Volume 1 dich2 FREQUENCY CONTROL OF MICROGRID

Translated from English to Vietnamese - www.onlinedoctranslator.com

Điều khiển cơ bản của bộ truyền động động cơ ACchương 11307

thành phần được sản xuất bởidqsự biến đổi hệ quy chiếu trục của từ
thơng rơto[5,6].
Biểu thức quan hệ có thể được viết là:

λqr
S
λS

θ¼rám nắng-1

(11.9)

bác sĩ

Sơ đồ điều khiển vectơ từ thông rôto được sử dụng để tính góc từ thơng và
ước tính từ thơng rơto.

Statord-Dịng điện trục và thơng lượng rơto

Bởi vìqe-axis được lấy từ phương trình điện áp rơto và hệ quy chiếu
rôto của từ thông rôto quay ở tốc độ đồng bộ ω bằng 0, de-thành phần
trục và statode- dòng điện trục được biểu thị như sau:

ve

bác sĩ¼RrTơie bác sĩ

(11.10)

+ pλebác sĩ¼0

pλe Tơi
e
Tơie
bác sĩ¼λbác
e sĩ¼L r dr+ LtơiTơieds
Rr

(11.11)

bác sĩ

λbác
e sĩ¼-

Rr LtơiTơie

Rr+ Lr P ds¼

Ltơi e
Tơi
L ds
1 + rP
Rr

Ở đâuPlà một tốn tử vi phân. Cácdethành phần trục λe

(11.12)

bác sĩcủa

từ thông rôto cho

statode-trục hiện tạiTơie dsđã đạt đượcLtơivà hằng số thời gianTr(¼Lr/Rr) có một
mối quan hệ độ trễ bậc nhất. Điều đó có nghĩa là statode-trục hiện tạiTơie

sớm kiểm sốt độ lớn từ thơng rơto λe

bác sĩ.

dscó

thể lin-

Vì vậy, statode-trục hiện tại

Tơi
e
dscó thể gọi là thơng lượng do dịng điện tạo ra. Thơng thường, dịng này tạo ra

bởi dịng điện được xác định bởi cơng suất định mức và nó được giữ ở một giá trị khơng đổi.
Statorq-dịng điện trục và mơ-men xoắn

Khi thơng lượng rơto λe

bác sĩlà

hằng số, phương trình mơ men xoắn có thể được biểu thị

BẰNG:

KT¼

Te¼KTTơie qs

3PLtơiλe

(13.11)

2 2Lbác
r sĩ

Vì mô men xoắn tỉ lệ với statoqe-trục hiện tạiTôie

qs,

stato

qe-trục hiện tạiTơieqscó thể được sử dụng để tạo ra mơ-men xoắn như được cho trong biểu thức.(13.11).

Vì vậy, động cơ cảm ứng được điều khiển bằng mômen tức thời sử dụng
kiểm sốtTơieqskích cỡ. Mơ-men xoắn tức thời có thể được điều khiển bằng mơ-men xoắn

que được tạo ra bởi dịng điện khi duy trì từ thơng trong hệ thống điều khiển véc tơ
ngay lập tức. Thông lượng rôto λe∗bác sĩđược sản xuất bởi hiện tạiTôie∗dsvà mô men xoắn yêu cầuT∗ e
được sản xuất bởi hiện tạiTơiqs
e∗có thể được thể hiện như sau:

ds¼

Tơie∗

λe∗
Ltơi
bác sĩ

(11.14)


308PHẦN IIIỔ đĩa tốc độ có thể điều chỉnh

qs¼

Tơie∗

Te∗
KT

KT ¼

3P Ltơi
λe∗
2 2Lr

bác sĩ

(11.15)

Vì dịng điện từ thơng và mơmen xoắn đang quay trong hệ quy chiếu, các phương trình.

b,Tơi
∗∗
c) do
(11.14), (11.15)nên được thay đổi thành dịng tham chiếu (Tơi∗ Một,Tơi
đầu vào của dòng điện stator của cuộn dây ba pha. Đầu tiên, sau khi thay đổi
hệ quy chiếu đứng yên từ hệ quy chiếu quay, dòng điện tham chiếu ba pha có
thể được tính bằng cách sử dụng phép biến đổi nghịch đảo. Tuy nhiên, việc
điều khiển động cơ cảm ứng trở nên phức tạp. Vì vậy, sơ đồ hệ quy chiếu quay
có thể được sử dụng để điều khiển dễ dàng như điều khiển véc tơ. Điều khiển
véc tơ của động cơ cảm ứng sử dụng hệ quy chiếu quay. Hình 11.7hiển thị hệ
thống điều khiển dịng điện khung tham chiếu quay.

Việc tính tốn góc từ thơng của vị trí tức thời của rơto để điều khiển véc tơ là rất
khó. Có thể sử dụng cảm biến Hall và cuộn dây để đo góc động cơ để thu được góc
từ thơng của rơto. Nó khơng thường được sử dụng vì cấu trúc và chi phí. Vì vậy, các
phương pháp ước tính từ thơng sử dụng phương trình điện áp của stato và rôto sẽ
được giới thiệu trong đoạn tiếp theo.
Phương trình điện áp Stator sử dụng mơ hình điện áp

Mơ hình điện áp được sử dụng để tính từ thơng rơto thu được từ từ thơng
stato bằng phương trình điện áp stato như trongHình 11.8. Để sử dụng
phương pháp này, thơng tin về điện áp và dịng điện của stato là cần thiết.
Phương trình điện áp stato của hệ quy chiếu văn phịng phẩm có thể được biểu diễn
như sau:

QUẢ SUNG. 11.7

vdsS ¼RSTơiS ds+

dλds
S
dt

(11.16)

vqsS ¼RSTơiS qs+

dλqs
S
dt

(11.17)

Sơ đồ điều khiển véc tơ của động cơ cảm ứng sử dụng bộ điều khiển dòng điện.


Điều khiển cơ bản của bộ truyền động động cơ ACchương 11309

QUẢ SUNG. 11.8Ước tính từ thơng stato sử dụng mơ hình điện áp.

Từ thơng stato được tính bằng cách sử dụng bộ tích phân thuần túy như sau:

λds
S ¼
λqs
S ¼

ð

-

vds
S -RSTơiSdsdt

ð

S

(11.18)

dt

vqs-RSTơiSqs

(11.19)

Từ thơng rơto có thể được biểu thị dưới dạng:

λS

S

bác sĩ¼LrTơibác sĩ+

LtơiTơiS

LS,

Tơi
ds σs ds
Ltơi

ds¼rλS-

TơiS¼
bác sĩ

S
λds
S -LSTơids,
Ltơi

σ¼1-

2
Ltơi
LSLr

(20/11)

λqrS ¼LrTơiS qr+ L

S

tơiTơiqs¼

Lr
λS - σLSTơiS qs ,

Ltơi qs

Tơi
qr¼S

λSqs-LS STơiqs,
Ltơi

σ¼1-

2
Ltơi
LSLr

(21/11)
Góc từ thơng rơto có thể được tính bằng cách sử dụng các phương trình.(11.20),
(11.21). Do thơng tin thơng lượng thu được bằng cách tích hợp EMF phía sau nên thơng
lượng chính xác khi vận hành tốc độ cao. Tuy nhiên, khi EMF phía sau nhỏ khi vận hành ở
tốc độ thấp, từ thông sẽ khơng chính xác do sự sụt giảm điện áp trong nhiễu biến tần gây
ra bởi trở kháng stato trong biến tần. Vì vậy, phương pháp này chủ yếu được sử dụng cho
các hoạt động tốc độ cao.

Phương trình điện áp rơto sử dụng mơ hình hiện tại
Mơ hình dịng điện được sử dụng để tính tốn từ thơng rơto thu được từ tốc độ rơto và
dịng điện stato bằng phương trình điện áp rơto như trình bày trongHình 11.9.

Hệ quy chiếu quay của vận tốc góc rơto được biểu thị bằng:

vr

bác sĩ¼RrTơir

dλr
dt

(22/11)

dλqr
r
dt

(23/11)

bác sĩ

bác sĩ+

vqrr ¼RrTơir qr+

Vì khơng thể đo được dịng điện rơto nên dịng điện stato có thể được tính
từ phương trình từ thơng rơto.


310PHẦN IIIỔ đĩa tốc độ có thể điều chỉnh

QUẢ SUNG. 11.9Ước tính từ thơng rơto sử dụng mơ hình hiện tại.

dλr
R
LtơiTơir,

¼- rλr + Rr
dt
Lr
Lds
r

Tơi¼r

dλqr
r
Rrλr
L Tơi
¼Rr
dt
Lr qr+ Lr qs,

Tơi
qr¼r

bác sĩ

bác sĩ

tơi

r

λr

bác sĩ

bác sĩ

- LtơiTơir ds

Lr

λqr
r - Lr
Lr

tơiTơiqs

(24/11)
(25/11)

Dịng điện stato có thể được tính bằng cách sử dụng θrnhư sau:
ds¼Tơi
Tơi
r Sdscosθr+ tơiS qssinθr

(26/11)

Tơi
r
qs¼-Tơi
Sdssinθr+ tơiSqscosθr

(27/11)

Cuối cùng, từ thơng rơto của hệ quy chiếu đứng yên được lấy từ hệ
quy chiếu quay như sau:

λbác
S sĩ¼ λrbác sĩcosθr-λrqrsinθr

(28/11)

λqr
S ¼ λrbác sĩsinθr+ λrqrcosθr

(29/11)

Thơng tin liên quan đến tốc độ, điện trở và độ tự cảm là cần thiết để ước tính từ
thơng rơto bằng mơ hình hiện tại. Phương pháp này được sử dụng cho các hoạt
động ở tốc độ thấp do sự dao động của giá trị ước tính trong các hoạt động ở tốc độ
cao.

11.1.3.2 Sơ đồ kiểm soát véc tơ gián tiếp
Trong phần trước, phương pháp điều khiển vectơ trực tiếp được mô tả để tính trực
tiếp góc từ thơng rơto cho việc điều khiển vectơ của động cơ cảm ứng. Việc xác định
chính xác từ thơng khơng phải là điều dễ dàng vì phương pháp này gặp nhiều vấn
đề trong việc xử lý góc từ thơng ước tính. Mặt khác, phương pháp điều khiển vectơ
gián tiếp của động cơ cảm ứng có thể dễ thực hiện hơn so với phương pháp điều
khiển vectơ trực tiếp vì nó khơng sử dụng trực tiếp thơng tin từ thơng.[7,8].

Dịng điện stato của động cơ cảm ứng chủ yếu được phân phối thành
dịng từ thơng và dịng mơmen trượt do sự trượtS.Về vấn đề này, sự khác
biệt giữa tốc độ rôto và tốc độ đồng bộ được gọi là tốc độ trượt, và

Điều khiển cơ bản của bộ truyền động động cơ ACchương 11311

tỷ lệ tốc độ trượt với tốc độ đồng bộ được gọi là độ trượtS,được thể
hiện như sau:

n -n
S¼S
NS

(11:30)

Ở đâuNSlà tốc độ đồng bộ vàNlà tốc độ rơto.
Do đó, điều khiển véc tơ gián tiếp được điều chỉnh bằng cách điều khiển độ
trượt, có tỷ số phân bổ dịng điện tối ưu cho dòng điện stato. Mạch tương đương ở
trạng thái ổn định của động cơ cảm ứng được thể hiện ở hìnhHình 11.10.

Nếu từ thơng rơto vàd-thành phần trục giống nhau thì q-thành
phần trục là 0. Vận tốc góc trượt được tính bằng cách áp dụng q-thành
phần trục vo phng trỡnh in ỏp rụto.
e
qr+e-
vqre ẳRrTụie qr+ peqr+e-rịe bỏc sẳRrTụi

e

rịbỏc sẳ0

(31/11)

Vn tc gúc trt c biu th nh sau:
RrTụie

qr

slẳe-rẳ-

ẳ

e

bỏc sĩ

RrLtơiTơieqs,

e

λqr
e ¼tơir eqr+ LtơiTơieqs¼0,

Lr λ e

L
Lqs
r

Tơiqr¼-tơiTơie

bác sĩ

(11.32)

ở đâu ωelà vận tốc góc đồng bộ và ωrlà vận tốc góc.

Vận tốc góc trượt có thể được biểu thị bằngd-trục vàq-các thành phần
trục như sau.Trlà hằng số thời gian của rôto, không thay đổi tùy theo

vào lúc. Vì thế,pTrlà 0, ở đâuPlà một tốn tử vi phân.

0

ωsl¼

1 Tơie B
Rr Ltơi Tơie
¼
λesĩ¼
ds¼
Tơie T Tơiqs,B@bác
R
r+ pL r
ds
ds

1 +pT tơi
e
r qs

Tr

r

e

1

Ltơi TơiC
Lr
Ce
Tr¼
L r dsMỘT,
Rr
1 +P
Rr
(11.33)

QUẢ SUNG. 11.10Mạch tương đương trạng thái ổn định của động cơ cảm ứng.


312PHẦN IIIỔ đĩa tốc độ có thể điều chỉnh

Tốc độ góc trượt ωslcó thể được xác định bằng cách sử dụng phương trình.(11.33). Nếu nhưTơie

dsVà

Tơi
e
qsu cầu phải chọn từ thơng stato và mơ men xoắn theo phương trình.(11.33),

tốc độ góc trượt được tính tốn và góc từ thơng θecó thể được tính bằng

cơng thức sau:

ð

ð

θe¼ ωedt¼ ðωsl+ωrQUẦN Qdt

(11.34)

khi góc từ thông rôto không thu được một cách trực tiếp; trong điều khiển véc tơ
gián tiếp, góc từ thơng rơto thu được gián tiếp từ tốc độ góc trượt ωsltính tốn
từ tỷ lệ hiện tại củaTôie dsVàTôieqstạo ra từ thông rô-to cần thiết và mô-men xoắn

que. Phương pháp này không thu được trực tiếp dữ liệu từ thông rôto và rất dễ
nhận biết nhưng cần có thơng tin về tốc độ góc của rơto. Thơng tin tốc độ góc
rơto có thể được lấy từ cảm biến vị trí như bộ mã hóa nhưng trong q trình
vận hành, điện trở rơtoRrvà độ tự cảm từ hóa của rơtoLrcó thể dễ dàng thay
đổi; do đó phương pháp này có nhược điểm là độ chính xác của tốc độ góc
trượt có thể thấp. Vì vậy, để điều khiển vector chính xác thì sai số của các biến
đó cần phải được bù.Hình 11.11hiển thị sơ đồ khối của hệ thống điều khiển véc
tơ gián tiếp[9,10].

11.1.4 Mô phỏng điều khiển động cơ cảm ứng
11.1.4.1 Cài đặt cơ bản
Hình 11.12hiển thị sơ đồ mạch của động cơ cảm ứng được sử dụng để mô
phỏng. Công cụ dựa trên PSIM và Visual C Studio được sử dụng để mô phỏng
điều khiển vectơ của động cơ cảm ứng. Mạch được chia thành ba phần: nguồn

QUẢ SUNG. 11.11Hệ thống điều khiển véc tơ gián tiếp của động cơ cảm ứng sử dụng bộ ước lượng trượt.

Điều khiển cơ bản của bộ truyền động động cơ ACchương 11313

QUẢ SUNG. 11.12Sơ đồ mạch động cơ cảm ứng.

BẢNG 11.1Thông số kỹ thuật của các thông số mô phỏng và Động
cơ cảm ứng 5 HP
Tham số

Giá trị

Đơn vị

Nguồn điện áp (V.DC)

600

V.

Thời gian lấy mẫu (TS)

100

μs

Chuyển đổi thường xuyên (fsw)

10

kHz

Công suất định mức (Pđánh giá)

5

HP

Tốc độ định mức (ωđánh giá)

1750

vòng/phút

Điện áp định mức (V.đánh giá)

220

V.

Đánh giá hiện tại (TÔIđánh giá)

12.8

MỘT

Cây sào (P)

4

P

Điện trở stato (RS)

0,295

Ω

Điện trở rôto (Rr)

0,379

Ω

Độ tự cảm từ hóa (Ltơi)

59

mH

Điện cảm rị (Lls)

1.794

mH

Độ tự cảm của stato và rôto (LSVàLr)

60.794

mH

biến tần, động cơ cảm ứng và điều khiển. Phần chuyển đổi nguồn và phần
động cơ cảm ứng bao gồm động cơ, công tắc và cảm biến. Phần điều khiển
được sử dụng để thực thi DLL (thư viện liên kết động) bằng mã C. Thông số kỹ
thuật của các thông số mô phỏng và động cơ cảm ứng được liệt kê trong Bảng
11.1.
Hình 11.13thể hiện sơ đồ khối điều khiển của hệ thống động cơ. Tốc độ động cơ có thể được
điều khiển bằng cách điều khiển mơ-men xoắn của động cơ. Sẽ có hiệu quả khi điều khiển trực
tiếp mô-men xoắn của động cơ để điều khiển tốc độ động cơ; Tuy nhiên nó là


314PHẦN IIIỔ đĩa tốc độ có thể điều chỉnh

QUẢ SUNG. 13/11Sơ đồ khối điều khiển của hệ thống động cơ.

khó áp dụng. Mơ-men xoắn của động cơ có thể được điều khiển bằng cách điều
khiển dòng điện phần ứng của động cơ thông qua nguyên tắc mô-men xoắn của
động cơ tỷ lệ thuận với dòng điện phần ứng khi từ thơng khơng đổi. Vì vậy, để điều
khiển tốc độ động cơ thì phải điều khiển dịng điện của động cơ trước.

11.1.4.2 Kiểm sốt véc tơ trực tiếp
Hình 11.14trình bày ước tính góc từ thơng của động cơ cảm ứng sử dụng mơ hình
điện áp và mơ hình dịng điện trong điều khiển véc tơ trực tiếp như được giải thích ở
phần Mục 11.1.3.1. Thơng lượng rơto ước tính cho thấydqthơng lượng trục trong hệ
quy chiếu đứng yên như thể hiện trongHình 11.14C và D. Góc từ thơng nằm trong
khoảng từ 0 đến 2π. Khi mơ hình điện áp được sử dụng trong hoạt động tốc độ
thấp, hiệu suất của mô hình điện áp khơng tốt. Tuy nhiên, mơ hình điện áp tương tự
như mơ hình hiện tại do mơ phỏng lý tưởng.

11.1.4.3 Kiểm sốt véc tơ gián tiếp
Hình 11.15trình bày điều khiển véc tơ gián tiếp của động cơ cảm ứng. Điều khiển
vectơ gián tiếp khơng ước tính từ thơng rơto và sử dụng vận tốc góc trượt ωsl
thu được bởi dịng điệnTơidevà mơ-men xoắnTơiqetrong hệ quy chiếu quay. Khi động
cơ cảm ứng được điều khiển bởi bộ điều khiển tốc độ từ 0,5 đến 1 giây, tham chiếu
hiện tại của mơ-men xoắnTƠIqe_refđược tạo ra bởi mơmen tải. Ngồi ra, vận tốc góc
trượt ωsltrở nên gần như bằng khơng. Khi tham chiếu tốc độ tăng ở mức 1 giây,TÔI
qe_refvà tốc độ trượt tăng lên. Điều này có nghĩa là từ thơng rơto ωeđược thêm vào
các tham chiếu dịng điện và điện áp bằng cách sử dụng phép biến đổi khung tham
chiếu.

Cuối cùng, khi tốc độ tiến tới tốc độ tham chiếu,TƠIqe_refgiảm và tốc độ được
duy trì khơng đổi theo tốc độ trượt.Hình 11.15D–G hiển thị tốc độ và dịng điện
trong cùng tình huống. Cácd-trục hiện tạiTƠIde_refcó giá trị khơng đổi để duy trì
từ thơng định mức của động cơ cảm ứng. Hiện tại thực tếTƠIdeước tínhTƠIde_ref
thơng qua bộ điều khiển hiện tại. Cácq-trục hiện tạiTÔIqelà


Điều khiển cơ bản của bộ truyền động động cơ ACchương 11315

Hiện hành

Hiện hành

Hiện hành

của giai đoạn a

của giai đoạn b

của pha-c

30
20
10
0
– 10
– 20

(MỘT)–30

d-trục hiện tại

30

q-trục hiện tại

20
10
0
– 10
– 20

(B)–30

1

d-trục thông lượng

q-trục thông lượng

d-trục thông lượng

q-trục thông lượng

0,5
0
– 0,5

(C)–1

1

0,5
0
– 0,5

(D)–1

6
4
2

(E)

0
0,8

0,82

0,84

0,86

0,88

0,9

0,92

0,94

0,96

0,98

1

(các) thời gian

QUẢ SUNG. 14/11

Ước tính góc từ thơng của động cơ cảm ứng dùng trong điều khiển véc tơ trực tiếp: (A) ba-

dòng điện pha [A], (B) dòng điện khung tham chiếu cố định [A], (C) từ thông rôto sử dụng mơ hình điện áp, (D)
từ thơng rơto sử dụng mơ hình dịng điện và (E) góc từ thơng [rad].

được kiểm sốt đểTƠIqe_refrất tốt. Kết quả là dịng điện ba pha có độ lớn bằng
tổng vectơ củaTƠIqeVàTƠIdevà nó có thể được kiểm chứng bằng dòng điện ba
pha cân bằng.

11.2 ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH VIỄN
Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu quay với tốc độ không đổi không phụ
thuộc vào mômen xoắn khi đồng bộ với tần số điện áp đầu vào không phụ
thuộc vào sự thay đổi của tải và điện áp đầu cực[11].
Từ góc độ cấu trúc, động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu giảm thiểu công
suất sử dụng và tăng hiệu suất của tồn hệ thống bằng cách tạo ra từ thơng
rơto mà khơng cần sử dụng nguồn bên ngồi khơng giống như động cơ cảm
ứng vì rơto của nó được cấu tạo từ một nam châm vĩnh cửu. Hơn nữa, nguồn
chỉ được cấp tới stato; do đó khơng có tổn thất rơto. Như vậy, động cơ đồng bộ
nam châm vĩnh cửu có đặc tính làm mát tốt hơn, cao hơn


316PHẦN

IIIỔ đĩa tốc độ có thể điều chỉnh

q-trục tham chiếu

25
20
15
10
5
0

d-trục tham chiếu

(MỘT)–5
600

400

Vận tốc góc đồng bộ

Vận tốc góc rơto

200

Vận tốc góc trượt

(B)0
6
4
2

(C)0

Tham chiếu tốc độ

2000
1500
1000
500

(D)0
(E)5

(F)2

Tốc độ thực tế

25
20
15
10
0
10
số 8
6
4
0

30
20
10
0
– 10
– 20

(G)–30

0,6

0,8

1

1.2

1.4

(các) thời gian

QUẢ SUNG. 11.15

Điều khiển véc tơ gián tiếp của động cơ cảm ứng: (A) Dòng tham chiếu [A], (B) góc

vận tốc [rad/s], (C) góc pha đồng bộ [rad], (D) Tốc độ [rpm], (E)q-trục tham chiếu và dòng điện thực tế
[A], (F)d-trục tham chiếu và dòng điện thực tế [A], và dòng điện pha đầu ra (G) [A].

hiệu quả và hiệu suất cao hơn và có thể được phát triển cao cho ứng dụng tiên
tiến. Do đó, động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu ngày càng có nhiều ứng
dụng trong lĩnh vực thiết bị gia dụng nhờ hiệu suất cao, hệ số công suất cao,
mô-men xoắn cao và động cơ dải tốc độ rộng cũng như hệ thống điện trong
robot, phát điện gió, v.v.

11.2.1 Nguyên lý động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu
11.2.1.1 Nguyên lý quay
Lực hút hoặc lực đẩy từ tác dụng giữa nam châm vĩnh cửu và nam
châm điện do sự tương tác của hai từ trường. Nếu dòng điện chạy qua
dây dẫn trong từ trường thì hướng của lực từ được cho bởi định luật
bàn tay trái của Fleming và hướng của lực là hướng phải-


Điều khiển cơ bản của bộ truyền động động cơ ACchương 11317

hướng vít thuận tay được xác định theo quy tắc hướng vít thuận tay phải. Từ thơng
được tạo ra bởi dịng điện chạy qua cuộn dây, do đó mơmen của động cơ được tạo
ra bởi từ thông của nam châm và cuộn dây, và hướng của mơmen đó là hướng của
hai từ thông chồng lên nhau. Bằng cách xem xét mô men xoắn của nam châm vĩnh

cửu, công thức mô men xoắn của động cơ nam châm vĩnh cửu có thể viết là

mơ-men xoắn¼cường độ từ thơng-cường độ dịng điện

- tộiðsự lệch pha của từ thơng và dịng điệnÞ ¼
dịng điện máy khơng đổi
- vìðđiện áp cảm ứng và độ lệch pha của dịng điệnQUẦN Q

(11:35)

Từ thơng được tạo ra bởi nam châm vĩnh cửu quay và từ thông liên
kết với dây stato thay đổi theo vị trí rơto. Do đó, mơ men xoắn của
động cơ bị ảnh hưởng bởi hai yếu tố lệch pha đó.
Nếu dịng điện chạy qua dây dẫn thì từ thơng được tạo ra theo hướng
vít thuận theo quy tắc vít thuận tay phải và từ trường được tạo ra như thể
tồn tại một nam châm vĩnh cửu. Trong trường hợp động cơ, dòng điện
xoay chiều ba pha có thời gian là 120°lệch pha chạy qua dây ba pha trong
stato, dòng điện đối xứng ba pha chạy qua và từ trường được tạo ra như
thể có một nam châm vĩnh cửu ở mỗi stato. Kết quả là, mặc dù dây stato
được cố định nhưng từ trường quay vẫn được tạo ra bởi dây stato. Như
vậy, trong động cơ nam châm vĩnh cửu có thể tạo ra từ trường quay.

Hình 11.16trình bày nguyên lý làm việc của động cơ đồng bộ nam
châm vĩnh cửu. Động cơ có thể quay bằng cách tạo ra lực tương tác
liên tục (lực hút và lực đẩy) giữa từ trường quay và rôto nam châm vĩnh
cửu. Mô-men xoắn được tạo ra của động cơ là khác nhau tùy theo độ
lệch pha của từ trường quay của stato, rôto nam châm vĩnh cửu và mômen xoắn cực đại cho trong biểu thức.(11:35)được tạo ra ở 90°.

QUẢ SUNG. 16/11Nguyên lý quay của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu.

318PHẦN IIIỔ đĩa tốc độ có thể điều chỉnh

Do đó, rôto và từ trường quay của stato của động cơ đồng bộ nam
châm vĩnh cửu cần được duy trì ở mức 90°để tạo ra mô men xoắn cực
đại. Điều này có thể đạt được bằng cách lấy vị trí rơto bằng cảm biến vị
trí rơto và điều khiển pha của dây stato.
Phân loại theo sự sắp xếp của nam châm vĩnh cửu
Hình 11.17thể hiện những đặc điểm khác nhau của các loại nam châm vĩnh
cửu; ngay cả khi sử dụng cùng một loại nam châm vĩnh cửu, đặc tính của động
cơ có thể thay đổi bằng cách sắp xếp nam châm vĩnh cửu và hình dạng của nó
khác nhau. Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu có thể được phân loại thành
nam châm vĩnh cửu gắn trên bề mặt (SPM) trong đó nam châm vĩnh cửu được
bố trí trên bề mặt rôto và nam châm vĩnh cửu bên trong (IPM) trong đó nam
châm vĩnh cửu được bố trí bên trong rôto.
(Một)Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu gắn trên bề mặt (SPMSM). Nam
châm vĩnh cửu của SPMSM được đặt ở bề mặt rôto và độ tự cảm trong
động cơ sẽ thấp hơn. Điều này cho phép đạt được đáp ứng dịng điện cao.
Hơn nữa, do mơ-men từ trở khơng được tạo ra nên mơ-men xoắn có tính
tuyến tính mạnh. Do đó, SPMSM có thể được áp dụng trong bộ điều khiển
servo phản hồi nhanh. Để loại bỏ sự rị rỉ giữa nam châm vĩnh cửu và dây
stato, có thể thực hiện liên kết từ thông hợp lệ và phân bố từ thông của tụ
điện không bao gồm nhiều sóng hài; do đó, tiếng ồn và gợn sóng nhỏ.
Hơn nữa, phương pháp định vị nam châm ở bề mặt rơto có thể được đơn
giản hóa bằng cách sử dụng nam châm vịng hoặc keo để đảm bảo chi phí
thấp và tuổi thọ cao. Ngoài ra, nam châm vĩnh cửu được đặt ở bề mặt có
cùng chiều rộng; do đó, độ tự cảm của trục giống nhau trong SPMSM. Tuy
nhiên, do nam châm vĩnh cửu nằm ở bề mặt nên lực ly tâm có thể làm cho
nam châm bị

QUẢ SUNG. 17/11Phân loại theo cách bố trí rơto. (A) Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu gắn
trên bề mặt (SPMSM) và (B) động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu bên trong (IPMSM).


Điều khiển cơ bản của bộ truyền động động cơ ACchương 11319

bị hư hỏng hoặc keo bị bong ra. Do đó, SPMSM yếu khi lái xe ở tốc độ
rất cao. Hơn nữa, ảnh hưởng của khe hở khơng khí hợp lệ lớn hơn khe
hở khơng khí vật lý thực tế của nam châm vĩnh cửu có độ kháng từ cao
trên bề mặt, do đó việc điều khiển suy yếu từ thơng trở nên khó khăn
hơn do độ tự cảm giảm. Một nhược điểm khác là tổn thất dịng điện
xốy ở bề mặt nam châm. Do đó, SPMSM có thể được áp dụng khi tải ít
thay đổi và khơng cần vùng suy yếu từ thông.
(b)Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu bên trong (IPMSM).

Thiết kế cấu trúc của IPMSM giải quyết điểm yếu của SPMSM, giảm
khe hở khơng khí hợp lệ bằng cách đặt nam châm vĩnh cửu bên
trong rôto và cải thiện độ bền cơ học. Bề mặt của rơto được dát
một tấm silicon để có thể giảm tổn thất dịng điện xốy và có thể
dễ dàng làm suy yếu từ thông. Hơn nữa, đặc điểm nổi bật của cách
bố trí nam châm vĩnh cửu là tạo ra mơmen từ trở. IPMSM phù hợp
trong trường hợp tải thay đổi đáng kể và tồn tại vùng suy yếu từ
thông như động cơ servo và động cơ của ô tô điện và hybrid điện.
IPMSM có thể được phân loại theo sự hình thành của nam châm
vĩnh cửu được chèn vào như trong Hình 11.18và độ tự cảm giữa
các trục khác nhau tùy thuộc vào vị trí của nam châm vĩnh cửu
được chèn vào.

Trong trường hợp cấu trúc hình trụ, do nam châm vĩnh cửu nằm ở lối đi
củad-trục, độ tự cảm củad-trục thấp hơn trụcq-trục như thể hiện trong

Hình 11.18B. Tuy nhiên, đối với cấu trúc hình trụ thể hiện ởHình 11.18C, cái
d-độ tự cảm của trục cao hơnq-độ tự cảm của trục. Cấu trúc hình trụ
thường được sử dụng trong IPMSM. Khơng giống như cấu trúc hình trụ,
cấu trúc hình trụ có nhiều khả năng có mơ-men xoắn và mơ-men xoắn gợn
do sự biến dạng gần bề mặt rôto ở đầu nam châm vĩnh cửu mặc dù cấu
trúc của nó có thể tập trung từ thơng và tăng mật độ từ thơng khe hở
khơng khí và mơ-men xoắn từ trở. Vì vậy, cấu trúc hình trụ có ưu điểm ở
vùng từ thông suy yếu.

Hạn chế của IPMSM là giảm thông lượng hợp lệ. Nói chung, cấu
trúc rơto của IPSM bao gồm một tấm silicon nhiều lớp

QUẢ SUNG. 18/11Phân loại động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu bên trong. (A) Loại hình cung,
(B) loại hình trụ, (C) loại hướng tâm và (D) loại U.


320PHẦN IIIỔ đĩa tốc độ có thể điều chỉnh

được lắp vào lõi rơto dọc theo phương bán kính của nam châm vĩnh cửu như
đã đề cập trước đó. Giống như trong IPMSM, cấu trúc được hình thành bằng
cách tạo điểm nổi bật ở lõi rôto hoặc cố định nam châm vĩnh cửu bằng thân lõi
rôto để ngăn nam châm vĩnh cửu bị đứt. Do đó, sự rị rỉ từ thơng đáng kể xảy
ra tại chỗ lồi ở lõi, khiến từ thơng hợp lệ giảm. Đặc tính của động cơ có liên
quan đến tác động làm giảm từ thông hợp lệ và tính khơng ổn định có thể
được biểu hiện bằng việc tăng tốc độ tối đa, tăng tốc độ dòng điện và giảm
cơng suất định mức, do đó tạo ra nhiệt ở cuộn dây. Một nhược điểm khác là
mật độ từ thơng của tụ điện lớn và có thể là nguyên nhân gây ra dao động và
nhiễu âm. Nghiên cứu về tác dụng của việc lắp nam châm đang được tiến hành
nhằm cố gắng giảm bớt điểm yếu này.

Phân loại theo cấu trúc rôto
Trong động cơ đồng bộ, cấu trúc hình trụ biểu thị độ tự cảm là như
nhau bất kể vị trí của rơto. Khe hở khơng khí đồng đều bất kể vị trí của
rơto và khơng có sự khác biệt về độ từ trở. Nói chung, cấu trúc hình trụ
được sử dụng để lái xe tốc độ cao. Trong SPMSM có cấu trúc hình trụ,
khe hở khơng khí từ đồng đều do tạo thành một nam châm vĩnh cửu
gắn trên bề mặt rơto và nó đối xứng khơng chỉ với cấu trúc cơ học mà
cịn với đặc tính điện.
Trong động cơ đồng bộ, cấu trúc lồi ngụ ý rằng độ tự cảm đang
thay đổi theo vị trí rơto. Đối với rơto của động cơ đồng bộ có kết cấu
nổi, mô men từ trở lớn do khe hở không khí khơng đều theo vị trí của
rơto như hình vẽ.Hình 11.19. Do đó, việc điều khiển động cơ rất khó
khăn nhưng tốc độ và đặc tính đầu ra sẽ được cải thiện nếu mô men từ
trở được sử dụng hiệu quả. Cấu trúc nổi bật chủ yếu được áp dụng cho
việc lái xe tốc độ thấp. Rơto của IPMSM có cấu trúc hình trụ, nhưng đặc
tính nổi bật đạt được là nhờ khe hở khơng khí từ trục-trục khơng đều
được tạo ra từ nam châm được lắp vào rôto.

QUẢ SUNG. 19/11Phân loại theo bên trong động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu. (A) Kết
cấu máy đồng bộ hình trụ và (B) Kết cấu máy đồng bộ cực lồi.


Điều khiển cơ bản của bộ truyền động động cơ ACchương 11321

11.2.2 Điều khiển véc tơ của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu
11.2.2.1 Mơ hình hóa động cơ đồng bộ nam châm
vĩnh cửu bên trong
Mạch stato của động cơ đồng bộ tương tự như mạch điện của động cơ cảm
ứng; vì thếdqphương trình điện áp trục stator được suy ra cho động cơ cảm
ứng.

vds
r ¼R

ds+

STơir

r

vqs
r ¼R

STơiqs+

vns
r ¼R

STơins+

r

dλrS
d-ωλr qs
dt
dλqs
r
+ ωλrds
dt
dλnsr

dt

(11.36)

Khác với cấu tạo của động cơ cảm ứng, cấu tạo của động cơ đồng bộ nam
châm vĩnh cửu có từ thông liên kết khác. Phần tự cảm được biểu thị bằng hàm
của θrđược thay đổi thànhdω-qωtrục quay với tốc độ góc của rơto ωrđể loại bỏ
độ tự cảm thay đổi theo thời gian, chẳng hạn như mục tiêu quan trọng của
chuyển đổi tọa độ, độ tự cảm của statoLSđược biu th bng phng trỡnh.
(11:35).

2

3
6Lls+ L
2
6
T QUN QUẩL T
rị ẳ6
0
4
0

MT-LBQUN

r

S

2

ẳ4

Lls+ Lmd

0
0

0

QUÈ

3
Lls+
2

-1

B

ðLMỘT-LQUẦN QUÈ

0

3
07
7
7
05
Lls

3
0
05
Lls

0
Lls+ Lmq

0

(11.37)

Ở đâuLmd¼(2/3) (LMỘT-LB),Lmq¼(2/3) (LMỘT+LB), VàT(θr) là ma trận truyền.

Biến đổi độ tự cảm của nam châm vĩnh cửuLfđếndr-qrtrục đó
quay với tốc độ góc của rơto ωrcó thể được diễn đạt như sau:

2

vìðθ-θrQUẦN Q

TðθrQUẦN QLf¼L4
sf -tộiðθ-θrQUẦN Q

0

3

23
1

5¼L sf 405
0

(11.38)

Bây giờ, trận chung kếtdqthơng lượng liên kết trục stator (θ¼θr) trong tọa độ rơto có thể được suy
ra.

2
4
λdqns
r
¼

Lls+ Lmd

0
0

32 3
Tơi
0
0
ds r
Lls + Lmq 0 54Tôiqsr5+Lsf
Tôi
0
Lls
ns r

23
Tôif
405
0

(39/11)


322PHẦN IIIỔ đĩa tốc độ có thể điều chỉnh

Ma trận này có thể được biểu diễn như sau:

λdsr ¼LlsTơir ds+ LmdTơirds+ LsfTơif¼LdsTơir ds+ ϕf
λqsr ¼LlsTơiqsr+ LmqTơiqsr¼LqsTơiqs r

(11:40)

λnsr ¼LlsTơir ns
Ở đâuLds¼Lls+Lmd,Lqs¼Lls+Lmq, ϕf¼LsfTơif.

Phương trình thay thế.(11:40)vào điện áp stator (Eq.11:36), nó có thể

được thể hiện như sau:

vdsr ¼RSTơidsr +
vqs
r ¼Rr

STơiqs+

dλds
r
- ωrλrqs¼RSTơirds+ L
dt

d

dirS
d-ω L rqq
tơi
dt

r

S

dλqs
r
diqs
r
+ ω rλr ds¼Rr STơiqs+ L qdt - ωtơi
thứr ds+ωrϕf
dt

(11.41)

( 11.42)

11.2.2.2 Mômen đầu ra của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu tạidq
Khung tham chiếu trục

Mô-men xoắn của động cơ nam châm vĩnh cửu đồng bộ có thể được lấy từ
đầu ra cơ học của động cơ. Xét về mặtdqtọa độ trục, công suất đầu vào của
động cơ có thể được biểu thị như sau:
PTRONG¼

3
r
vrTơir + v Tơi
q
2
d

d

q

(11.43)

r

Từd-Vàq-tọa độ trục được suy ra sớm, thay thế điện áp stato và phương
trình từ thơng liên kết vào phương trình cơng suất, có thể biểu diễn như
sau:
PTRONG¼

¼

3
2

tơi
r +
s ds

dλds
r
-ωλ
r
dt

3
RSTơidsr 2 +Tôiqsr 2
2

r
qs

Tôi
ds+r

qs+

RSTôir

dλr
r
qs+ ωrλ dsTôirqs
dt

dλqs

r
dλds
r
+ Tôi
+ ωrϕfTôirqs+ ωrLds-LqsTôidsTôir qsr
+ Tôi
r
dsdt
qs r
dt
(11.44)

Trong phương trình trên, đầu vào điện được biểu thị dưới dạng tổn thất đồng
stato, sự biến thiên theo thời gian của năng lượng từ tính tích hợp và đầu ra cơ học.
Mơ-men xoắn có được bằng cách chia cơng suất cơ học cho tốc độ động cơ ωr, và nó
có thể được biểu diễn dưới dạngdqbiến trục như:

Te¼

- Tơi
P3h
ϕTơi
f qs + Lds-LqsTôir Tôiqs
22
r

ds

r

(11:45)

Ở đâuPlà số cực. Mô-men xoắn được tạo ra giống với dòng điện như được
thấy trong biểu thức.(11:45). Hơn nữa, cịn có mơmen từ trở xuất phát từ
sự chênh lệch giữa mômen điện từ và độ tự cảm sinh ra từ từ thông.
ϕfvà hiện tạiTôirqsbởi nam châm vĩnh cửu tại mô-men xoắn của IPMSM.


Điều khiển cơ bản của bộ truyền động động cơ ACchương 11323

11.2.2.3 Điều khiển véc tơ của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu
Như đã thảo luận trước đó, động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu được
phân loại thành SPMSM và IPMSM, và phương pháp điều khiển vectơ hơi
khác nhau do đặc tính mơmen đầu ra của hai động cơ là khác nhau.

Ba điều kiện để điều khiển mômen tức thời của động cơ như sau:

① Các thành phần từ thông và mô men xoắn luôn được duy trì ở mức 90°về mặt khơng gian.
② Dịng điện thành phần từ thông và mô-men xoắn không phụ thuộc vào
③

lực điện động ngược, độ tự cảm rò rỉ và điện trở dây và nó có thể được
điều khiển tức thời.
Dịng thành phần mơ-men xoắn có thể được kiểm sốt ngay lập tức.

Bây giờ chúng ta xem xét cách điều khiển động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu
thỏa mãn các điều kiện này. Đầu tiên, xem xét điều kiện thứ hai, động cơ đồng
bộ nam châm vĩnh cửu được chế tạo theo cách để điều khiển độc lập các thành
phần từ thông và mô men xoắn. Từ thông được tạo ra từ nam châm vĩnh cửu ở
động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu; không liên quan đến điều này, dịng điện

thành phần mơ-men xoắn được quyết định bởi dịng điện stato. Hơn nữa, dịng
điện stato của thành phần mơ-men xoắn có thể được điều khiển nhanh chóng
và độc lập, không phụ thuộc vào từ thông bằng bộ biến tần PLC. Do đó, điều
kiện thứ hai và thứ ba được thỏa mãn. Xét điều kiện đầu tiên thành phần từ
thông và mơmen xoắn ln duy trì ở mức 90°về mặt khơng gian. Để thỏa mãn
điều kiện này, dịng điện ba pha stator của động cơ đồng bộ phải được tách
thành hai dịng điệndq tọa độ trục. Trong tình huống này,d-trục được bố trí vào
vị trí của nam châm vĩnh cửu tạo ra từ thơng. Cácq-dịng điện trục được chuyển
đổi thành thành phần dịng điện mơmen ln được duy trì ở mức 90°theo
không gian đối với từ thông rôto. Nam châm vĩnh cửu sinh ra từ thông của
động cơ đang quay với tốc độ góc ω của rơtornhư thể hiện trongHình 11.20. Vì
vậy,dq trục phải quay cùng tốc độ với tốc độ góc từ thơng để duy trì dịng điện
thành phần mơmen ln ở mức 90°về mặt khơng gian. Nói cách khác, dòng
điện stato cần được chuyển đổi bằng cách sử dụng hệ quy chiếu quay theo tốc
độ góc rơto.
Đối với việc chuyển đổi tọa độ này, dữ liệu về vị trí rơto nam châm vĩnh cửu θr
được u cầu. Trong động cơ đồng bộ, cảm biến vị trí rơto loại tuyệt đối như bộ
phân giải hoặc bộ mã hóa được sử dụng để thu được vị trí ban đầu tuyệt đối dọc
theo động cơ.d-trục.

11.2.2.4 Điều khiển vectơ của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu
gắn trên bề mặt
Vị trí hiện tại của rôto θrđược phát hiện và đặt thànhdrvị trí trục và
chuyển đổi tọa độ dịng điện stato sang tọa độ rơto. Xét phương trình
mơ men xoắn của SPMSM đã cho trước đó, dịng điện từ thơng của


324PHẦN IIIỔ đĩa tốc độ có thể điều chỉnh

QUẢ SUNG. 11 giờ 20Rôto của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu và định nghĩa điều khiển của nó.

cácdrdịng điện trên trục không phụ thuộc vào thành phần mômen và do đó, để sử dụng
dịng điện tối đa trên stato, tồn bộ dịng điện trên stato phải là dịng điện thành phần
mơmen củaqr- dịng điện trục Nói cách khác,dr- dịng điện trục tạo ra từ thơng ϕflà

định vị đểdr

ds¼0

và tất cả tọa độ dòng điện stato được chuyển đổi thànhqr-trục

hiện hànhTơirqs. Dịng điện tham chiếu có thể được biểu diễn dưới dạng:

ds¼0,

Tơir∗

qs¼

Tơir∗

Te∗
P3
ϕ
2 2f

(11.46)

Ở đâuTe∗là mơ-men xoắn tham chiếu và biểu thị dòng điện tham chiếu theo sơ đồ vectơ
được hiển thị trongHình 11.21MỘT.

QUẢ SUNG. 21/11Điều khiển véc tơ dịng điện cơ bản của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu. (A) Loại gắn
trên bề mặt và (B) loại bên trong.


Điều khiển cơ bản của bộ truyền động động cơ ACchương 11325

11.2.2.5 Điều khiển véc tơ của động cơ đồng bộ nam châm
vĩnh cửu bên trong
Trong phương trình mơmen của IPMSM, mômen từ trở tồn tại cũng như mômen
điện từ. Do đó, có thể đạt được mơ men xoắn lớn hơn một chút bằng cách sử dụng
thành phần mômen từ trở này. Tương tự như phương pháp điều khiển vectơ IPMSM
đã thảo luận trước đó, nếud-dịng điện trục được điều khiển bằng 0, không thể sử
dụng mômen từ trở và nên sử dụng phương pháp khác. Nói cách khác, để tạo ra
mơ-men xoắn này,d-dịng điện trục là cần thiết và dòng điện stato được tách ra
thànhdr- Vàqr-axis thành phần hiện tại. Do đó, mơ-men xoắn cực đại có thể được suy
ra từ tỷ số phân bổ dòng điện củadr- Vàqr- trục so với dịng điện stato đã cho.Hình
11.21B hiển thị sơ đồ vectơ dòng điện và β là pha hiện tại để tạo ra mô-men xoắn
cực đại trên mỗi đơn vị dịng điện.

11.2.3 Mơ phỏng động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu
Hoạt động cơ bản của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu được mô phỏng
bằng công cụ dựa trên PSIM.Hình 11.22trình bày sơ đồ mạch của động cơ đồng
bộ nam châm vĩnh cửu để điều khiển véc tơ. Mạch này được chia thành bốn
phần: bộ biến đổi công suất, động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu, phần tải và
phần điều khiển.Bảng 11.2liệt kê các thông số kỹ thuật của các thông số mô
phỏng và động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu dùng cho mô phỏng. Khi độ tự
cảm của statoLdbằngLq, nó là động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu nổi và khi
độ tự cảm của statoLdKhơng bằng Lq, nó là loại động cơ đồng bộ nam châm
vĩnh cửu bên trong. Trong đoạn này, động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu gắn

trên bề mặt về cơ bản được sử dụng để điều khiển véc tơ.

11.2.3.1 Kiểm sốt véc tơ
Hình 11.23cho thấy sự biến đổi hệ quy chiếu của dòng điện ba pha. Khi
dòng điện ba pha stator được biến đổi thành dòng chuẩn tĩnh

QUẢ SUNG. 22/11Sơ đồ nguyên lý động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu.


326PHẦN IIIỔ đĩa tốc độ có thể điều chỉnh

BẢNG 11.2Thơng số kỹ thuật của các thông số mô phỏng và động cơ đồng bộ
nam châm vĩnh cửu gắn trên bề mặt
Tham số

Giá trị

Đơn vị

Nguồn điện áp (V.DC)

600

V.

Thời gian lấy mẫu (TS)

100

μs

Chuyển đổi thường xuyên (fsw)

10

kHz

Công suất định mức (Pđánh giá)

1,5

kW

Điện áp định mức (V.đánh giá)

129

V.

Đánh giá hiện tại (TƠIđánh giá)

6,7

MỘT

Mơ-men xoắn định mức (Tđánh giá)

9,55

Nm

Tốc độ định mức (ωđánh giá)

1500

vòng/phút

Điện trở stato (RS)

0,123

Ω

Độ tự cảm của stato (LdVàLq)

9,52

mH

Lực quán tính (J)

13.1

kg cm2

thì cường độ dịng điện bằng nhau và độ lệch pha là 90°. Khi dòng điện ba
pha stator được biến đổi thành hệ quy chiếu quay, dòng điện sẽ trở thành
dịng điện một chiều (DC). Ngồi ra, cường độ dòng điện là giá trị cực đại
của AC (dòng điện xoay chiều) như trongHình 11.23D. Dịng điện thu được
từ phép biến đổi khung tham chiếu được đưa vào bộ điều khiển hiện tại

[12,13].
Hình 11.24hiển thị kết quả mơ phỏng của bộ điều khiển hiện tại sử dụng bộ điều
khiển PI. Tần số chuyển mạch được đặt thành 10 kHz và băng thơng của bộ điều
khiển dịng điện cho đặc tính điều khiển ổn định được đặt thành 2000 rad/s. Khi
tham chiếu hiện tại được đặt thành bước, bộ điều khiển hiện tại có phản hồi nhanh
mà khơng có lỗi ở trạng thái ổn định. Ngoài ra, sự kết hợp lẫn nhau củad-Vàq-trục
có thể được tách rời thơng qua việc bù emf phía sau.
Hình 11.25hiển thị kết quả phản hồi tốc độ và mô-men xoắn đối với các tải tốc độ và mômen xoắn khác nhau. Mặc dù mô-men xoắn tham chiếu thay đổi nhanh chóng nhưng mơ-men
xoắn thực tế sẽ phản ứng ngay lập tức như minh họa trongHình 11.25A. Khi tham chiếu tốc độ
thay đổi từ 800 đến -800 vòng/phút, tốc độ thực tế sẽ phản hồi ngay lập tức như minh họa trong
Hình 11.25B.