Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Thiết kế và lắp ráp hệ điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ xoay chiều 3 pha dùng FPGA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG<br /> <br /> ĐOÀN PHƢỚC TRIỀU<br /> <br /> THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP HỆ ĐIỀU KHIỂN<br /> VỊ TRÍ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ<br /> XOAY CHIỀU 3 PHA DÙNG FPGA<br /> <br /> Chuyên ngành : Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa<br /> Mã số:<br /> <br /> 60.52.02.16<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT<br /> <br /> Đà Nẵng - Năm 2015<br /> <br /> Công trình đƣợc hoàn thành tại<br /> ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG<br /> <br /> Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. ĐOÀN QUANG VINH<br /> <br /> Phản biện 1: TS. LÊ TIẾN DŨNG<br /> <br /> Phản biện 2: TS. NGUYỄN HOÀNG MAI<br /> <br /> Luận văn đƣợc bảo vệ tại Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ<br /> kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 13 tháng 12 năm 2015.<br /> <br /> * Có thể tìm hiểu luận văn tại:<br /> - Trung tâm Thông tin học liệu, Đại học Đà Nẵng<br /> <br /> 1<br /> <br /> MỞ ĐẦU<br /> 1. Lý do chọn đề tài<br /> Sự bùng nổ của tiến bộ khoa học trong lĩnh vực điện - điện tử tin học hiện nay đã có những thay đổi sâu sắc cả về mặt lý thuyết lẫn<br /> thực tế lĩnh vực truyền động điện tự động. Trƣớc hết phải kể đến sự ra<br /> đời và ngày càng hoàn thiện các bộ biến đổi điện tử công suất, với kích<br /> thƣớc gọn nhẹ, độ tác động nhanh cao, dễ dàng ghép nối với các mạch<br /> điều khiển dùng mach vi điện tử, vi xử lý…Các hệ truyền động điện tự<br /> động ngày nay thƣờng sử dụng nguyên tắc điều khiển vector cho các<br /> động cơ xoay chiều. Phần lớn các mạch điều khiển này dùng kỹ thuật<br /> số với chƣơng trình phần mềm linh hoạt, dễ dàng thay đổi các cấu trúc tham<br /> số hoặc các luật điều khiển, vì vậy làm tăng độ chính xác và hiệu suất cho<br /> các hệ truyền động.<br /> FPGA có nhiều ƣu điểm vƣợt trội so với các công nghệ khác và<br /> kể cả chi phí, có lợi thế trong việc canh tranh với thị trƣờng. FPGA là<br /> viết tắt của cụm từ tiếng anh Field -Programmable Gate Array (mảng<br /> cổng lập trình đƣợc dạng trƣờng) là một loại vi mạch tích hợp dùng cấu<br /> trúc mảng phần tử logic mà ngƣời dùng có thể lập trình đƣợc.<br /> Xuất phát từ những vấn đề thực tế đã nêu trên, tôi đã chọn đề<br /> tài luận văn tốt nghiệp thạc sĩ: “Thiết kế và lắp ráp hệ điều khiển vị<br /> trí động cơ không đồng bộ xoay chiều 3 pha dùng FPGA”<br /> 2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài<br /> a. Ý nghĩa khoa học<br /> Đề tài xây dựng hệ thống điều khiển kín, phản hồi tốc độ, sử<br /> dụng bộ điều khiển PID số để điều khiển ổn định vị trí động cơ không<br /> <br /> 2<br /> <br /> đồng bộ xoay chiều ba pha rotor lồng sóc theo phƣơng pháp vector<br /> không gian sử dụng FPGA.<br /> b. Ý nghĩa thực tiễn<br /> Hệ thống này cho phép sử dụng có hiệu quả, nâng cao chất lƣợng<br /> động cơ không đồng bộ trong các hệ thống truyền động điện các nhà máy<br /> công nghiệp.<br /> 3. Mục tiêu đề tài<br /> Trong thực tế, tốc độ động cơ bị ảnh hƣởng bởi các yếu tố bên<br /> ngoài, thƣờng là do tải, vì vậy tốc độ của động cơ thƣờng không đạt tốc<br /> độ nhƣ mong muốn của ngƣời điều khiển. Từ thực tế đó, đề tài nhằm<br /> mục tiêu xây dựng hệ thống biến tần điều khiển động cơ không đồng bộ<br /> xoay chiều ba pha với vị trí động cơ đƣợc điều khiển bám theo tín hiệu<br /> đặt mong muốn trong trƣờng hợp không có tải và có tải.<br /> 4. Nội dung của đề tài<br /> - Tìm hiểu động cơ không đồng bộ xoay chiều ba pha rotor<br /> lồng sóc.<br /> - Xây dựng mô hình toán học động cơ không đồng bộ xoay<br /> chiều ba pha rotor lồng sóc.<br /> - Tìm hiểu phƣơng pháp điểu khiển vector, điều khiển động cơ<br /> dựa trên cơ sở điều chế vector không gian.<br /> - Xây dựng cấu trúc hệ truyền động điều khiển vị trí động cơ<br /> không đồng bộ xoay chiều ba pha.<br /> - Tổng hợp toàn bộ hệ thống.<br /> - Mô phỏng hệ thống trên Matlab Simulink và thiết kế phần<br /> cứng, lập trình cho hệ thống.<br /> 5. Bố cục đề tài<br /> Dự kiến bố cục luận văn có 4 chƣơng:<br /> <br /> 3<br /> <br /> LỜI MỞ ĐẦU<br /> CHƢƠNG 1. Tổng quan động cơ không đồng bộ xoay chiều 3<br /> pha rotor lồng sóc.<br /> CHƢƠNG 2. Biến tần và hệ thống biến tần - động cơ không<br /> đồng bộ xoay chiều 3 pha lồng sóc.<br /> CHƢƠNG 3. Điều khiển vị trí động cơ không đồng bộ xoay<br /> chiều 3 pha rotor lồng sóc.<br /> CHƢƠNG 4. Sử dụng FPGA thiết kế bộ điểu khiển vị trí động<br /> cơ không đồng bộ xoay chiều 3 pha.<br /> 6. Đối tƣợng và phƣơng pháp nghiên cứu<br /> a. Đối tượng nghiên cứu<br /> - Động cơ không đồng bộ xoay chiều ba pha rotor lồng<br /> sóc (IM).<br /> - Hệ thống biến tần.<br /> - Phƣơng pháp điều khiển vector tựa theo từ thông rotor.<br /> - FPGA, lập trình bộ điều khiển PID số.<br /> - Matlab Simulink.<br /> b. Phương pháp nghiên cứu<br /> - Nghiên cứu lý thuyết, tìm hiểu các tài liệu liên quan đến đề<br /> tài, xây dựng đƣợc nội dung cần trình bày trong luận văn.<br /> - Tính toán dựa trên lý thuyết đƣa ra các hệ thống điều khiển.<br /> - Mô phỏng các kết quả đạt đƣợc trên Matlab Simulink.<br /> - Thiết kế phần cứng dựa trên mô hình đã tính toán đƣợc.<br /> <br />