Xem mẫu
- Điều khiển máy điện
Sensorless Control
Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
- Giới thiệu
• Encoder có giá thành khá cao.
• Cần thêm một nguồn DC +/- 5V
• Tín hiệu encoder dễ bị nhiễu
Sensorless control
- Ước lượng tốc độ rotor từ các tín hiệu điện áp và dòng điện
(model based method)
- Điều chỉnh moment và từ thông ( >2-3Hz) rất tốt
- Sai số xác lập chỉ ngang bằng so với encoder phân giải tốt
- Chất lượng động không bằng điều khiển có cảm biến
- Khó điều khiển moment tại tần số/tốc độ thấp
Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
- Giới thiệu
• Tốc độ ωr chỉ chính xác khi
Rr được ước lượng chính xác
• Nói chung, độ chính xác cao
nhất đạt tới 4-8 vòng/phút, cho
dù Rr chính xác (nếu Rr không
được nhận dạng online thì sai
số có thể lên 10-20 vòng/phút)
• Tại tốc độ thấp ( 2-3Hz), Rs
phải được ước lượng chính xác
Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
- Giới thiệu
Xét mạch tương đương của
động cơ ở xác lập
Tốc độ càng thấp thì Vψ càng
nhỏ, và Vr >> Vψ Tại tốc độ thấp
ωeLs rất nhỏ
Nếu Rs không được chính xác
Vr sẽ không đúng. Vì thế Vψ
cũng không chính xác khó
ước lượng góc từ thông và
moment
Chất lượng của sensorless
control phụ thuộc vào việc giải
quyết vấn đề ở tốc độ thấp
Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
- Ước lượng dùng phương trình định
hướng trường rotor
Chứng minh? Định hướng trường
Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
- Ước lượng dùng phương trình định
hướng trường rotor
Giả sử động cơ hoạt động dưới tốc độ đồng bộ imrd = ids
Để định hướng trường, cho các giá trị lệnh bằng vsd và vsq, dψrd/dt = 0
và ψrq = 0
Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
- Ước lượng dùng phương trình định
hướng trường rotor
ωe là giá trị cần đưa vào
động cơ, vì vậy nếu ˆ sl
chính xác thì ˆ r e ˆ sl
cũng chính xác
Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
- Ước lượng dùng phương trình định
hướng trường rotor
ωe được tính từ bộ điều
khiển dòng isq
(Nếu cần tăng moment thì
ωe phải tăng để tạo thêm
moment)
isq được dùng để tính ˆ sl
isd được dùng để điều khiển
vsd
Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
- Ước lượng dùng phương trình định
hướng trường rotor
ˆ r và ˆ sl phụ thuộc vào độ
chính xác của các thông số
trong các phương trình điện áp
X và Y phụ thuộc vào Rs
đưa đến vấn đề tốc độ thấp
có giá trị lớn khi
moment thay đổi nhanh σLs
không chính xác định hướng
trường kém
Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
- Ước lượng độc lập với định hướng
trường
Nếu hệ qui chiếu quay với tốc độ zero (hệ qui
chiếu gắn với stator)
Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
- Ước lượng độc lập với định hướng
trường
is được đo bởi ADC
vs lấy từ bộ phát PWM Sơ đồ bộ điều khiển định hướng
trường trực tiếp
Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
- Ước lượng độc lập với định hướng
trường
Có thể dùng hay không dùng cảm
biến
Việc tính λ phụ thuộc vào Rs:
-Tại tốc độ thấp, λ và định hướng trường
có thế không tốt
-Cho dù dùng encoder, bộ điều khiển có
thể không khởi động được (cần thêm 1
lượng boost voltage vào giá trị lệnh vsd*)
Tại tốc độ trên 1 hay 2Hz, định
hướng trường tốt như điều khiển
gián tiếp
Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
- Các phương pháp ước lượng tốc độ
• Tính độ trượt
• Tổng hợp trực tiếp từ các phương trình trạng
thái
• MRAS Model reference adaptive system
• Speed adaptive flux observer
• Bộ lọc Kalman mở rộng EKF
Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
- Ước lượng bằng pp MRAS
Từ thông được tính từ các
phương trình stator và rotor, sau
đó so sánh với nhau để tạo
thành vector sai số (điều khiển Voltage Model
để sai số về 0)
Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
- Ước lượng bằng pp MRAS
Cho ωe = 0
Ref: IMeq.pdf
Current Model
Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
- Ước lượng bằng pp MRAS
Hai vector từ thông
phải bằng nhau
Nếu chưa bằng thì ˆ r
được điều chỉnh
cho tới khi sai số
bằng 0
Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
- Ước lượng bằng pp MRAS
Chuyển hệ qui chiếu (HQC)
stator αβ sang HQC rotor αβ:
isαβ(stator) = isαβ(rotor).e-jθr
θr là vị trí của rotor (góc giữa HQC
tĩnh và HQC rotor)
Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
- Ước lượng bằng pp MRAS
High-pass filter: dùng để loại bỏ thành
phần DC tạo bởi khâu tích phân, tần số cắt
khoảng 1Hz
Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
- Ước lượng bằng pp MRAS
ˆ r phụ thuộc vào tr (và Rs qua ˆ r )
V
, nhưng không phụ thuộc
tốt ở tốc độ trên 1Hz
Nếu Rs chính xác, có thể điều
khiển tốt xuống tới 0Hz đặc biệt
nếu không tải
Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
- Ước lượng bằng MRAS
Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện
nguon tai.lieu . vn
