truyen dong dien chuong 5 dieu khien vecto dong co khong dong bo cuuduongthancong com

.c
om

ng

Chương 5

cu

u

du
o

ng

th

an

co

ĐiỀU KHIỂN VECTOR
ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

1
CuuDuongThanCong.com

/>

.c

om

Vector không gian – Hệ tọa độ abc và 
Trục pha B

co

C

ng

A

th

an

B

cu

ng

u

du
o

B’

Trục pha A

C’
A’

Trục pha C

Hệ trục tọa độ abc và hệ trục tọa độ 
2
CuuDuongThanCong.com

/>

B

C

du
o

ng

th

an

co

ng

A

.c
om

Vector không gian – Hệ tọa độ abc và 

u

50

cu

0

100

150

200

250

300

350

Sức từ động 3 pha

3

CuuDuongThanCong.com

/>

.c
om

Vector không gian – Hệ tọa độ abc và 
Trục pha B

Các vector sức từ động trong trường hợp: 

o

Trục pha A

co

Fas

 t  0

ng

Fcs

an

Fbs

Fcs
Fbs

cu

Fas

u

Trục pha B

du
o

ng

th

Trục pha C

Trục pha A

Các vector sức từ động trong trường hợp: 

  t  60

o

Trục pha C

4
CuuDuongThanCong.com

/>

.c
om

Vector không gian – Hệ tọa độ abc và 
Vector sức từ động tổng
S
S

F

s

o

 Fbs e

j1 2 0

o

 Fcs e

được định nghĩa là:
j 240

o

an

co

Fs  Fas e

j0

ng

FSs

s

Fs

th

 s  t

du
o

ng

FSs

cu

u

Vector sức từ động tổng

5
CuuDuongThanCong.com

/>

B

C

du
o

ng

th

an

co

ng

A

.c

om

Vector không gian – Hệ tọa độ abc và 

u

50

100

150

200

250

300

350

cu

0

Sức từ động 3 pha hình sin và cân bằng
Tín hiệu trong hệ trục tọa độ abc
6
CuuDuongThanCong.com

/>

.c
om

Vector không gian – Hệ tọa độ abc và 

co

ng

FSS

cu

u

du
o

ng

th

an

 s  t

Trong trường hợp dòng xoay chiều ba pha cân bằng và hình sin,
vector F ss có biên độ không đổi và quay với vận tốc  tương ứng
với tần số nguồn cung cấp.

CuuDuongThanCong.com

/>
7


FSs

.c
om

Vector không gian – Hệ tọa độ abc và 

cu

0

u

du
o

ng

th

an

co

ng

FSs

50

100

150

200

250

300

350

Sức từ động trong hệ trục 
Tín hiệu trong hệ trục 
8

CuuDuongThanCong.com

/>

.c
om

Vector không gian – Hệ tọa độ abc và 

Fbs

Fcs

u

50

100

150

200

250

300

350

cu

0

du
o

ng

th

an

co

ng

Fas

Sức từ động 3 pha hình sin + sóng hài bậc 5 (5%)
Tín hiệu trong hệ trục tọa độ abc
9
CuuDuongThanCong.com

/>

.c
om

Vector không gian – Hệ tọa độ abc và 

co

ng

FSS

cu

u

du
o

ng

th

an

 s  t

Trong trường hợp khác, ví dụ khi có hài bậc 5 (cỡ 5%) trong sóng
dịng điện, vector F ss có biên độ và vận tốc quay thay đổi.
10
CuuDuongThanCong.com

/>

FSs

.c
om

Vector không gian – Hệ tọa độ abc và 

cu

0

u

du
o

ng

th

an

co

ng

FSs

50

100

150

200

250

300

350

400

Sức từ động trong hệ trục 
Tín hiệu trong hệ trục 
11
CuuDuongThanCong.com

/>

Vector không gian – Hệ tọa độ abc và 

s

s

o

s

j120

o

co

 ib s e

v s  v as e

j0

an

i s  ia s e

j0

o

s

 vbs e

s

j 240

 ics e

j120

o

s

 v cs e

o

j 240

o

du
o

ng

Vector dịng stator:

s

th

Vector dịng stator:

s

ng

.c
om

Khái niệm vector khơng gian có thể mở rộng cho các đại lượng
khác.

Φ

s



s
as

e

j0

o

 

s
bs

e

j120

o

 

s
cs

e

j 240

o

cu

u

Vector từ thông stator:

s

12
CuuDuongThanCong.com

/>

Phép chuyển đổi hệ tọa độ abc và 

s

s

co
s

s

th

i s , i  s

s

j0

i s  v as e
Φ

s
s

 

s

s

 ib s e
o

e
as

s

j120

 v bs e
j0

o

o

du
o

o

j120

s

 ics e

o

u

i s  ias e

j0

cu

s

ng

Vậy:
s

s

i a s , ib s , ic s

an

Trong hệ tọa độ :

s

có thể triển khai trong hệ tọa độ

ng

Trong hệ tọa độ abc:

s

is

.c
om

Một vector, ví dụ vector dịng
abc hay hệ tọa độ .

 

s

e
bs

s

j 240

 v cs e
j120

o

o

j 240

 

s

s

s

 i s  j i  s
o

e
cs

s

s

 v  s  jv  s
j 240

o

 

s

s

 j

s

s

13
CuuDuongThanCong.com

/>

Phép chuyển đổi hệ tọa độ abc và 

Ví dụ: chuyển các thành phần của
2
3



2







ng

1  s
i
  as
2
s
  ib s
3 
 s
  ic s
2 



co

1

an



từ hệ tọa độ   abc:

u

s

cu

 ia s
 s
 ib s
 s
 ic s


0 

1 

3

1 



3 

s

is

du
o

ng

Và chuyển các thành phần của
 2

3



 1
  
3



 1


 3

từ hệ tọa độ abc  :

th

 i s
 s
 i  s
s


1


  


0



s

is

.c
om

Các thành phần trong hệ trục tọa độ abc và hệ tọa độ  có thể quy
đổi qua lại với ma trận chuyển đổi tương ứng.

 i s
 s
 i  s

CuuDuongThanCong.com

s




14
/>

Phương trình dịng áp trong hệ tọa độ 

.c
om

R

Phương trình điện áp stator:
v s  Rsis 

s

dΦ

ng

s

s

dt

v

th
ng

r

dt

du
o

v r  Rr ir 

r

dΦ

u

r

dΦ
e

dt

cu

r

L

an

Phương trình điện áp rotor:
r

Ri

co

s

i

15
CuuDuongThanCong.com

/>

Phương trình dịng áp trong hệ tọa độ 

.c
om

Lưu ý là phương trình điện áp stator thành lập trong hệ tọa độ gắn

ng

với stator (đứng n trong khơng gian), cịn phương trình điện áp

co

rotor thành lập trong hệ tọa độ gắn với rotor (quay trong không

du
o

ng

th

an

gian với tốc độ của rotor).

cu

u

Hệ trục tọa
độ rotor

v rr


Hệ trục tọa
độ stator
16

CuuDuongThanCong.com

/>

Phương trình dịng áp trong hệ tọa độ 

j
r

Φ

r

 a T 1e
2

j

Φ

ng
a T1 

r



r

r

s

N

  t

:



: tỉ số vòng dây quấn stator/rotor,

r

là tốc độ quay của rotor

du
o

R r  a T1R r

N

co



r

vr

an

j

s

th

a T1

v r  a T 1e
s

Với:

ir

ng

s

ir 

e

.c
om

Các đại lượng rotor có thể quy đổi về stator như sau:

cu

u

Phương trình điện áp rotor quy đổi về stator:
s

s

v r  Rrir 

dΦ

s
r

 j Φ

dt

s
r

17
CuuDuongThanCong.com

/>

.c
om

Phương trình dịng áp trong hệ tọa độ 
Phương trình điện áp mô tả động cơ:

ng

s
s

v r  R r i r  ( p  j ) Φ

Lm  is 
  s
Lr  ir 
s

u

s

cu

Φ s 
 Ls
 s  
 Lm
Φ r 

r

du
o

Vector từ thông:

s

th

s

ng

s

co

s

an

s

v s  Rsis  pΦ

18
CuuDuongThanCong.com

/>

Phương trình dịng áp trong hệ tọa độ 
s

 is 
  s 
R r  ( p  j ) L r   i r 
s

pLm

ng

vs 
 Rs  pLs
 s   
 ( p  j ) L m
 vr 

.c
om

Phuơng trình điện áp cho động cơ được viết lại:

an

co

Trong đó:

th

Lm: điện cảm hỗ tuơng,

du
o

ng

Ls: điện cảm stator = L ls + Lm,

u

Lr: điện cảm rotor = L lr + Lm,

cu

Lls: điện cảm tản stator, L lr: điện cảm tản rotor,

Lưu ý:

s

s

s

v s  v s  jv  s

;

s

s

s

i s  i s  j i  s
19

CuuDuongThanCong.com

/>

Phương trình dịng áp trong hệ tọa độ 

pLm

Rs  pLs

o

 Lm

pLm

ng

0

co

  Rs  pLs
 
0
 

 
pLm
 
    L m

an

Rr  pLr
 Lr



pLm


 Lr


Rr  pLr 
0

 i s
 s
i
 s
is
r
 s
 i  r
s








ng

s

th

 v s
 s
v
 s

vs
r
 s
 v  r

.c
om

Viết lại duới dạng các thành phần theo trục  :

s

vr  0



u

cu

ngắn mạch nên:

du
o

Lưu ý là với động cơ không đồng bộ, thông thuờng rotor đuợc

s

v r  0 ;

s

v r  0

20
CuuDuongThanCong.com

/>

Phương trình momen động cơ

s

P L m Im

i

s

s

i  i s i  r
 s  r





du

o

ng

s*

i
s r

u

3

s

cu

2

th

an

Hay:
M 

ng

3

i

s

P Lm

co

M 

2

.c
om

Momen động cơ tính theo cơng thức:

21
CuuDuongThanCong.com

/>

.c
om

Mơ hình động của động cơ KĐB
Phương trình biểu diễn điện áp động cơ trong hệ tọa độ  :
vs 
 Rs  pLs
 s   

 ( p  j ) L m
 vr 

 is 
  s 
R r  ( p  j ) L r   i r 

s

s

an

co

ng

pLm

Lm  is 
  s
Lr  ir 

du
o

s

u

s

cu

Φ s 
 Ls
 s  
 Lm
Φ r 

ng

th

Phương trình biểu diễn từ thơng động cơ trong hệ tọa độ  :

22
CuuDuongThanCong.com

/>

Mơ hình động của động cơ KĐB

ng

Rs

Lls

Llr

i

Rr

S
r

du
o

Lm

pΦ

S
r

jΦ rS

u

pΦ

S
S

cu

v

S
S

ng

th

an

co

iSS

.c
om

Các phương trình này có thể mơ tả bằng sơ đồ mạch điện như hình:

23
CuuDuongThanCong.com

/>

Mơ hình động của động cơ KĐB

.c
om

Lưu ý đây là mạch tương đương mơ hình động của động cơ khơng

ng

đồng bộ (có thể áp dụng để phân tích trạng thái quá độ hoặc xác

an

co

lập của động cơ).

ng

th

Mạch tương đương của động cơ ở trạng thái xác lập có thể suy ra

du
o

từ mơ hình này với giả thiết là dịng, áp 3 pha trong động cơ ở chế

cu

u

độ xác lập, có dạng hình sin và cân bằng.

24
CuuDuongThanCong.com

/>

.c
om

Mạch tương đương xác lập của động cơ
KĐB suy ra từ mơ hình động

ng

Khi dịng/áp 3 pha trong động cơ có dạng hình sin và cân bằng,

j S t

s

2 Iˆ r e

j S t

cu

i r  1 .5

th

2 Iˆ s e

u

s

i s  1 .5

an

j S t

ng

2 Vˆs e

du
o

s

v s  1 .5

co

vector dịng/áp có thể biểu diễn bằng vector quay như sau:

25
CuuDuongThanCong.com

/>