Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện Hệ thống điều khiển số -Giới thiệu về điều khiển vector -Giới thiệu RFOC Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện Ôn tập (1) Chứng minh các công thức tính moment sau là tương đương: Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện )cos(2 tVv a   ) 3 2 cos(2    tVv b Một động cơ không đồng bộ có các tham số sau (đã qui đổi về stator): Rs=10 ohm; Rr=6,3 ohm ; L γs =L γr =0,04H ; L m =0,4H. Máy vận hành ở 1425 vòng/phút và được cung cấp bởi nguồn 380V/50Hz. Máy có 4 cực, nối Y và vận hành ở xác lập. Máy được cấp nguồn, dạng hình sin, điện áp pha quy định bởi: ) 3 4 cos(2    tVv c Viết điện áp pha stator thành phần trục alpha-beta và điện áp pha vector không gian trong hệ quy chiếu tĩnh. Tính dòng điện stator vector không gian và các thành phần alpha-beta trên hệ tọa độ alpha-beta. Ôn tập (2) Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện Giới thiệu Điều khiển V/f thích hợp cho các ứng dụng mà không đòi hỏi sự đáp ứng nhanh về moment, từ trường hay tốc độ. Một số ứng dụng đòi hỏi phải có đáp ứng quá độ nhanh, do đó hệ thống điều khiển V/f không thích hợp. Trước đây do sự hạn chế về kỹ thuật và thiết bị, hệ thống dùng động cơ DC được sử dụng Với sự phát triển về thiết bị và lý thuyết điều khiển vector hiện nay, động cơ kđb được sử dụng để thay thế động cơ DC cho các ứng dụng đòi hỏi đáp ứng nhanh. Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện Giới thiệu –Mô hình ĐCKĐB ở trạng thái xác lập bỏ qua sự quá độ khi thay đổi tải và thay đổi tần số stator. Những đại lượng này sẽ tăng rất nhanh đối với ứng dụng truyền động có tốc độ thay đổi. –Với những ứng dụng có moment thay đổi nhanh, điều khiển V/f hay nối nguồn trực tiếp sẽ không cho chất lượng tốt. Khi đó cần thiết phải biết tốc độ hay từ thông và bộ điều khiển có chất lượng cao  điều khiển vector Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện Điều khiển định hướng trường (FOC) • Điều khiển định hướng trường (FOC) hay điều khiển vector là phương pháp điều khiển dùng cho động cơ kđb 3 pha, trong đó moment tạo ra và các thành phần từ hóa của từ thông stator được điều khiển độc lập • Mô phỏng theo hoạt động của động cơ DC • FOC cần các thông tin về: dòng điện, điện áp, từ thông và tốc độ của động cơ. Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện Ứng dụng Thích hợp cho tất cả các ứng dụng trước đây sử dụng động cơ DC -Các hệ thống servo điều khiển tốc độ hay vị trí, các máy công cụ và trục nâng, cần trục,… Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện So sánh điều khiển vector và V/f Điều khiển vector có đáp ứng tốt hơn, chính xác hơn, đặc biệt ở vùng tốc độ thấp Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện Nguyên lý điều khiển Vector Các đại lượng vô hướng (u, i, từ thông) được chuyển thành dạng vector không gian tương ứng. Bằng cách điều khiển riêng biệt các thành phần dòng điện d-q sẽ gián tiếp điều khiển được từ thông và moment. Trong bộ điều khiển, hai phép biến đổi ngược được thực hiện: 1) Từ hệ qui chiếu d-q về α-β; 2) Từ d * -q * về a * , b * , c * . [...]... tạo ra moment Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện Các pp điều khiển động cơ Điều khiển vô hướng Hệ thống điều khiển số Điều khiển vector Bộ môn Thiết bị điện Sơ đồ điều khiển FOC  +  PID Iq + Id + r   PID PID Vq Inverse Park Vα d,q Vd Vβ α, β Field Weakening Controller PWM1 PWM2 PWM3 PWM4 PWM5 PWM6 3Phase Inverter θr Iq Iα d,q Id ia α, β α, β Park T Speed Calculator Space Vector PWM Iβ... đưa về trạng thái như động cơ DC kích từ độc lập Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện Điều khiển vector hay định hướng trường • Với điều khiển vector: – ids (induction motor)  If (dc motor) – iqs (induction motor)  Ia (dc motor) – Momen cho bởi công thức sau: Te   K t r iqs  K t'ids iqs  – Trong đó  r   r , là giá trị đỉnh của biến vector không gian từ thông Hệ thống điều khiển số Bộ... ψr Moment T = k(is x ψr) = k ψr isq Hệ tọa độ quay dq Động cơ DC: T = k(ia x ψf) = k iaψf Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện Vector và Moment -Thành phần isd là thành phần tạo ra từ thông -Thành phần isq gọi là dòng moment của động cơ kđb Khi ψr nằm trên trục d, người ta nói hệ thống được định hướng trường Hệ tọa độ quay dq => Ψr = Ψrd Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện Qui đổi sang.. .Vector - Phasor Space vector (vector không gian): chiều dài đặc trưng cho biên độ, hướng chỉ vị trí trong không gian của mmf hay từ trường gây bởi điện áp (dòng điện) trong cuộn dây Phasor (vector pha) dùng để đặc trưng cho sự sai lệch góc pha của các tín hiệu dạng sin Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện Điều khiển vector hay định hướng trường Động cơ không đồng bộ có thể được điều khiển. .. Inverter θr Iq Iα d,q Id ia α, β α, β Park T Speed Calculator Space Vector PWM Iβ ib ic† a,b,c Clarke T θr †: ia + ib + ic = 0 Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện Nguyên lý điều khiển vector Bài tập: Viết các phương trình chuyển đổi trong sơ đồ trên Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện ... Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện Vector và Moment Vector rotor từ thông rotor ψr: -Tương đương với ψf của động cơ DC -Quay với tốc độ wsl so với rotor -Quay với tốc độ wr + wsl = we so với stator Cả is và ψr đều quay với tốc độ we Khi xác lập, 2 vector này lệch nhau một góc θ hằng số Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện Vector và Moment Vector dòng stator is có thể được phân thành... Ψr = Ψrd Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện Qui đổi sang 2 pha Việc qui đổi nhằm làm đơn giản hóa việc phân tích và điều khiển Dòng is (màu đen) và từ thông ψr (màu xanh) trong hệ tọa độ tĩnh αβ Hệ thống điều khiển số Dòng is (màu đen) và từ thông ψr (màu xanh) trong hệ tọa độ quay dq Bộ môn Thiết bị điện Qui đổi sang 2 pha Nếu từ thông ψr trùng với trục d • Từ thông rotor ψr = ψrd • Thành . Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện Hệ thống điều khiển số -Giới thiệu về điều khiển vector -Giới thiệu RFOC Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện Ôn. tạo ra moment Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện Các pp điều khiển động cơ Điều khiển vô hướng Điều khiển vector Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện Sơ đồ điều khiển FOC  PID α,. DC -Các hệ thống servo điều khiển tốc độ hay vị trí, các máy công cụ và trục nâng, cần trục,… Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện Hệ thống điều khiển số Bộ môn Thiết bị điện So sánh điều khiển