Điều khiển động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu bằng fuzzy logic

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ
NAM CHÂM VĨNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP
ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP MOMEN KẾT HỢP

FUZZY LOGIC

Người hướng dẫn: Th.S HỒ ĐĂNG SANG
Người thực hiện: NGUYỄN VĂN HÒA

Lớp : 13040101
Khoá : 2013-2018

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2018

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ
ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH BẰNG
PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TRỰC

TIẾP MOMEN KẾT HỢP FUZZY

LOGIC

Người hướng dẫn: Th.S HỒ ĐĂNG SANG
Người thực hiện: NGUYỄN VĂN HÒA

Lớp : 13040101
Khoá : 2013-2018

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2018

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến với thầy Hồ
Đăng Sang người đã hướng dẫn trực tiếp em hồn thành khóa luận tốt nghiệp. Với
kiến thức còn nhiều mặt hạn chế nên trong suốt 4 tháng qua thầy đã tận tình chỉ bảo
em rất nhiều. Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy.

Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến chân thành đến các thầy cô trường Đại học
TƠN Đức Thắng nói chung và các thầy cơ trong khoa Điện – Điện Tử nói riêng đã
truyền đạt nhiều kiến thức bổ ích trong suốt 4 năm học vừa qua. Cảm ơn gia đình,
những người bạn đồng hành cùng em trong suốt q trình hồn thành khóa luận
này. Em xin chân thành cảm ơn rất nhiều.

Lời cuối cùng em xin kính chúc các thầy cơ có thật nhiều sức khỏe và thành
cơng hơn nữa trong sự nghiệp trồng người.

Sinh viên
Nguyễn Văn Hòa

CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH

TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

Tôi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi và được sự
hướng dẫn khoa học của thầy Ths.HỒ ĐĂNG SANG. Các nội dung nghiên cứu, kết
quả trong đề tài này là trung thực và chưa cơng bố dưới bất kỳ hình thức nào trước
đây. Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh
giá được chính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu
tham khảo.

Ngồi ra, trong luận văn cịn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số
liệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn
gốc.

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tơi xin hồn tồn chịu trách
nhiệm về nội dung luận văn của mình. Trường đại học Tôn Đức Thắng không
liên quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do tôi gây ra trong q trình
thực hiện (nếu có).

TP. Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 1 năm 2018
Tác giả

(ký tên và ghi rõ họ tên)


LỊCH TRÌNH LÀM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: NGUYỄN VĂN HÒA
Lớp: 13040101 MSSV: 41301344
Tên đề tài: Điều khiển động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu bằng phương pháp điều khiển
trực tiếp momen kết hợp Fuzzy Logic

Tuần / ngày Nội dung Xác nhận
GVHD
Tuần 1
2-7/10 Tìm hiểu cơ sở lý thuyết
Tuần 2
9-14/10 Tìm hiểu cơ sở lý thuyết
Tuần 3
16-21/10 Tìm hiểu về phương pháp điều khiển trực tiếp momen
Tuần 4
23-28/10 Tìm hiểu về phương pháp điều khiển trực tiếp momen
Tuần 5
30-4/11 Tìm hiểu về phương pháp điều khiển trực tiếp momen
Tuần 6
6-11/11 Tìm hiểu về phương pháp điều khiển trực tiếp momen
Tuần 7 Mô phỏng về điều khiển trực tiếp momen cho động cơ
13-18/11 đồng bộ nam châm vĩnh cửu trên simulink
Tuần 8 Mô phỏng về điều khiển trực tiếp momen cho động cơ
20-26/11 đồng bộ nam châm vĩnh cửu trên simulink
Tuần 9 Mô phỏng về điều khiển trực tiếp momen cho động cơ
27-3/12 đồng bộ nam châm vĩnh cửu trên simulink
Tuần 10 Mô phỏng về điều khiển trực tiếp momen cho động cơ
4-12/12 đồng bộ nam châm vĩnh cửu trên simulink
Tuần 11 Mô phỏng về điều khiển trực tiếp momen cho động cơ
14-21/12 đồng bộ nam châm vĩnh cửu trên simulink
Tuần 12 Tìm hiều lý thuyết về Fuzzy logic
22-28/12
Tuần 13 Mô phỏng về điều khiển trực tiếp momen có kết hợp
29-4/1 Fuzzy logic cho động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu
trên matlap simulink

Tuần 14 Mô phỏng về điều khiển trực tiếp momen có kết hợp
7-13/1 Fuzzy logic cho động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu
trên matlap simulink

GV HƯỚNG DẪN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ...........................................................................................8

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ....................................................................................12

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU........................................................13

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ .............................................3
1.1 ĐẠI CƯƠNG .............................................................................................................3
1.2 CẤU TẠO, NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC, TRỊ SỐ ĐỊNH MỨC CỦA MÁY ĐIỆN
ĐỒNG BỘ............................................................................................................................3

1.2.1 Cấu tạo ................................................................................................................3
1.2.2 Nguyên lí làm việc...............................................................................................5
1.2.3 Các phương pháp khởi động động cơ đồng bộ ...................................................6
1.2.4 Các thông số định mức của máy điện đồng bộ ...................................................7
1.3 PHẢN ỨNG PHẦN ỨNG VÀ CÁC ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC CỦA MÁY ĐIỆN
ĐỒNG BỘ............................................................................................................................8
1.3.1 Phản ứng phần ứng của máy điện đồng bộ.........................................................8
1.3.2 Các đặc tính làm việc của máy điện đồng bộ....................................................10
1.4 ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU..................................................12
1.4.1 Khái quát...........................................................................................................12
1.4.2 Cấu tạo ..............................................................................................................13

1.4.3 Nguyên lý hoạt động của động cơ PMSM.........................................................14
1.5 KẾT LUẬN..............................................................................................................15

CHƯƠNG 2. BIẾN TẦN NGUỒN ÁP VÀ MƠ HÌNH TOÁN HỌC CỦA ĐỘNG CƠ
ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU ...........................................................................16
2.1 BIẾN TẦN NGUỒN ÁP ..........................................................................................16

2.1.1 Tổng quát ..........................................................................................................16
2.1.2 Bộ nghịch lưu áp (Bộ biến tần nguồn áp) .........................................................16
2.2 VECTOR KHÔNG GIAN VÀ CÁC ĐẠI LƯỢNG PHA ........................................19
2.2.1 Biểu diễn vector không gian cho các đại lượng pha.........................................19
2.2.2 Hệ tọa độ cố định stator ( trục α-β) ..................................................................21

2.2.3 Hệ tọa độ từ thông rotor (d-q) ..........................................................................22
2.3 MƠ HÌNH TỐN HỌC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ KÍCH TỪ NAM CHÂM VĨNH
CỬU 23

2.3.1 Phương trình của động cơ trong hệ tọa độ cơ bản (a,b,c)................................25
2.3.2 Phương trình của động cơ trong hệ tọa độ từ thông rotor (d-q) ......................26
2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH
CỬU 27
2.4.1 Điều khiển vector (Field Oriented Control)......................................................27
2.4.2 Điều khiển định hướng từ thông roto động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (
Roto flux oriented control) .............................................................................................29
2.4.3 Phương pháp điều khiển trực tiếp momen ( Direct Torque Control) ...............31
2.5 KẾT LUẬN..............................................................................................................34

CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP MOMEN ....................35

3.1 TỔNG QUÁT ..........................................................................................................35

3.2 ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP MOMEN......................................................................36
3.3 MÔ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ ĐỒNG NAM CHÂM VĨNH
CỬU BẰNG PHƯƠNG ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP MOMEN TRÊN MATLAB
SIMULINK ........................................................................................................................43

3.3.1 Sơ đồ mô phỏng động cơ PMSM trên Matlab Simulink....................................43
3.3.2 Chi tiết các khối trong sơ đồ mô phỏng động cơ PMSM bằng phương pháp DTC

43
3.4 KẾT LUẬN..............................................................................................................53

CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH
CỬU BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP MÔMEN......................54

4.1 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG ..........................................................................................54
4.1.1 Động cơ chạy không tải với vận tốc định mức..................................................55
4.1.2 Động cơ chạy có tải với vận tốc định mức........................................................58
4.1.3 Động cơ chạy có tải với vận tốc bằng ½ vận tốc định mức và đảo chiều quay 61
4.1.4 Động cơ chạy có tải với nhiều tốc độ khác nhau ..............................................64

CHƯƠNG 5. NÂNG CAO CHẤT LƯƠNG HỆ THỐNG VỚI BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ
67

5.1 LÝ THUYẾT ...........................................................................................................67
5.1.1 Lịch sử ra đời của lý thuyết mờ.........................................................................67
5.1.2 Khái niệm cơ bản về logic mờ...........................................................................67
5.1.3 Bộ điều khiển mờ cơ bản...................................................................................70

5.2 BỘ ĐIỀU KHIỂN PID – FUZZY.............................................................................71
5.2.1 Hàm thành viên ( Membership Function) .........................................................73

5.2.2 Luật mờ .............................................................................................................75

5.3 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG KHI SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TRỰC
TIẾP MOMEN VỚI BỘ ĐIỀU KHIỂN PID – MỜ............................................................79

5.3.1 Động cơ chạy không tải với vận tốc định mức..................................................79
5.3.2 Động cơ chạy có tải với vận tốc định mức........................................................81
5.3.3 Động cơ chạy có tải với vận tốc bằng ½ vận tốc định mức và đảo chiều quay 82
5.3.4 Động cơ chạy có tải với nhiều tốc độ khác nhau ..............................................84
5.4 NHẬN XÉT .............................................................................................................85
5.4.1 Động cơ chạy không tải với vận tốc định mức..................................................85
5.4.2 Động cơ chạy có tải với vận tốc định mức........................................................86
5.4.3 Động cơ chạy có tải với vận tốc bằng ½ vận tốc định mức và đảo chiều quay 87
5.4.4 Động cơ chạy có tải với nhiều tốc độ khác nhau ..............................................87
5.5 NHẬN XÉT CHUNG ..............................................................................................88
5.6 KẾT LUẬN..............................................................................................................88

TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................90

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1-1 : Ngun lí làm việc của máy phát điện một chiều .....................................5
Hình 1-2: Sơ đồ nối dây khởi động động cơ đồng bộ bằng phương pháp dị bộ.........6
Hình 1-3 : Phản ứng phần ứng với tải thuần trở .........................................................9
Hình 1-4 : Phản ứng phần ứng với tải thuần cảm .......................................................9
Hình 1-5 : Phản ứng phần ứng với tải thuần dung ......................................................9
Hình 1-6 : Đặt tính khơng tải ....................................................................................10
Hình 1-7 : Đặc tính ngắn mạch .................................................................................11
Hình 1-8 : Đặc tính ngồi..........................................................................................11
Hình 1-9 : Đặc tính điều chỉnh..................................................................................12

Hình 1-10 : Động cơ PMSM cực lồi .........................................................................14
1-Stator ;2-Roto; 3-Nam châm vĩnh cửu...................................................................14
Hình 1-11 : Động cơ PMSM cực ẩn .........................................................................14
1-Stator; 2-Roto; 3-Nam châm vĩnh cửu...................................................................14
Hình 2-1: Mạch nghịch lưu 3 pha 2 bậc (a), nghịch lưu cầu 1pha (b) ......................18
Hình 2-2 : Mạch tương đương biểu thị giữa 2 điểm của điện áp vn0 ........................18
Hình 2-3: Vị trí khơng gian các pha..........................................................................19
Hình 2-4 Xây dựng vector khơng gian từ các đại lượng pha ....................................20
Hình 2-5 : Hệ tọa độ stator α-β .................................................................................21
Hình 2-6 : Mối quan hệ giữa tọa độ α-β và d-q ........................................................22
Hình 2-7 : Biểu diễn các vector khơng gian lên hệ tọa độ d-q..................................23
Hình 2-8: Mơ hình của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu .................................24
Hình 2-9 : Các cuộn dây và hệ tọa độ ứng với ĐCĐBKTNCVC .............................25
Hình 2-10: Sơ đồ điều khiển vector trong hệ truyền động động cơ PMSM .............28
Hình 2-11: Điều khiển vòng trễ trong động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu ..........30
Hình 2-12 : Điều khiển so sánh trong động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu...........31
Hình 2-13 : Sơ đồ DTC cổ điển cho động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu.............33

Hình 3-1 : Sơ đồ cấu trúc DTC cổ điển ....................................................................36
Hình 3-2: Khâu hiệu chỉnh từ thơng trễ 2 vị trí, b-Khâu hiệu chỉnh momen trễ 3 vị
trí ...............................................................................................................................37
Hình 3-3 : Trạng thái các vector điện áp...................................................................40
Hình 3-4 : Các sector trong hệ αβ .............................................................................41
Hình 3-5 : Vector từ thơng stator trong sector 1 .......................................................41
Hình 3-6 : Sơ đồ mơ phỏng động cơ đồng đồng bộ nam châm vĩnh cửu bằng
phương pháp DTC.....................................................................................................43
Hình 3-7 : Bộ biến tần và khối động cơ nam châm vĩnh cửu ...................................44
Hình 3-8: Khối chuyển Vabc->Vαβ..........................................................................45
Hình 3-9: Khối chuyển Iabc->Iαβ.............................................................................45
Hình 3-10 : sơ đồ tính tốn từ thơng, momen và góc tải θ........................................46

Hình 3-11:Vector điện áp trong các sector ...............................................................46
Hình 3-12: Khối điều khiển momen trễ 3 vị trí.........................................................48
Hình 3-13: Thơng số của bộ khiển momen trễ 3 vị trí ..............................................49
Hình 3-13 : Khối điều khiển từ thơng trễ 2 vị trí ......................................................49
Hình 3-14: Thơng số của khâu trễ từ thơng 2 vị trí...................................................49
Hình 3-15: Khối chọn vector điện áp chuẩn .............................................................50
Hình 3-16 : Khối tính tốn Vabc...............................................................................51
Hình 3-17: Khối PID Controller ...............................................................................53
Hình 4-1: Giao diện điều chỉnh và nhập thời gian mơ phỏng...................................55
Hình 4-2: Tốc độ rotor ..............................................................................................55
Hình 4-3: Momen điện từ..........................................................................................56
Hình 4-3 : Biên độ vector từ thơng stator .................................................................57
Hình 4-4 : Quỹ đạo vector từ thơng stator ................................................................57
Hình 4-5: Tốc độ rotor ..............................................................................................58
Hình 4-6 : Momen điện từ.........................................................................................59
Hình 4-7: Biên độ vector từ thơng ............................................................................60
Hình 4-8 : Quỹ đạo vector từ thơng ..........................................................................60

Hình 4-9 : Tốc độ rotor .............................................................................................61
Hình 4-10: Momen điện từ........................................................................................62
Hình 4-11: Biện độ vector từ thơng ..........................................................................63
Hình 4-12 : Quỹ đạo vector từ thơng ........................................................................63
Hình 4-13: Tốc độ rotor ............................................................................................64
Hình 4-14 : Momen điện từ.......................................................................................65
Hình 4-15 : Biên độ vector từ thơng .........................................................................66
Hình 4-16: Quỹ đạo vector từ thơng .........................................................................66
Hình 5-1 : mối liên hệ giữa biến ngơn ngữ và biến vật lý ........................................69
Hình 5-2: Cấu trúc của bộ điều khiển mờ .................................................................70
Hình 5-3 : Sơ đồ mơ phỏng động cơ PMSM có sử dụng bộ điều khiển PID –
FUZZY ......................................................................................................................72

Hình 5-4 : Cấu trúc của bộ PID – FUZZY................................................................72
Hình 5-5 : Giao diện soạn thảo FUZZY trên Matlab ................................................73
Hình 5-6: Hàm thành viên của sai số tốc độ e(t).......................................................73
Hình 5-7: Hàm thành viên của độ dốc sai số tốc độ de/dt ........................................74
Hình 5-8 : Hàm thành viên của Kp ...........................................................................74
Hình 5-9: Hàm thành viên của Ki .............................................................................75
Hình 5-10 : Hàm thành viên của Kd .........................................................................75
Hình 5-11 : Giao diện soạn thảo luật mờ ..................................................................78
Hình 5-12: Luật mờ...................................................................................................78
Hình 5-13: Đáp ứng ngõ ra trong khơng gian ...........................................................79
Hình 5-14 : Tốc độ rotor ...........................................................................................80
Hình 5-15 : Momen điện từ.......................................................................................80
Hình 5-16 : Tốc độ rotor ...........................................................................................81
Hình 5-17 : Momen điện từ.......................................................................................82
Hình 5-18 : Tốc độ rotor ...........................................................................................83
Hình 5-19 : Momen điện từ.......................................................................................83
Hình 5-20 : Tốc độ rotor ...........................................................................................84

Hình 5-21 : Momen điện từ.......................................................................................85

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 3-1: Trạng thái đóng ngắt của bộ nghịch lưu...................................................38
Hình 3-2: Bảng chuyển mạch tối ưu .........................................................................42
Bảng 4-1 : Thông số động cơ ....................................................................................54
Bảng 5-1: Luật mờ của Kp........................................................................................76
Bảng 5-2: Luật mờ của Ki.........................................................................................76
Bảng 5-3: Luật mờ của Kd........................................................................................76

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

PMSM Permanent Magnet Synchronous Motror
DTC Direct Torque Control
FOC Field Oriented Control
RFOC Rotor Field Oriented Control
PWM Pulse Width Modulation
FUZZY LOGIC Điều khiển mờ
PIDFUZZY Bộ điều khiển PID kết hợp với FUZZY
d-q Hệ tọa độ rotor
α-β Hệ tọa độ stator
ψds ,ψqs Từ thông stator trên hệ d-q
vds, vqs Điện áp stator trên trục d-q
ids, iqs Dòng điện stator trên trục d-q
ψαs ,ψβs Từ thông stator trên hệ α-β
vαs, vβs Điện áp stator trên trục α-β
iαs, iβs Dòng điện stator trên trục α-β
ψs Biên độ từ thông stator
Lm Giá trị của điện cảm từ hóa
Me Momen điện từ
ML
Rs Momen tải
Điện trở dây quấn stator

Ls Điện cảm dây quấn stator
uas,ubs,ucs Điện áp dây quấn stator
ias, ibs, ics Dòng điện dây quấn stator
ψas, ψbs, ψcs Từ thông dây quấn stator
ψm Từ thông tạo ra bởi nam châm vĩnh cửu

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trang 1/90

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay với sự phát triển của đất nước, nền công nghiệp ngày một phát triển
lên một tầm cao mới. Trong đó động cơ điện được sử dụng rất nhiều và phổ biến
trong công nghiệp. Ở đây ta phải đề cập đến động cơ điện đồng bồ đang dần được
sử dụng dụng dần để thay thế các động cơ cũ với những ưu điểm vượt trội về hiệu
suất, hệ số cosφ cao, tốc độ ít phụ thuộc vào điện áp,...

Cũng như các hệ điều khiển khác, chất lượng của hệ truyền động điện phụ thuộc
rất nhiều vào bộ điều khiển. Yêu cầu hệ thống phải tạo ra khả năng thay đổi tốc độ
tốt, hoạt động ở nhiều phạm vi khác nhau.

Nhiều phương pháp đã được nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực truyền động
như: Phương pháp điều khiển vô hướng (V/f =const), phương pháp điều khiển theo
từ thông (FOC), phương pháp điều khiển định hướng từ thông rotor(RFOC),
phương pháp điều khiển trực tiếp momen (DTC),...

Trong luận văn tốt nghiệp này em xin trình bày về đề tài “ Tìm hiểu và mơ
phỏng về động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu bằng phương pháp điều khiển trực
tiếp momen” cùng với đó có sự kết hợp với bộ điều khiển mờ ( Fuzzy Logic).

Mô Phỏng Động Cơ Đồng SVTH: Nguyễn Văn Hòa
Bộ Nam Châm Vĩnh cửu

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 2/90

TÓM TẮT

Ngày nay, với sự hiệu quả trong chất lượng truyền động, phương pháp điều khiển
trực tiếp momen (DTC) đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong điều khiển tốc độ
động cơ, được cấp nguồn từ một bộ biến tần nguồn áp. Xuất phát từ những hạn chế
của phương pháp điều khiển trực tiếp momen cổ điển nhiều phương pháp cải tiến đã
dần ra đời và có nhiều ưu điểm nổi bật.
Ở luận văn này em xin trình bày về “Phương pháp điều khiển trực tiếp momen có
kết hợp với bộ điều khiển mờ” cho động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu.
Kết quả được mô phỏng trên phần mềm Matlab Simulink.

ABSTRACT

Nowadays, with the efficiency in quality drive system, Direct Torque Control
(DTC) have been used popular in Motor Speed Control and it is powered by
Voltage Source Inverter. Based on limitation of the classical DTC, many innovative
methods have emerged with outstanding advantages.
In my project, I want to indicate a topic “ Direct Torque Control method with the
combination of fuzzy controller” for Permanent Magnet Synchronous Motor
The results are simulated on the Matlab Simulink software.

Mơ Phỏng Động Cơ Đồng SVTH: Nguyễn Văn Hịa
Bộ Nam Châm Vĩnh cửu

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 3/90

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ

1.1 ĐẠI CƯƠNG
Máy điện đồng bộ là máy điện xoay chiều có tốc độ quay của rơto bằng

tốc độ quay của từ trường trong máy n1. Ở chế độ xác lập máy điện đồng
bộ có tốc độ quay của rơto n ln khơng đổi.
Về cơ bản máy điện đồng bộ được phân thành: máy phát đồng bộ và đồng
cơ đồng bộ.
+ Máy phát đồng bộ là nguồn điện chính của lưới điện quốc gia, trong đó
động cơ sơ cấp là tuabin hơi, tuabin khí hoặc tuabin nước.
+ Động cơ điện đồng bộ được sử dụng khi truyền động cơng suất lớn có
thể lên tới vài chục MW với yêu cầu tốc độ không đổi. Động cơ điện
đồng bộ dùng trong cơng nghiệp luyện kim, máy bơm, quạt gió,...

1.2 CẤU TẠO, NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC, TRỊ SỐ ĐỊNH MỨC CỦA MÁY
ĐIỆN ĐỒNG BỘ
1.2.1 Cấu tạo

Gồm có 2 phần chính : phần tĩnh (stator) và phần quay (rôto)
1.2.1.1 Stator

- Mạch từ: là lõi thép được ghép bằng các lá thép kỹ thuật có độ dày từ
0,3-0,5 mm, được đặt cách điện để chống dịng Fucơ, mạch từ được
đặt trong lõi máy.

- Mạch điện: là cuộn dây, dây quấn stator cịn gọi là dây quấn phần ứng.

Mơ Phỏng Động Cơ Đồng SVTH: Nguyễn Văn Hòa
Bộ Nam Châm Vĩnh cửu

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 4/90

1.2.1.2 Rotor

- Rôto của máy điện đồng bộ có các cực từ và dây quấn kích từ dùng để
tạo ra từ trường cho máy , đối với máy nhỏ roto là nam châm vĩnh
cửu.

- Có 2 loại rơto : rơto cực ẩn và rôto cực lồi
+ Rôto cực lồi : dạng mặt cực để khe hở không khí khơng đều, mục
đích là làm cho từ cảm phân bố trong khe hở khơng khí hình sin để
sức điện động ở dây quấn stato có hình sin. Loại roto này dùng ở các
máy có tốc độ thấp, có nhiều đơi cực như ở máy phát kéo bởi tubin
thủy điện.
+ Rơto cực ẩn : khe hở khơng khí đều, rơto chỉ có 2 cực hoặc 4 cực.
Loại này được sử dụng trong các máy có tốc độ cao. Vì quay với tốc
độ cao nên để chống lực li tâm, roto được chế tạo nguyên khối có
đường kính nhỏ.

1.2.1.3 Phân loại

- Phân loại theo kết cấu roto : roto cực ẩn và roto cực lồi
- Phân loại theo chức năng :

+ Máy phát đồng bộ
+ Động cơ đồng bộ
+ Máy bù đồng bộ

Mô Phỏng Động Cơ Đồng SVTH: Nguyễn Văn Hòa
Bộ Nam Châm Vĩnh cửu