Xem mẫu
- Bài giảng
Điều Khiển Máy Điện Nâng Cao
Điều khiển động cơ KĐB bằng RFOC
TS. Nguyễn Quang Nam
2013 – 2014, HK 2
http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php
nqnam@hcmut.edu.vn
Bài giảng 5 1
Giới thiệu
Điều khiển định hướng trường (FOC – Field-Oriented
Control) cho phép điều khiển độc lập mômen và từ thông
móc vòng trong các điều kiện quá độ.
FOC không đặt ra các yêu cầu phụ thuộc vào tốc độ và
tần số làm việc của động cơ.
Bài giảng 5 2
- Giới thiệu (tt)
Nhắc lại: động cơ DC có mômen tỷ lệ với từ thông kích từ
và dòng điện phần ứng.
Với động cơ KĐB, để có được đặc tính điều khiển như
động cơ DC thì góc lệch giữa vectơ từ thông từ hóa ψM và
vectơ dòng điện stato is phải được điều khiển sao cho:
Tạo ra từ thông từ hóa không đổi (isd không đổi)
Tạo ra mômen thay đổi thông qua isq.
Nói cách khác, vectơ dòng điện stato is được định hướng
theo vectơ từ thông từ hóa ψM.
Bài giảng 5 3
Nguyên tắc điều khiển mômen
Dựa vào mô hình định hướng theo từ thông rôto (bài
giảng 4), mômen được điều khiển bằng cách thay đổi dòng
điện isq ở điều kiện từ thông từ hóa đã cho.
Việc thay đổi isq phải được thực hiện thông qua thay đổi
tần số stato, với điều kiện
(ωs − ωm )ψ M = RR isq
Bài giảng 5 4
- Nguyên tắc điều khiển mômen (tt)
Do đó, cần có một bộ điều khiển dòng để tạo ra các
thành phần isd và isq cần thiết.
Việc hiện thực bộ điều khiển trong hệ quy chiếu quay sẽ
thuận lợi hơn.
Hệ tọa độ tham chiếu của bộ điều khiển (có góc quay
θM) phải thẳng hàng với hệ tọa độ dq đồng bộ (có góc
quay θcM).
Việc xác định θcM dẫn đến 2 phương pháp định hướng
trường: trực tiếp (DFOC) và gián tiếp (IFOC).
Bài giảng 5 5
Tính toán định hướng trường
DFOC ước lượng θcM thông qua vectơ từ thông từ hóa
hoặc điện áp. Việc này có thể được thực hiện thông qua
các cảm biến Hall, cuộn dây đo từ trường, hoặc một bộ
quan sát (phương pháp không dùng encoder).
IFOC dùng các cảm biến cơ học để xác định vị trí
(encoder vị trí/tuyệt đối) hoặc tốc độ của trục máy (máy
phát tốc hoặc encoder tương đối), từ đó xác định góc quay
của hệ tọa độ tham chiếu θcM.
Trong thực tế, có thể tồn tại sai lệch vị trí giữa hai hệ tọa
độ, và sai lệch này cần được cực tiểu hóa.
Bài giảng 5 6
- Cấu trúc bộ điều khiển
Mô hình định hướng trường tổng quát được dùng để
phát triển khái niệm bộ điều khiển tổng quát.
Bộ điều khiển tổng quát UFO
tính toán ra các giá trị cần thiết
của i*sd và i*sq, dựa vào yêu cầu
mômen T*e và từ thông ψ∗M.
Bộ tính toán CFO xác định
góc quay cần thiết của hệ tọa
độ θ*M, và ước lượng giá trị của
từ thông thực ψM.
Bài giảng 5 7
Cấu trúc của module UFO
Bài giảng 5 8
- IFOC với cảm biến tốc độ hoặc vị trí
Việc tính toán gián tiếp thông tin góc quay của hệ tọa độ
tham chiếu được dựa vào:
θ M = ∫ (ω sl + ωm )dt
* *
Với cảm biến tốc độ
Với cảm biến vị trí
Bài giảng 5 9
DFOC với cảm biến từ thông (Hall)
Bài giảng 5 10
- DFOC với cảm biến từ thông (Hall)
Sơ đồ khối thể hiện vòng điều khiển tốc độ, cùng với
các bộ điều khiển dòng điện để xác định hai thành phần
điện áp tương ứng. Mô hình bộ nghịch lưu và động cơ
không được thể hiện trong sơ đồ này.
Bài giảng 5 11
DFOC với cuộn dây đo từ thông
Bài giảng 5 12
- DFOC với cảm biến điện áp và dòng điện
Từ thông stato cũng có thể được xác định từ:
r
dψ s r r
= u s − Rs is
dt
Điện áp stato chứa nhiễu do chuyển mạch, và điện trở
stato thay đổi theo nhiệt độ là những yếu tố cần chú ý.
Bài giảng 5 13
DFOC với cảm biến dòng điện và tốc độ
Sự thay đổi của LM do bão hòa hay sai số đo đạc tốc độ
có thể ảnh hưởng đến độ lớn của từ thông ước lượng, đặc
biệt ở tần số trượt thấp.
Bài giảng 5 14
- Những giới hạn vận hành với RFOC
Bài giảng 5 15
RFOC với bộ nghịch lưu nguồn dòng
Bài giảng 5 16
- RFOC với bộ nghịch lưu nguồn áp (xem tài liệu)
Bài giảng 5 17
RFOC gián tiếp (nguồn: Texas Instruments)
Bài giảng 5 18
nguon tai.lieu . vn
