Xây dựng mô hình động cơ dị bộ Rotor dây quấn trên hệ tọa độ αβ và dq
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (404.7 KB, 26 trang )
!"#$ % &'()*+,-,!).
/0%123!'4&5647* 8&5
59: ;--+<&,=#4)
3 859>),>5+,-1'
%()*=#45+,-,!&%,
&$, '4,'+()*+,-),!)?0
%''@<05"#$!A)'
4.&'()*BC=09 !B0
D?!;&%)%&4&'%114)
BC=0&%&,)-#$'4+,%E
=0?!)'BC-F+ '3G'D
@;=H ;>&%)')?=I,-:'
5BC=0+,-./(>1
J347*KH4,5'< 'L
MXây dựng mô hình động cơ dị bộ Rotor dây quấn trên hệ tọa độ αβ và dqN1
D>G#&O)'GG+
<B?&%B4/ 4.C?H0;8
-.)+)P'9)!9CO)''
,DQ
R&3
S:T"U
1
VWXWX
V+-<DEB
Y1ZV+-<+*D
Y1[\(C+-<
\]^_`
abbc^deV\dfghhhhhhhhhhhhhhhhhh111[i
XDZLj%,&5D+O
Z1Z1X0!.D\T2
TD+O-O)-IBLkl&'
-(1
[
Z
Zmn! ')
o[md-0#
YYmS<)
omR
2
ppmX G->U
iimq
Hình 1.1. Động cơ không đồng bộ roto dây quấn
mklrBsL
jO&<? tu-?#(01
vS<)L',&$C&,!J&'6 tu-B?&<
#!$/?9>U)3,&'G-)w9x
$)&'C&,-#(01X))+B0u* '&<
E+?@))+B0*&' % 'E1
vtu-L',&$#yJ&';u-J) )u-l
,&%rE>#@,=)sH*$/1V6
.) )u-;#-')96#B1
vz(0BLT;(0'J)+?')!.
+;6&' tu-B1X)+;),&')
,&% tu-1
mk(rs L
jO tu-?$)&'#(01
vtu-:;#-J) )u-l,#!*
@&'6'.) )u-;#-')96#?
@w;#- /@9 O$)1X) )u-3;u- !
&%'$@'w ' O$)?6'.$ ')
96#(01) )u-;#$-3
) )u-.B1
v$) 'Eu->&'; O"&% tu-1$
;xw{3G-)1
vz(0 !L ! OB&'#(01
3
!9 OBLz(0
')#yEO6+;6&'UG
!E&'G!w1S%D<#(0;
K3>O#y?&'G!?)C,&')(!
')1X)D3Z||}#y 'EO&';6&')
&';G6&'&'G!1
ìHình 1.2. Dây quấn roto kiểu lồng sóc
!#(0LX:;(0'J)+#(0
B&'PB>4J#(0B1z(09' +0*B
&'0&'&';G&'$(&'),&%
$12{>U&' +~ 3&';'9#y,&'
w:>BE'D9w65•>1
4
Hình 1.3. Cấu tạo của động cơ không đồng bộ ba pha rôto dây quấn
Z1[1T6ID.D\T2
H 8),?D&' %, ' 8w?l
'-.D>="?)+B>#(0,w&',
)+{?{w!J+{?<({0B)&'{
0 tu-&',)- %''>="?*BDO-
.D*&AZmo1
Hình 1.4. Sơ đồ thay thế một pha động cơ không đồng bộ
^
Z
LUB>,#$.,)--B
q
?q
Z
?q
[
€
',w)#$J)?,wB&',
w+({&5-IB1
•
?•
Z
?•
[
€
? ',)!J),)CB&'
,)({&5-IB1
b
?b
Z
?b
[
€
')#@,J)?#@,B?#@,
+({&5B
S%,B>({BL
•
€
[
‚\
[
1•
[
ƒb
€
[
‚\
b
[
ƒq
[
€
‚\
[
q
[
L
\
#(Z
?\
#([
L,B>#(0B&'
^
Z
,)-U"6&'#(0B
„
…
LB",U".
5
T;DLB‚
ω
ωω
Z
Z
−
I;#@,(+L
b
[
€
‚
( )
[
†
[Z
[
†
[
Z
Z
XX
R
R
U
S
++
+
R‚|⇒b
[
€
‚|rω‚ω
Z
s
R‚Z⇒b
[
€
‚
( )
XRR
U
nm
[[
[Z
Z
++
‚#@,=rb
[
€
=s?ω‚|
&%L•
‚•
Z
v•
[
€
L,)G!
z@w-I+.D1
Hình 1.5. Đặc tính dòng điện roto
+b
[
€
=‚ro÷‡sb
1S*w
DK8C#@w)-I+E)G3,w-$
-I+1
#@,-IB 'L
\R‚|→b
Z
‚b
r#@-IBE#@J)s
R‚Z→b
Z
‚
( )
Z
[
[Z
ZZ
U
XRR
XR
nm
thth
++
+
+
6
Hình 1.6. Đặc tính dòng điện stato của động cơ không đồng bộ .
mT9=#4-D*6ID.D+O
#4&'5,E+B0D1
+B0,J9JBB 'L
k
‚V1ω
Z
rZ1ZsVL'+H,J.D
jCBˆ<({0-$*LV‚V
D
X+B0k
'-
k
D
LX+B0D3$Dk
D
‚V
D
1ωrZ1[s
∆k
ω
[
LX+B0{O+L∆k
ω
[
‚Y1b
[
€[
1q
[
€
rZ1Ys
S%b
[
€
‚
( )
XRR
U
nm
[[
[Z
Z
++
Lk
‚k
D
v∆k
ω
[
rZ1os
rZ1Zs?rZ1[s?rZ1Ys&'-D*rZ1os
V1ω
Z
‚V1ωvY1
R
X
R
R
U
nm
S
†
[
[
[
†
[
Z
[
Z
1
+
+
Vrω
Z
mωs‚Y1
R
X
R
R
U
nm
S
†
[
[
[
†
[
Z
[
Z
1
+
+
rZ1ps
S%B‚
ω
ωω
Z
Z
−
&'-D*rZ1ps
V‚
+
+
[
[
†
[
ZZ
†
[
[
Z
Y
nm
X
s
R
Rs
RU
ω
7
T '-D*6ID.D+O1
T9&A6ID.D-C*)9%!
+(&,C-D*L
|=
dS
dM
*;UB>.V&'Rw94ULI, 'V
%!
rV
s&'
)UR
%!
rR
s1X$9 'L
R
‚±
XR
R
nm
[[
Z
†
[
+
ƒV
‚±
(
)
[[
ZZZ
Z
[
Y
nm
XRR
U
+±
ω
z0MvM"&%!)D1
z0MmM"&%!))-)1
\3"),5.D+O
(5!) '&,.D1
S%D+B0 % %q
Z
0<B&%•
3
K'9<(q
Z
l 'q
Z
‚|1zL
R
‚±
X
R
nm
†
[
ƒV
‚±
X
U
nm
ω
Z
[
Z
[
Y
-•B>L
+=
S
S
S
S
M
M
th
th
th
[
Z
‰V‚
S
S
S
S
M
th
th
th
+
[
m\=uRŠŠR
rR→|s1‹B>
S
S
th
<?K
S
S
th
‚|1
K'6ID#!DCL
V‚
S
S
M
th
th
1
[
\R>>R
rR→|s
LV‚
S
S
M
th
th
1
[
R‚Z⇒V‚V
‚[1V
1R
8
Hình 1.7. Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ
43"),5D+O
4&P '&, 'ŒIJ|z1
Z1Y1\wD\T2
z@,wL\w‚|?B‚Z3L
*Lb
‚ro•‡sb#"&%^
#
Ž3w)L
V
-C. %9I"&%6IC1
b
'<'>9+Cw)-$C)1
w
-C<9)9 '&,;1
Uw•5&'I>;
X)33 ');P;-'BA3
3'%1
\wD#(0;>&'),w-$q-1
T3\
Z
&'\
[
wD;w(,w-$ %0
B\
Z
O\
[
C#,w-$&5+1T6I
+H"&%I),w-$wq
-Z
&'q
-[
w*Z1i
9
Hình 1.8. Khởi động động cơ KĐB Rotor dây quấn
a.Sơ đồ mạch lực b.Đặc tính mô men
Kw‚|?B‚Z>+HwV‚V=*R‚Z
J=)U,ww"&%+HwV
‚V
=
\q
-
#@,w 'L
`,wwq
#@,wC=>?+Hw
3? '9.D+#(01
XD[LV+*D3),
[1Z1V),#U#(0
TC0-,OC-IR&'
q?),#Uq#(0;Bˆ#$5)"#$
559>-!&•-1d,!?#) !)
10
,#U OB&'),@,>)
,55•>?),#U#(0UF P
<)"#$513?),#U#(0
'';Bˆ#$5),>)-),!B"
LU59Bˆ#$&)#y+B0 %r,ˆ
+B0s;6w-Ir*Zs&'&*&•;&%
+B0x=0-=•‚Z‘Y+B0)-)?)'.,>!=>
051
`
`
kR
b
`
b
q
b
R
…
b„
Xg`qg„„\qg`bX
qe’g
`b
jb
Y“
Y“
zX
Y“
Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống phát điện chạy sức gió sử dụng động cơ không
đồng bộ rotor dây quấn .
[1[1kD*).D
[1[1Z1X9&UI),
2#@,-.D ,&5 '[”‘Y?K !
;6 ,&5+)[”‘Y?&wJ9{
.#@,'• '&HD#@,+3+{–
B
– ,*)1
11
SHD#@,+
B
9=)U;Y&HD#@
,-
?
?
L
B
‚[‘Yr
v
v
[
s
‚H
—[”‘Y
z&*3"
?
?
3"&HD#@,
B
(
6-Œ&+&%$?39-I'['
-&+&%L
B
‚
B˜
v—
B™
&%
B˜
'-C.
B
&'
B™
'-4.
B
1
L
B˜
‚b
š
B
›&'
B™
‚qHš
B
›‚Z‘Yr[
•
•
s
z)9&U)&HD'),B>.)-D*•@
-$&'>(.?);-$99#7#'
C;)-D*'1•u,(&%>œ
0~1
j$4,'&%$4.,G&%B&'+
D" '•
B
&'•
1
12
Hình 2.2. Biểu diễn các hệ tọa độ
•
B
‚•
B
v&'•
‚•
v
B>;-6,BL
m `œ
‚| ',lG&%Br,˜™s1
m `œ
‚œ
B
',(O&%Jr,#(s1
m `œ
‚œ
',>UG&%1
V$I '-C{)J,-B,
-˜™&',#(&'; !1
[1[1[1•#4-D*)
kD*.),#UOu-1%'=#
+*KB>(UBL
zTX\T2&5-D#,,;+Cw,-D*?
&-1S*0K->)#-"!-&56+?
&*)!J&@?3-C0-5,B
+-<DL
X)#R;->>="&56+1
X){BGJ&'B4@9<(1
z@J&'J;->*B356HJ1
X))U,w&',C! 'O{1
$F.(B);(% '$(#-1
:(%B>8,Bˆ#$=#4L
13
X•B>&<w-C-I#%
BL! ;.!R
L! ;.!q
T! ;&!#%
XLV
X<LSH
V),#UOu-;+Cw)3,4H
%.&H,)- %^BL
B
s
s
s s
s
t
d
j
i
R
d
ψ
ψ
ω
= + +
r[1Zs
r
r r
r
t
d
j
r
i
R
d
ψ
ψ
ω
+ +
=
r[1[s
S, 4&H,)- %^
`
'%4=0-)J
3IBL
• d,>)-)%-),3-F;@O&%
%" '&%^
`
1
• R@O?R.)-);>&% %&'&*&
-D*BL
B
s
s
s
t
d
j
d
ψ
ψ
ω
= ≈ ⇒ =
r[1Ys
`l '?&H,)- %&'&HJ+R.)-) +
&+&%?0 ;&,+*1V6)?U5
9;6w-Iq&'D9Bˆ#$#@q 'T\
!).>;),#Uq#(01S*&?BA*)
+(-D*J+L
r m
s
s
s
L
i l
i
ψ
= +
r[1os
14
r r
r
m
s
L
i l
i
ψ
= +
r[1ps
\ˆ#@Ri
B
&'J+q
r
ψ
? !#@qi
&'J+
R
r
ψ
?O& !#%#!-D*'-BL
‘ ‘
Z Z Z Z Z Z Z
rd
rd r rq rd sd
sd sq
r s s
r m
dt
di
i i u u
L L
T T T
σ σ σ
σ σ
ψ ωψ
ω
σ σ
− − −
= − + + + − + −
÷ ÷
÷ ÷
r[1is
‘ ‘
Z Z Z Z Z Z Z
rq
r rd rq rq sq
sd sq
r s s
r m
dt
di
i i u u
L L
T T T
σ σ σ
σ σ
ψ ωψ
ω
σ σ
− − −
= − − + + − + −
÷ ÷
÷ ÷
r[1‡s
‘
‘ ‘
Z Z Z
sd
rd s sd
sd sq
s s m
d
i u
T T L
dt
ψ
ψ ψ
ω
= − + +
r[1žs
‘
‘ ‘
Z Z Z
sq
rq s sq
sd sq
s s m
d
i u
T T L
dt
ψ
ψ ψ
ω
= − + +
r[1Ÿs
T9',+*3,#({B3-D*
+Hr6+B0+s&'-D*,B>++
B0B r6+B0&++s.)-)L
( )
‘
Y Y
Z
[ [
m
p p r
M rd rd
sq sq
s
L
m i i
z z L
L
σ
ψ ψ
= − = − −
r[1Z|s
[ [
B
sd sd
s
sd sq
i i
i
i i
ϕ
= =
+
r[1ZZs
n+"r[1Z|s&'r[1ZZs90tL9Bˆ#$
'-
#
?
(
.&H#@i
'! ;59+B0+
&'&++.)-))0 ;!1d,-D*r[1is?r[1‡s?r[1žs?
15
r[1Ÿs?r[1Z|s;Bˆ#$. '+*>;9,>
T\.)-)1
X:9#7#';+*3,>U&%B
r,˜™sL
( )
Z Z Z Z
Z
s m m
s r s r s r
s s r s r
di L L
i i i i u u
dt T L T L L
α
α α β β α α
σ
ω σ
σ σ σ σ σ
−
= − + + − + + −
÷
( )
Z Z Z Z
Z
s
m m
s r s r s r
s s r s s
di
L L
i i i i u u
dt T L T L L
β
β β α α β β
σ
ω σ
σ σ σ σ σ
−
= − + − − + + −
÷
Z Z Z
r m m m
s r s r s r
r s r s s r r
di L L L
i i i i u u
dt L T T L L L L
α
α α β β α α
ω
σ σ σ σ σ
= − − + − +
÷
Z Z Z
r
m m m
s r s r s r
r s r s s r r
di
L L L
i i i i u u
dt L T T L L L L
β
β β α α β β
ω
σ σ σ σ σ
= − − + − +
÷
r[1Z[s
X9,3B5C- HrBL)ˆ- HsL
( )
Z
Z
Z
s m m m
s r s r s r
s s r s s s r
T L L L
i i i i u u
s T L T L L L L
α α β β α α
σ
ω
σ
σ σ σ σ σ
= + − + + −
+
( )
Z
Z
Z
s m m m
s r s r s r
s s r s s s r
T L L L
i i i i u u
s T L T L L L L
β β α α β β
σ
ω
σ
σ σ σ σ σ
= − − + + −
+
Z
Z
m m m
r
r s r s r s
r r s r r s r
L L L
T
i i i i u u
s T L T L L L L
α α β β α α
σ
ω
σ σ σ σ σ
= − + − +
+
Z
Z
m m m
r
r s r r r s
r r s r r s r
L L L
T
i i i i u u
s T L T L L L L
β β α α β β
σ
ω
σ σ σ σ σ
= − + + −
+
r[1ZYs
16
V+*.3,˜™BAOC)-D*BL
• kD*J+L
ra m s r r
r m s r r
L i L i
L i L i
α α
β β β
ψ
ψ
= +
= +
r[1Zos
• kD*+HL
Y
r s
[
m
M p r s r s
r
L
m z i i
L
α β β α
ψ ψ
= −
r[1Zps
• kD*9L
M T
p
J d
m m
z dt
ω
= +
r[1Zis
J)-D*3BA+-<;+*D3
V mR 1
XDYLV+-<DER
Y1ZV+-<+* D
v‘XD+B>BL
Z|}o||Sp|d¡Zo||qkV
X+B0U"Lk
‚Z|r}s
T,)-U"L^
‚o||rSs
B>U"L¢
‚p|rd¡s
R>+4JL£
-
‚[
>(U"L
#
‚ZYž|r&@‘-Ksƒœ‚Zoo1pr#‘Bs
17
VH()IDL¤‚|1|YoYr1
[
s
d/C&'BL
‚|1Z[oZrds
T,C3)-I#BL
¥B
‚|1||Y|oprds
T,C3)-I#r(&5BsL
¥
‚|1||Y|oprds
T,w-IBLq
B
‚|1‡Yžor¦s
T,w-ILq
‚|1‡o|[r¦s
v‘I)+B>L
J-D*[1ZY?[1Zo?[1Zp?[1ZiI);)+B>L
T,CBL
B
‚
v
¥B
‚|1Z[oZv|1||Y|op‚|1Z[‡Zoprds
T,CL
‚
v
¥
‚|1Z[oZv|1||Y|op‚|1Z[‡Zoprds
dEB>BL
B
‚‚‚|1Z‡[[
dEB>L
‚‚‚|1Z‡Zž
d,B>3){L¥‚Zm‚Zm‚|1|o‡Y[
d,B>
Z
‚
Z
‚‚‚ZZŸ1‡ž
d,B>
Z
€‚
Z
€‚‚‚Z[|1|i
d,B>‚£
-
1
‚1[1|?Z[oZ‚|1Y‡[Y
d,B>KJ-D*9L\‚‚‚pž1YZ
d,B>9>œ&'>L\
‚‚p1ž
d,B>
Y
‚‚‚[|1i[‡
d,B>
[
‚‚‚[|1ZYY
d,B>
[
‚‚‚[|1i[‡
d,B>
Y
‚‚‚[Z1ZYY
=#4;+*D+O3 BL
18
Hình 3.1. Mô hình simulink mô phỏng máy điện roto dây quấn trên hệ tọa độ αβ
T99+*&J=#4?*Y1Z !'Subsystem
&'{B3)O+0-,B?-I6,)-E
|r"&%),#UG!s1
Hình 3.2. Mô hình simulink mô phỏng máy điện roto dây quấn (roto bị nối ngắn
mạch) nối trực tiếp với lưới điện 400V
19
m \>zX\z2LV+*D*Y1Z
m \>\de^§Y‘[LX9{J=5B˜™rBs
Hình 3.3. Mô hình chuyển đổi từ xoay chiều sang αβ
m \>\de^re€2€‚¨e2sL
m \>\de^re€2€‚¨e2sZL
20
v‘V+*B +-<),#(0({J=5
B#(L
Hình 3.4. Mô hình mô phỏng máy điện dị bộ roto dây quấn trên hệ dq
m \>r?&?…smm¨LV+*>*Y1Y1
m \>mm¨#(LV+*({B&5r,˜™B,#(s
Hình 3.5. Mô hình mô phỏng chuyển đổi từ αβ sang dq
Y1[\(C+-<
a. >œr#‘Bs
21
Hình 3.6. Kết quả mô phỏng tốc độ
b. VH
Hình 3.7. Kết quả mô phỏng momen
c. b
res
m z@b
B#
L
22
Hình 3.8. Kết quả mô phỏng dòng điện I
sq
m z@b
B(
L
Hình 3.9. Kết quả mô phỏng dòng điện I
sd
23
\]^_`
R()*-&'3"?P&%B4%#y.
k!'&')+1„''),&$;
CO)LMXây dựng mô hình động cơ dị bộ rotor dây quấn trên hệ tọa
độ αβ và dqN1X),&$ 'L
v‘•#4-D*).D3,˜™&'#(1
v‘V+-<+*DBˆ#$V ©R
()*4,?' '.HBA5B?H0
;8-.&')!1V H=
'CD))++&'6, 'k!'
K-H''5''1
„='CD1
24
abbc^deV\dfg
ªZ«V ©R #'lB594?BlL`j^Ž¬`
kd-`jn^e`j?`'=0C&'m[||i
ª[«T5945,=5-?BlL`j^Ž¬`
kd-`jn^e`j?`'=0C)#$mZŸŸi
ªY«T5•45,?2-bn^®X\d¯`dm`j^Ž¬`
S°`b¬`mkd±Vn^®Xdfbmz²³`jS°``jdb?`'=0C
&'m[||i
25
