MA TRẬN Nguyễn Hoàng Việt1, Phạm Đức Đại1 1 Trường Đại học Thủy lợi 1. GIỚI THIỆU CHUNG Cấu trúc PTC được đưa ra ở hình 2.1 bao gồm 4 phần chính: Trong những năm gần đây, điều khiển dự - Bộ điều khiển tốc độ PI, đầu ra của nó là báo cho các bộ biến đổi và hệ thống truyền giá trị momen mong muốn là đầu vào của động đang là hướng nghiên cứu rất hấp dẫn. hàm mục tiêu. Do các bộ biến đổi có một số hữu hạn các - Ước lượng giá trị từ thông stato và từ vector điện áp đầu ra nên cấu trúc điều khiển thông roto. FS - MPC (Finite Control Set - Model - Mô hình dự báo tính toán các giá trị dự Predictive Control) được nghiên cứu phổ báo của momen và từ thông stato. biến nhất trong hướng nghiên cứu này. Phụ - Hàm mục tiêu: vector tối ưu được tìm thuộc vào hàm mục tiêu trong cấu trúc FS - ra bằng cách giải một bài toán tối ưu hàm MPC, nó có thể chia ra làm hai loại chính: mục tiêu. điều khiển dự báo momen PTC (Predictive Việc ước lượng từ thông stato, từ thông Torque Control) và điều khiển dự báo dòng roto và tính toán các giá trị dự báo được dựa điện PCC (Predictive Control Current) ([1], trên mô hình động cơ không đồng bộ roto [2]). Bài báo đi nghiên cứu cấu trúc điều lồng sóc được mô tả ở hệ phương trình (1). khiển PTC cho động cơ không đồng bộ roto lồng sóc sử dụng biến tần ma trận. d us = Rs i s + ψ dt 2. PHÂN TÍCH CẤU TRÚC PTC CHO ĐỘNG d CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTO LỒNG 0 = Rr i r + ψ r - jwe ψ r dt SÓC SỬ DỤNG BIẾN TẦN MA TRẬN ψ s = Ls i s + Lmir (1) ψ r = Lmi s + Lr i r 3 Te = 2 { p Im ψ*sis } dw J = Te - TL dt 2.1. Ước lượng từ thông stato và từ thông roto Từ phương trình thứ nhất của hệ phương trình (1), vi phân của từ thông stato được biểu diễn ở phương trình (2). Từ biểu thức Hình 2.1. Cấu trúc PTC điều khiển động cơ thứ ba và thứ tư của hệ phương trình (1), không đồng bộ sử dụng biến tần ma trận 226
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 phương trình biểu diễn từ thông roto được ψ sp ( k  2 )  ψ sp ( k  1 )  Ts us ( k  1 ) đưa ra ở (3). (11) d  RsTs isp ( k  1 ) ψ s = us - Rs i s (2) dt 1 sL 3 { * Tep (k + 2) = p Im {ψps (k + 2)} ips (k + 2) (12) 2 } ψ r = ψ s - s is (3) T kr kr ips (k +2) = (1- s )ips (k +1) Trong đó: kr = Lm / Lr , s = 1 - L2m / Ls Lr ts (13) Giá trị ước lượng của từ thông stato và từ Ts 1 p + [kr ( - jwe (k))ψr (k +1) +us (k +1)] thông stato thu được bằng cách sử dụng xấp ts Rs tr xỉ Euler cho biểu thức (2) và (3). 1 sL ψ pr ( k + 1) = ψ ps ( k + 1) - s i ps ( k + 1) (14) ψes (k ) = ψse (k -1) +Tsus (k -1) - RsTsis (k -1) (4) kr kr 1 sL ψ er ( k ) = ψ es ( k ) - s i s ( k ) (5) 2.3. Hàm mục tiêu kr kr Giá trị ước lượng của moment điện từ Trong cấu trúc PTC điều khiển động cơ được tính toán ở (6) không đồng bộ roto lồng sóc sử dụng bộ biến 3 2 {{ * } Tee ( k ) = p Im ψ es ( k ) i s ( k ) } (6) đổi nguồn áp VSI (Voltage Source Inverter), hàm mục tiêu là tổng giá trị tuyệt đối của các sai lệch dự báo của moment và từ thông stato, 2.2. Mô hình dự báo giống như phương trình (15). Từ phương trình (4) và (6), giá trị dự báo gi = Te* -Tep (k + 2)i +l ψ*s - ψsp (k + 2)i (15) của từ thông stato và momen tại thời điểm trích mẫu thứ k+1, được đưa ra ở (7) và (8). Trong đó, chỉ số i=0,…,7 đại diện cho tám ψ ps ( k + 1) = ψ es ( k ) + Ts u s ( k ) - RsTs i s ( k ) (7) vector điện áp đầu ra của bộ biến đổi VSI, l là trọng số của hàm mục tiêu. 3 2 {{ } Tep (k +1) = p Im ψps (k +1) ips (k +1) (8) * } Hàm mục tiêu (15) có thể sử dụng cho cấu trúc PTC điều khiển động cơ không đồng bộ Để tính được giá trị dự báo của momen ở roto lồng sóc sử dụng biến tần ma trận, với biểu thức (8), thì giá trị dự báo của dòng điện stato cần được tính toán. Biến đổi bốn phương chú ý rằng biến tần ma trận có thể tạo ra 27 trình đầu của hệ phương trình (1), dòng điện vector điện áp đầu ra ([3]). Tuy nhiên nếu stato được biểu diễn như biểu thức (9). hàm mục tiêu (15) được sử dụng thì cấu trúc 1 d 1 này chỉ đảm bảo điều khiển được momen và is =- {Ls is - kr ( - jwe )ψr - us } (9) từ thông stato mà không đảm bảo được điều Rs dt tr kiện điện áp đầu vào hình sin và hệ số công Trong đó Rs = Rs + kr2 , Ls  sLs , r  Lr / Rr suất đơn vị. Tiếp tục sử dụng xấp xỉ Euler cho (9), giá Để đơn giản bài báo sử dụng hàm mục tiêu trị dự báo của dòng điện stato tại thời điểm (15) trong mô hình mô phỏng để kiểm chứng k+1 được đưa ra ở phương trình (10) lý thuyết. T isp ( k  1 )  ( 1  s )is ( k ) ts 3. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG (10) Ts 1 e Động cơ được sử dụng trong mô phỏng  [kr (  je ( k ))ψ r ( k )  us ( k )] ts Rs tr với cấu trúc PTC có thông số sau: Pdm = 2.2 Trong đó ts  Ls / Rs Kw, Udm = 400 V, p = 2, Rs = 3.32 Ω, Hoàn toàn tương tự, các giá trị dự báo tại Ls = 0.24169 H, Rr = 2.11 Ω, Lr = 0.24169 H, thời điểm k+2. Lm = 0.2373 H. 227
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 Hình 4.1. Mô hình mô phỏng phần mạch lực gồm biến tần ma trận và động cơ Hình 4.4. Tốc độ đặt 1000 (rpm): (a) Đáp ứng momen, (b) Đáp ứng từ thông, (c) dòng điện đầu vào và điện áp đầu vào đầu vào được đưa Mô hình mô phỏng gồm hai phần: phần mạch lực và phần điều khiển được đưa ra ở Hình 4.1 và Hình 4.2. Tốc độ đặt là 400 (rpm) và 1000(rpm), thì kết quả đáp ứng momen, đáp ứng từ thông và Hình 4.2. Mô hình mô phỏng phần mạch dòng điện đầu vào và điện áp đầu vào đầu điều khiển, thuật toán PTC vào được đưa ra ở Hình 4.3 và Hình 4.4. Momen tải ban đầu được duy trì ở Kết quả mô phỏng Hình 4.3 và Hình 4.4 10(Nm), tại thời điểm 0.25(s) momen tải cho thấy đáp ứng momen và đáp ứng từ giảm xuống giá trị 10(Nm). Lượng đặt từ thông vẫn được duy trì ở các giá trị tốc độ đặt thông stato là 0.7(Wb). khác nhau. Đập mạch momen và từ thông trong kết quả mô phỏng là nhỏ. Vì hàm mục tiêu (15) được sử dụng nên dòng điện đầu vào không sin và hệ số công suất đầu vào không là UPF trong hai trường hợp máy điện hoạt động ở chế độ động cơ và hãm tái sinh. 5. KẾT LUẬN Bài báo đi phân tích và xây dựng cấu trúc PTC điều khiển động cơ không đồng bộ roto lồng sóc sử dụng biến tần ma trận. Các kết quả mô phỏng cho thấy cấu trúc này có đáp ứng momen và từ thông nhanh khoảng 0.007(s) và 0.005(s), đập mạch momen và từ thông nhỏ cỡ khoảng 3.2 (Nm) và 0.015 Hình 4.3. Tốc độ đặt 400 (rpm): (Wb). Tuy nhiên, để đảm bảo được dòng điện (a) Đáp ứng momen, (b) Đáp ứng từ thông, (c) dòng điện đầu vào và điện áp đầu vào hình sin và hệ số công suất UPF thì đầu vào đầu vào được đưa ra một hàm mục tiêu khác cần được xem xét. 228
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 229

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2412 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.