Luận văn:Điều khiển sensorless động cơ không đồng bộ ba pha

HUTECH
 tài:
IU KHIN SENSORLESS
NG C KHÔNG NG B BA PHA
HVTH: HUNH VIT TH
GVHD: PGS.TS LÊ MINH PHNG
HUTECH
• Tìm hiu phng pháp điu khin Sensorless
đng c không đng b ba pha.
• So sánh hai phng pháp điu khin Foc và
Sensorless
1/44
HUTECH
1. Tng quan
2. Mô hình toán ng c không đng b
3. Các phng pháp điu khin
4. iu khin Sensorless
5. Mô phng
6. Kt lun và hng phát trin
2/44
HUTECH
ng c không đng b (CKB) đc s
dng rng rãi trong sn xut và đi sng.
Các phng pháp điu khin tc đ CKB
đc phân thành 3 nhóm:
 iu khin vô hng.
 iu khin vecto.
 iu khin trc tip moment.
3/44
HUTECH
2.1 Phng trình trng thái ca CKB

2.1.1  ch đ xác lp:
4/44
0
s ss s s
s
r sr
s ss mr
r rr ms
U RI j
R
Ij
s
LI L I
LI L I
ω
ω

= +Ψ


= +Ψ



Ψ= +

Ψ= +


&& &

&&
& &&
& &&
(3)
(1)
(2)
(4)
HUTECH
2.1.2 Trên h ta đ stator:
5/44
0
s
ss
s
ss
s
s
ss
r
r
r
r
ss s
s
sr
sm
ss s
r
sr
mr

d
u Ri
dt
d
Ri j
dt
iL iL
iL iL
ω

Ψ
= +



Ψ

= + −Ψ


Ψ= +


Ψ= +


(5)
(6)
(7)
(8)

HUTECH
2.1.3 Trên h ta đ t thông rotor:
6/44
0
f
ff f
s
r
ss
ss
f
ff
r
r
r
rr
ff f
s
sr
sm
ff f
r
sr
mr
d
u Ri j
dt
d
Ri j
dt

iL iL
iL iL
ω
ω

Ψ
= + +Ψ



Ψ

= + −Ψ


Ψ= +


Ψ= +


(9)
(10 )
(11)
(12 )
HUTECH
2.2 Mô hình CKB trên h ta đ stator:
7/44
''
''

'
''
'
''
11 1 1 1
11 1 1 1
11
11
s
s r rs
sr r r s
s
s r rs
sr r r s
r
s rr
rr
r
s rr
rr
di
iu
dt T T T T L
di
iu
dt T T T T L
d
i
dt T T
d

i
dt T T
α
α α βα
β
β α ββ
α
α αβ
β
β βα
σσ σ
ω
σσ σ σ σ
σσ σ
ω
σσ σ σ σ
ω
ω

−− −
=− + + Ψ+ Ψ+



−− −
=− + − Ψ+ Ψ+


Ψ
= − Ψ −Ψ

Ψ
= − Ψ +Ψ
(13)
(14 )
(15 )
(16 )
HUTECH
2.3 Mô hình CKB trên h ta đ t thông rotor:
8/44
( )
( )
''
''
'
''
'
''
11 1 1 1
11 1 1 1
11
11
sd
sd s sq rd rq sd
sr r s
sq
s s sd rq rd sq
sr r s
rd
sd r s rq
rr

rq
sq rq s rd
rr
di
ii u
dt T T T L
di
ii u
dt T T T L
d
i
dt T T
d
i
dt T T
β
α
σ σσ
ωω
σσ σ σ σ
σ σσ
ωω
σσ σ σ σ
ωω
ωω

− −−
=− + + + Ψ+ Ψ+




− −−
=− + − + Ψ+ Ψ+


Ψ
= − Ψ+ − Ψ
Ψ
= − Ψ− − Ψ
(17 )
(18 )
(19 )
(20)
HUTECH
3.1 Phng pháp điu khin vô hng:
- iu chnh bng cách thay đi đin tr ph
- iu chnh bng cách thay đi đin áp stator
- iu chnh bng cách thay đi s đôi cc
- iu chnh bng cách thay đi tn s
9/44
HUTECH
3.2 Phng pháp điu khin vecto:
(iu khin đnh hng t thông FOC)
Nguyên lý điu khin: điu khin tách ri t
thông và momen tng t nh đng c DC kích
t đc lp.
10/44
1
3
2

m
rd sd
r
m
e rd sq
r
L
i
pT
L
Tp i
L
Ψ=
+
= Ψ
(21)
(22)
HUTECH
11/44
Hình 1: S đ khi c bn ca phng pháp FOC
HUTECH
Có 2 phng pháp điu khin vecto:
- iu khin trc tip: có đc bng cách đo t
thông khe h không khí hoc bng cách c
lng t thông.
- iu khin gián tip: đc tính toán da trên
vn tc trt và thông tin v vn tc đng c
12/44
r
θ

r
θ
*
sl
ω
HUTECH
13/44
Hình 2: S đ khi điu khin vecto trc tip
HUTECH
14/44
Hình 3: S đ khi điu khin vecto gián tip
HUTECH
3.3 Phng pháp điu khin trc tip momen (DTC):
Nguyên lý điu khin: da trên sai s ca các giá
tr đt và giá tr c lng, thông qua các tín hiu
điu khin đóng ct các khóa công sut nhm mc
đích gim sai s momen và t thông trong phm vi
cho phép đc xác đnh trc.
15/44
HUTECH
16/44
Hình 4: S đ h thng điu khin trc tip momen (DTC)
HUTECH
iu khin Sensorless là mt dng đc bit
ca phng pháp FOC không có hi tip tc đ.
Tc đ s đc c lng bng các phng
pháp sau:
- Tính toán đ trt
- Tng hp trc tip t các phng trình trng thái
-

H thng mô hình đáp ng s tham chiu – MRAS
- Quan sát tc đ đáp ng t thông
- B lc m rng Kalman
- a tín hiu ph vào rotor cc li
17/44
HUTECH
H thng mô hình đáp ng s tham chiu - MARS
Nguyên lý: ngõ ra ca mô hình tham chiu
đc so sánh vi ngõ ra ca mô hình có th
điu chnh đc hay mô hình đáp ng cho đn
khi sai s mô hình tin ti 0
 trng thái n đnh:
hay: ;
18/44
''ss ss
rr rr
XY
αβ βα
ε ψψ
= − =Ψ −Ψ
' s
rr
s
αα
=ΨΨ
'ss
rr
ββ
=ΨΨ
0

ε
=
(23)
HUTECH
19/44
IM
0
0
s
s ss
s
s
ss
s
s
d iu
R
iu
R
d
α αα
ββ
β

Ψ
−
  

=+


  


−
Ψ

  

''
''
1
1
1
s s ss
r dr s s
r
m
rr
s s ss
r qr s s
r
d ii
T
L
TT
d ii
T
α αα
β ββ
ω

ω


   
−−
ΨΨ


   

= ++

   


   
−
ΨΨ

   


I
P
K
K
S
+
X
X

X
−
Y
+
s
s
α
Ψ
ω
,
ss
ss
ii
αβ
,
ss
ss
uu
αβ
s
s
β
Ψ
's
s
α
Ψ
's
s
β

Ψ
Mô hình đáp ng
Phng trình roto
Mô hình tham chiu
Phng trình stato
c lng tc đ
Thut toán đáp ng
Hình 5: S c lng tc đ bng mô hình đáp ng s tham chiu
HUTECH
20/44
Hình 6: Khi mô phng c lng tc đ
HUTECH
21/44
Hình 7: Khi mô hình c lng tc đ
HUTECH
22/44
Hình 8: Khi mô hình đáp ng
HUTECH
5.1 Mô phng CKB ba pha trên 3 h ta đ:
5.1.1 S đ mô phng:
23/44
Hình 9: S đ mô phng CKB trên 3 h ta đ
HUTECH
5.1.2 Thông s đng c:
- Pn=7500 W; Isn=16.5 A; Imax=50 A;
- Vn=380 v;
- wrn=1421*np*2*pi/60 rad/s;
- Crn=50.4 Nm; Pmecc=260 w;
- Rs=0.728; Rr=0.706;
- Ls=0.0996;

- Lr=Ls; Lm=0.0969; Lds=Ls-Lm; Ldr=Lr-Lm;
- np=2; p=np; ms=3;
- J=0.062;
24/44