Đồ án nghiên cứu hai thuật toán điều chế độ rộng xung kinh điển là điều chế vector không gian SVM và điều chế độ rộng xung sinPWM

Lời nói đầu
Điều khiển vector động cơ khơng đồng bộ 3 pha đã và đang là giải pháp hàng đầu trong
các hệ thống truyền động điện hiện đại ngày nay. Nó dần thay thế các hệ truyền động
dùng động cơ DC với giá thành cao và độ tin cậy thấp. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ
của công nghệ bán dẫn và kỹ thuật vi xử l{ đặc biệt là sự ra đời của máy tính số với tốc
đọ xử lý cao, việc thực hiện các hệ thống điều khiển sử dụng lý thuyết vector trở nên dễ
dàng tạo bước nhảy vọt về kỹ thuật điều khiển động cơ.
Động cơ khơng đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc với những ưu điểm như giá thành thấp,
khơng cần bảo trì thường xuyên, khả năng làm việc cao là lựa chọn tốt nhất để ứng dụng
điều khiển vector trong các hệ truyền động công nghiệp. Điều khiển vector theo nguyên
l{ định hướng trường xác định điều kiện để điều khiển độc lập từ thông và moment
cũng như điều khiển moment tối ưu trong cả 2 trạng thái quá độ và xác lập.
Phần mềm Simulink/Matlab được sử dụng để mô phỏng, khảo sát và phân tích đáp ứng
của hệ thống điều khiển có tham số khơng đổi. Nó cho kết quả phù hợp với lý thuyết và
thực tiễn.
Đồ án chuyên ngành đi sâu vào nghiên cứu hai thuật toán điều chế độ rộng xung kinh
điển là điều chế vector không gian SVM và điều chế độ rộng xung sinPWM,áp dụng cho
phương pháp điều khiển vector tựa từ thông Field Oriented Control-FOC.
Được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo TS.Nguyễn Quang Địch-Bộ mơn
TĐHXNCN,trường đại học Bách Khoa Hà Nội,em đã hoàn thành xong đề tài với yêu cầu
tối thiểu nhất tuy còn khá nhiều sơ suất.Chúng em xin cân thành cảm ơn!
Sinh viên
Nguyễn Đức Phong
Nguyễn Cao Thế
Nguyễn Văn Ninh


Chương 1:Lý thuyết điều khiển vector FOC
1.Xây dựng phương trình toán học của động cơ trên hệ tọa độ vector khơng
gian.
a.Mơ hình động cơ khơng đồng bộ ba trên hệ tọa độ vector:

Để dễ theo dõi ta kí hiệu:
Chỉ số trên

s: xét trong hệ toạ độ stato (toạ độ ,)
f: trong toạ độ trường (field) từ thông rôto (toạ độ dq)
r: toạ độ gắn với trục rôto.

Chỉ số dưới

s: đại lượng mạch stato
r: đại lượng mạch rơto

Phương trình mơmen :
mM = .pp.(ψr^is)= .p.(ψr^ir)
Phương trình chuyển động:
mM = mc.

.


Phương trình điện áp cho ba pha cuộn dây stato:
usa(t)= Rsisa(t)+
usb(t)= Rsisb(t)+
usc(t)= Rsisc(t)+
Tương tự như vecto dịng điện ta có vecto điện áp:
us(t) = [usa(t)+ usb(t)ej120+usc(t)ej240]
Sử dụng khái niệm vecto tổng ta nhận được phương trình vecto:
= Rs . +
Trong đó

, ,

là các vecto điện áp, dịng điện, từ thơng stato.

Đối với mạch rotor ta cũng có phương trình như trên, chỉ khác là do cấu tạo các lồng
sóc ngắn mạch nên ta có ur=0 (quan sát trên toạ độ gắn với trục rơto).
Từ thơng stato và rơto được tính như sau:
0= Rr.

+

s = isLs+irLm
r = isLm+irLr
r = isLm+irLr
Trong đó Ls : điện cảm stato Ls = Ls+ Lm (Lós : điện cảm tiêu tán phía stato)
Lr : điện cảm rơto Lr = Lr+ Lm (Lór : điện cảm tiêu tán phía rơto)
Ls : hỗ cảm giữa rơto và stato
(Phương trình từ thơng khơng cần đến chỉ số hệ toạ độ vì các cuộn dây stato và rơto
có cấu tạo đối xứng nên điện cảm không đổi trong mọi hệ toạ độ).
b.Mơ hình động cơ trên hệ tọa độ quay dq
Trước tiên,để có được hệ thống mơ hình động cơ khơng đồng bộ quay trên hệ tọa độ
quay dq,hay cịn gọi là hệ tọa độ quay dq,ta có tính tốn và thiết lập một hệ tọa độ trực
chuẩn,gọi là hệ tọa độ trực chuẩn

.


Ta coi vector us được quay với tốc độ

trong hệ tọa độ trực chuẩn

đó ta có các mơ tả của động cơ trên hệ tọa độ

cố định.Khi

như sau:

U s (t )  U as (t )
U s (t ) 

1
U bs (t )  U cs (t )
3


d s
U s  Rsis 
dt

 s
d s


U s  Rsis 
 s
dt


;


 '
'
U '  R ' i '  d r  p  '  r
r r
p
r 
 r
dt
'

 r
'

d r 
 '
' '


 p p r' 
U
R
i
r
r
r



dt

Momen điện từ:

M

 Lsis  Lmir' 
 Lsis  Lmir' 
 L'r ir'  Lmis
 L'r ir'   Lmis

3 pp
3 pp
Lm (ir'  is  ir'  is ) 
( s is  s is )
2
2
(1.1)

Từ mơ hình động cơ trên hệ tọa độ

,ta tưởng tượng ra một hệ tọa độ dq chung

gốc,sao cho,trục d trùng và quay đồng bộ với vector từ thơng
và góc pha là

của rotor với tốc độ là

,trong khi đó trục của rotor của động cơ quay với tốc độ góc là

,với

góc pha là ,và trục q là trục vng góc với trục d.Như vậy,khi ta coi hệ tọa độ quay dq
có vector từ thơng

trùng với trục thực d,thì ta có một hệ tọa độ quay đồng bộ với

các vector dịng is,áp us và từ thơng

…các vector này và hệ tọa độ quay dq quay với


cùng tốc độ góc là

Như vậy,với mọi vector quay trong hệ tọa độ trực chuẩn,ta đều có

thể phân tích được nó ra thành hai thành phần trên hệ tọa độ dq với hai thành phần d
và jq,ví dụ như vector dịng điện is,như sau:

Từ đó ta xây dựng được mối quan hệ với vector is trên cả hai hệ trục tọa độ như sau:
=

sin +

cos

=

cos -

sin

Tương tự với các thành phần vector us,

,ir,

….

2.Ý tưởng điều khiển vector tựa từ thông FOC
Ta có phương trình cân bằng điện áp của rotor,xét trên hệ tọa quay dq.

d rsf
0R i 
 j r rf
dt
f
r r

Ta xét riêng trên hai trục tọa độ quay dq:


d rd
  r rq
dt
d rq
0  Rr irq 
  r rd
dt
Từ công thức r = Lrir + Lmis, cũng xét trên hai trục tọa độ,ta có:
0  Rr ird 

ird 
irq 

 rd  Lm isd
Lr

 rq  Lm isq
Lr

Thay vào hệ phương trình phía trên,ta có được:

d rd Rr
L
  rd  m Rr I sd   r rq  0
dt
Lr
Lr
d rq
dt



L
Rr
 rq  m Rr I sq   r dq  0
Lr
Lr

Do ta đang xét trên hệ tọa độ dq,nên các thành phần trục q là

=0,và

=

Ta biến đổi được:

r 
Tr

Lm i sq
Tr r

d r
  r  Lm i sd
dt

Trong đó Tr=
Biến đổi laplace phương trình thứ hai,của hệ phương trình mới có,ta có được:

=
Lại có,sử dụng phương trình momen điện từ của động cơ (1.1),xét trên hệ tọa độ dq,ta
có được:


M=
Vậy,ta có hệ phương trình quan trọng sau:

=
M=

Như vậy nhìn vào mối quan hệ giữa từ thơng,momen điện từ,dịng isd và isq,ta có nhận
xét như sau,với động cơ điện một chiều kích từ độc lập thì momen quay của ĐCMC
được điều khiển bởi dịng phần ứng : mm=k1. M.iM.Từ thơng của ĐCMC được điều
khiển bởi dịng kích từ M=k2.ikt.Như vậy việc điều khiển ĐCMC là việc điều khiển hai
thành phần dịng kích từ và dịng phần ứng là ta có thể điều khiển được từ thông và
momen quay của ĐCMC kích từ độc lập.
Ở hệ phương trình trên,ta có được sự tương quan giữa từ thông rotor
và momen
điện từ M của động cơ không đồng bộ (ĐCXC) được điều khiển bởi hai thành phần isd và
isq,như vậy coi như việc điều khiển từ thông rotor và điều khiển momen điện từ của
động cơ là độc lập và nếu xét trên hệ tọa độ dq,thì đó là hai thành phần dịng điện một
chiều.Vậy việc điều khiển gần như độc lập hai thành phần dòng isd và isq để điều khiển
tốc độ ĐCXC trên hệ tọa độ vector quay dq được gọi là phương pháp điều khiển vector
FOC-Field Oriented Control.
Việc thực hiện phương pháp điều khiển này trên thực tế là nền tảng vi xử l{ và biến
tần.Vậy trong bài báo cáo này,ta tập trung xây dựng cấu trúc điều khiển tốc độ ĐCXC
trên cơ sở đi sâu vào thuật toán điều chế vector không gian SVM và điều chế độ rộng
xung sinPWM.Từ các phương trình cơ bản đã xây dựng ở trên,và dựa vào l{ thuyết,ta có
cấu trúc đơn giản nhất của hệ truyền động ĐCKĐB rotor lồng sóc điều khiển FOC như
sau.


Chương 2:Phương pháp điều chế vector không gian SVM
2.1 Điều khiển động cơ trên cơ sở phương pháp điều chế vector không gian
Trong thực tế,việc điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha sử dụng biến tần dùng van
bán dẫn.Thông thường các đôi van được vi xử l{ điều khiển sao cho điện áp xoay chiều
ba pha với biên độ cho trước,với tần số cho trước cũng như góc pha cho trước.Biến tần
được nuôi bởi điện áp một chiều Umc,với đối tượng hoạt động ở đây là hoạt động theo
kiểu cắt xung với tần số cao.Các van bán dẫn ở đây được dùng là loại van IGBT

Mỗi pha của động có thể nhận một trong hai trạng thái:1 (nối + của Umc) hoặc 0 (nối –
của Umc).Do có 3 pha(3 cặp bán dẫn) nên sẽ tồn tại 2^3 là 8 khả năng nối pha của động
cơ với nguồn 1 chiều như bảng dưới đây.Trong đó vector U0 là vector được tạo ra khi ba
cuộn dây đều nối – của nguồn 1 chiều,U7 là khi ba cuộn dây đều nối + của nguồn 1 chiều.


Bảng 3.1
Như vậy tất cả các trường hợp có thể có của 3 pha vector được nối với nguồn một chiều
ta tạo ra được 8 vector điện áp cơ bản u0,u1,…..,u7.Và 8 vector cơ bản này được thể hiện
trên mặt phẳng tọa độ như sau:

Hình 3.1:Tám vector chuẩn tạo ra bởi các vặp van bán dẫn.

Ta xét trường hợp đơn giản như sau,xét vector u4 được tạo ra


Như vậy khi nhìn vào bố trí hình học của việc tạo ra điện áp u4 như trên,ta thấy
Usu=-2Umc/3
Usv=Usw=Umc/3
Tương tự như các trường hợp khác,thì mọi vector điện áp được tạo ra có giá trị lớn nhất
có thể là 2Umc/3.

2.2.Nguyên lý của phương pháp điêu chế vector không gian.
Giả sử ta cần thực hiện một vector Us như hình dưới đây:


Vector Us trên là vector nằm ở góc phần tư thứ nhất và ở sector S1,vector này được tạo
bởi 2 vector thành phần là ul và ur tựa theo hướng chuẩn của hai vector chuẩn u1 và
u2.Như ta đã biết,bản chất của nguyên tắc điều chế vector không gian là tính thời gian
đóng ngăt các van bán dẫn của hệ thống IGBT để tạo ra điện áp us mong muốn không

vượt quá được điện áp cực đại 2/3Umc.Do vậy ta có cơng thức:

|usmax|=|u1|=…………..=|u6|=2/3Umc
Gọi thời gian trích mẫu là T,ta có những nhận xét sau:
+us là tổng của 2 vector biên ul và ur :us=ul+ur
+Hai vector biên được tính theo cơng thức:

Tl =

T và Tr=

T

Trong đó T là chu kz điều rộng xung PWM
Như đã nói ở phần trước,việc thực hiện nguyên l{ điều chế vector không gian về mặt
bản chất đó là ta đi tính tốn thời gian đóng ngắt hệ thống các van bán dẫn trong hệ
thống 6 van nghịch lưu để tạo ra điện áp us mong muốn dựa trên điện áp một chiều cấp
vào,vậy công việc ở đây là ta đang đi tìm thời gian thực hiện 2 vector biên để tạo ra
vector điện áp mong muốn.
Trong phần trước,ta đã có được mẫu xung kích thích cho 2 vector u1 va u2 ,vấn đề bây
giờ là ta cần tính được Tl và Tr.
Với một vector us được thực hiện bởi hai vector ul và ur cho trước và chu kz điều rộng
xung PWM là T,ta ln có:

Us=ul+ur+u0= u1+ u2+

u0

Nhìn biểu thức trên ta thấy trong đó có xuất hiện thành phần u0 và thành phần dôi ra
trong khoảng thời gian T,bản chất của vấn đề đó là khoảng thời gian

T-(Tl+Tr) đó là việc thực hiện hai vector đó là sự chuyển mạch của các hệ thống van bán
dẫn để tạo ra điện áp mong muốn,thời gian thực hiện việc đó được thực hiện thơng qua
một động tác bắt buộc,đó là trạng thái trung gian dành cho vector u0 và vector u7.Việc
thực hiện vector u0 và vector u7 là một vấn đề được xét đến sao cho việc thực hiện một


chuỗi các hoạt động đóng mở đó phải đạt yêu cầu là trạng thái chuyển mạch phải ít
nhất.Ví dụ:

Từ đó có thể nhận ra được thứ tự thực hiện các vector để tạo ra vector us tùy vào việc
xuất hiện trạng thái cuối cùng là u0 hay u7 trên đó là:

u1->u2->u7 hoặc u0->u1->u2
Khi đó trình tự thời gian đóng ngắt sẽ là:

Xét tương tự cho các trường hợp còn lại cho các sector S2,S3,…..,S6

2.3.Cách tính và thực hiện thời gian đóng ngắt các van bán dẫn
Bây giờ ta đi tìm cơng thức tính tốn vector Us dựa vào các dữ liệu đã cho,cụ thể ở đây
là các vector
,
,
,
và các đại lượng dịng pha cho trước.Ta có


Xét riêng trường hợp vector us được biểu thị như hình trên,gọi hình chiếu của vector us
lần lượt lên hai trục chuẩn là
, ,khi đó hai vector biên ul và ur được xác định bởi:
Ul=

cos( )=

Ur=

-

tg( )=

√

-

√

Do các sector trong mặt phẳng chuẩn chia nhau ra thành 6 sector với góc pha là ,nên ta
dễ dàng có cơng thức trên.Tương tự hồn tồn với các sector cịn lại,ta có được công
thức tổng quát của vector us phụ thuộc vào hai thành phần
,
là:

|ur|=|usα|-

√

, |ul|=2

√

Dựa trên các kết quả tính tốn và nghiên cứu ta có được mối quan hệ giữa sự tồn tại của

vector us với các thành phần vector đơn vị,từ vị trí của vector us cho trước,dựa vào vị trí
tồn tại trong khơng gian vector,trên sector nào và góc phần tư nào,ta có thể tính được
thành phần biên ul và ur cho vector us,từ đó mà ta tính được thời gian tồn tại của hai
thành phần đó và quay ngược lại tính được thời gian đóng ngắt các van bán dẫn cần
thiết.Dưới đây là bảng modul của các vector biên liên hệ với các thành phần usα và usβ


2.4.Đánh giá ưu nhược điểm của phương pháp điều chế vector khơng gian.
1.Ưu điểm.
Việc sử dụng thuật tốn điều chế vector không gian SVM để điều chế được vector Us
điều khiển tốc độ động cơ là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhờ thuật tốn tối
ưu.Như đã nói ở trên,ta có thể điều chế được vector Us bất kz có bán kính là 2Umc/3
qt tồn bộ trong vịng trịn chia bởi 6 sector u0,u1,….,u7 ,như thế việc điều chế điện áp
và điều khiển động cơ sẽ ít độ giật và việc điều khiển trở nên dễ dàng hơn.
2.Nhược điểm.
Nhìn sơ qua về mặt lý thuyết và thuật tốn thì việc dử dụng phương pháp điều chế
SVM,việc thực hiện vector Us trên mặt phẳng chia bởi 6 sector,phục vụ cho việc điều
khiển động cơ là hồn tồn có thể.Như thế có nghĩa là,trên vịng trịn tạo bởi 6 sector
đó,ta có thể tạo ra vector điện áp Us với giá trị biên độ và góc pha bất kz.


Tuy nhiên,cơng việc khơng chỉ dừng lại ở đó,việc áp dụng thuật tốn SVM cịn có nhược
điểm,đó là ta thực hiện vector Us bằng việc ta thưc hiện hai vector biên Ul và Ur,thay vì
thực hiện hai vector biên thì ta tính tốn thời gian tồn tại cho hai vector chuẩn tương
ứng trong sector phù hợp.
Về mặt tốn học,ta khơng thể tổng hợp vector Us có độ lớn vượt quá 2/3Umc nhờ vào
việc tính tốn.
Thêm nữa,với việc thực hiện một loạt các phương trình tốn học và đồng thời xử lý một
khối lượng tính tốn nhiều như trê,thì phương pháp này khơng được lợi về mặt kinh
tế,vì nó khiến cho thời gian tính tốn trở lên lâu hơn so với phương pháp sinPWM đã

nói ở trên.


Chương 3:Thiết kế bộ điều khiển
Động cơ không đồng bộ ba pha có rotor lồng sóc được điều khiển bằng phương pháp
điều khiển vector RFOC được thiết kế bởi hai mạch vịng điều khiển,mạch vịng ngồi
cùng là mạch vịng điều khiển tốc độ,mạch vòng trong cùng là mạch vòng dòng điện với
2 mạch vịng nhỏ,đó là mạch vịng điều khiển dòng điện isd và mạch vòng điều khiển
isq,tương tự như động cơ một chiều,2 dịng điện này đóng vai trị là dịng kích từ và
dịng phần ứng.Vịng ngồi cùng là vịng điều khiển tốc độ,mạch vịng này có thời gian
trễ lớn hơn rất nhiều so với 2 mạch vịng phía trong.Cụ thể ta sẽ xét trong mục sau đây.

3.1.Cấu trúc điều khiển.

Như sơ đồ trên ta thấy được hai mạch vịng điều khiển rõ ràng và riêng biệt,đó là mạch
vịng điều khiển tốc độ và mạch vòng điều khiển dòng điện,sử dụng luật điều khiển PI,sử
dụng thuật toán điều chế vector không gian(SVM) cho biến tần.


3.2.Thiết kế bộ điều khiển dòng điện.
Dựa theo mối quan hệ đã được xây dựng ở phần trên,ta có như sau:
usd= Rs.(1+s.Ts)isd-ωsLsisq
usq= Rs.(1+s.Ts)isq+ωsLsisd+ωs

(4.1)

’

Với s là toán tử laplace,ta đặt các đại lượng nhiễu như sau
= ωsLsisq

= ωsLsisd+ωs

(4.2)
’

Từ đó ta có mối quan hệ rút gọn như sau:
usd= Rs.(1+s.Ts)isd-

(4.3)

usq= Rs.(1+s.Ts)isq+

Sau khi ta tổng hợp được hệ thống mạch vòng dòng điện và mạch vòng tốc độ,ta nhận
thấy trên thực tế,mạch vòng điều chỉnh tốc độ có thời gian trễ lớn hơn nhiều lần so với
thời gian trễ của mạch vòng dòng điện,vì vậy hai thành phần +
là hai thành
phần được bù vào đầu ra của hai mạch vòng điều khiển dòng điện khi trong thuật toán
điều khiển RFOC ta phải tách riêng hai thành phần dòng điện hoạt động trên hệ tọa độ
quay dq.Nhưng khi tổng hợp bộ điêu khiển,thành phần +
chỉ được coi là
nhiễu trong quan hệ chính giữa bộ điều khiển Ri và đối tượng,cụ thể như sau:

idref

id

Bộ ĐK

𝐾𝑖
𝑇𝑖 𝑠 + 1

𝑢𝑠𝑑

ud

1
𝑅𝑠 + 𝑠𝐿𝑠


iqref

𝐾𝑖
𝑇𝑖 𝑠 + 1

Bộ ĐK

_

𝑢𝑠𝑞

iq

uq

1
𝑅𝑠 + 𝑠𝐿𝑠

Ở sơ đồ trên ta thấy xuất hiện :bộ ĐK,hàm truyền của khâu nghịch lưu được thể hiện
,trong đó Ki là hệ số khuếch đại của khâu nghịch lưu,Ti là

dưới dạng hàm truyền là

hằng số thời gian trễ.Ta nhận thấy đối tượng thực của động cơ khơng đồng bộ ba pha
rotor lồng sóc trong hệ truyền động là cuộn dây stator,nên khi thể hiện với dạng hàm
truyền,động cơ chỉ còn dưới dạng là :

,trong đó Ls và Rs lần lượt là hằng số điện

từ và điện trở của cuộn stator.
Ta có hằng số thời gian Ti xuất hiện ở trên được tính bởi Ti=ti+TPWM,trong đó ti hằng số
thời gian trễ của khâu nghịch lưu của bộ biến đổi IGBT;Tpwm=1/fpwm là hằng số thời gian
trễ của khâu băm xung,điều chế PWM.
Bộ điều khiển ở trên được chọn thơng thường là bộ điều khiển PI có dạng là

Ri=K1(1+

)

Khi đó hàm truyền hở của hệ là:

G0= K1(1+

).

.

=K1

.

.

Áp dụng tiêu chuẩn tối ưu module cho hệ hở trên,hằng số thời gian T1 được chọn sao
cho khử được hằng số thời gian lớn nhất của mẫu số trong hàm truyền hở của hệ.
Ta có được:

T1=Ts
K1=


Như vậy,hàm truyền kín của hệ đã cho tổng hợp được là:

Gk=

=

Với Ti ở đây đóng vai trị là hằng số thời gian nhỏ,do Ti nhỏ khơng đáng kể,ta có thể xấp
xỉ hàm truyền về như sau:

=

Gk

Trong q trình mơ phỏng,các hệ số kp,ki được tính chọn sao cho kết quả đáp ứng được
tốt nhất.

3.2.Thiết kế bộ điều khiển tốc độ.
Đối với động cơ không đồng bộ ba pha,sự chênh lệch giữa hai đại lương :momen điện từ
M và momen cản MC là nguyên nhân gây ra gia tốc quay của rotor.Ta có phương trình
chuyển động của động cơ khơng đồng bộ thể hiện bởi:

M-MC=J
Chuyển sang khơng gian laplace,ta có

=
Momen sinh ra được tính tốn bởi cơng thức đã thiết lập,cụ thể ta có:

M=

=KT

Mặt khác,ta thấy trong cấu trúc điều khiển tốc độ,có vịng trong cùng là vịng điều khiển
dịng điện isq,nên theo cơng thức đã xác lập,ta có cấu trúc điều khiển tốc độ động cơ
như sau:

𝝎

_
𝝎

PI tốc
độ

iq*

MC
Khâu đk
dòng iq

KT

M

1/Js


Bộ điều khiển tốc độ được chọn là bộ điều khiển PI có dạng Gc=K1(

)

Như vậy,hàm truyền hở của mạch vịng điều khiển tốc độ có dạng:
Gow= K1(

)

Tương tự như khâu điều chỉnh dòng điện,các hằng số P và I của bộ điều khiển phụ thuộc
vào hệ thống điều khiển.
Áp dụng tiêu chuẩn tối ưu đối xứng cho hàm truyền hở của hệ,việc tính chọn các tham
số của bộ điều khiển khi áp dụng tiêu chuẩn tối ưu đối xứng nhằm nâng cao độ dự trữ
ổn định cho hệ kín,các tham số điều khiển được chọn sao cho tại tần số cắt góc pha là
lớn nhất.
Do đối tượng ở trên là khâu quán tính bậc nhất,áp dụng chuẩn tối ưu đối xứng,ta có
được:

T1=4Tn
K1=

√

Việc tính chọn hệ số cho bộ điều khiển PI tốc độ sao cho đáp ứng của hệ thống đạt trạng

thái tốt nhất.

Chương 4:Mô phỏng và đánh giá kết quả.
4.1.Mô phỏng
Tham số động cơ được chọn:
Công suất định mức (P)
Điện áp định mức ( Udm )
Tần số ( F )
Điện trở stator ( Rs ) và rotor ( Rr )
Điện cảm stator ( Ls ) và rotor ( Lr )

3 Hp.
380 V.
60 Hz.
Rs = 0.485 Ohm – Rr = 0.816 Ohm.
Ls = Lr =2e-3 H và Lm = 69.31e-3 H.


Momen qn tính động cơ ( J )
Số đơi cực ( P )

4.2.Mơ hình tổng quan

J = 0.089 Kg.m2.
P = 2.


a.Các khối điều khiển,điều chế,biến tần.
-Khối chuyển tọa độ dq-

:

-Khối chuyển tọa độ abc-dq:

-Khối điều chế vector không gian:


-Khối biến tần sử dụng van đóng cắt IGBT:

4.3.Kết quả mô phỏng
-Tần số điều chế PWM là 10000Hz.
-Đáp ứng tốc độ:900rpm


-Đáp ứng dòng:


-Đáp ứng từ thông:

-Dạng điện áp pha AB: