nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm

SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THÀNH ĐOÀN
TP. HỒ CHÍ MINH TP. HỒ CHÍ MINH



CHƯƠNG TRÌNH VƯỜN ƯƠM
SÁNG TẠO KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TRẺ
\[ * \[









B
B
Á
Á
O
O


C
C
Á
Á
O

O


N
N
G
G
H
H
I
I
Ệ
Ệ
M
M


T
T
H
H
U
U


(Đã chỉnh sửa theo góp ý của Hội đồng nghiệm thu ngày 20 tháng 5 năm 2009)

NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH
BỘ BIẾN TẦN CHO PHÒNG THÍ NGHIỆM








CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI:
TRẦN CÔNG BINH
CƠ QUAN CHỦ TRÌ: Trung tâm Phát triển Khoa học và Công nghệ Trẻ











THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
THÁNG 5/ 2009
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm
I

BÁO CÁO NGHIỆM THU

Tên đề tài: NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH BỘ BIẾN TẦN CHO
PHÒNG THÍ NGHIỆM.
Chủ nhiệm đề tài: Trần Công Binh
Cơ quan chủ trì: Trung tâm Phát triển Khoa học và Công nghệ Trẻ
Thời gian thực hiện đề tài: 12.2005-12.2006
Kinh phí được duyệt: 50 000 000 đ
Kinh phí đã cấp: theo TB số: TB-SKHCN ngày / /

Mục tiêu: (Theo đề cương đã duyệt)
 Xây dựng mô hình bộ biến tần phục vụ thí nghiệm và nghiên cứu khoa họ
c cho
sinh viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh tại Việt Nam trong lĩnh vực điều
khiển truyền động điện hiện đại. Nhằm mục đích trang bị cho sinh viên các kỹ
thuật điều khiển hiện đại dùng kỹ thuật số (DSP) trong lĩnh vực điều khiển tự
động truyền động điện. Phục vụ công tác đào tạo nguồn nhân lực làm chủ công
ngh
ệ điều khiển tự động hiện đại. Ứng dụng tại PTN Kỹ thuật điện, Khoa Điện -
Điện Tử, ĐH Bách Khoa TpHCM.
 Mô hình bộ biến tần của đề tài dùng để kiểm tra các phương pháp khác trong
điều khiển động cơ. Phục vụ thí nghiệm và nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực
điều khiển truyền động điện hiện
đại. Phát triển thành các bài thí nghiệm dành
cho học viên cao học. Ứng dụng tại PTN Kỹ thuật điện, Khoa Điện - Điện Tử,
ĐH Bách Khoa TpHCM.

Nội dung: (Theo đề cương đã duyệt và hợp đồng đã ký)
TT Công việc dự kiến
Công việc

đã thực hiện
Nghiên cứu áp dụng phương pháp điều khiển
mô hình nội (Internal Model Control - IMC)
trong lĩnh vực điều khiển tốc độ động cơ không
đồng bộ ba pha. Sử dụng phương pháp ước
lượng từ thông trong việc điều khiển vòng kín
tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha. Mô
phỏng khảo sát thuật toán trên Matlab-
Simulink.
Đã xây dựng thuật toán
điều khiển tốc độ động
cơ
3 pha dùng mô hình
nội và mô phỏng thành
công.
Thiết kế và chế tạo bộ biến đổi công suất dùng
cầu MosFET cân bằng cho động cơ 3 pha công
suất trung bình (Voltage Source Inverter - VSI).
Đã chế tạo thành công bộ
VSI cho động cơ công
suất 0.5HP, 220V. Cho
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm
II
Bao gồm mạch công suất và mạch kích cho cầu
MosFET cần bằng. Thiết kế các mạch sử dụng
các kỹ thuật đo lường hồi tiếp hiện đại.
phép điều khiển tần số,
biên độ điện áp và đo
được tốc độ, dòng điện.
Viết phần mềm điều khiển tự động theo thời

gian thực trên nền bộ xử lý tín hiệu số (Digital
Signal Processor - DSP) TMS320LF2407A của
Texas Instruments. Lập trình trên phền mềm
Code Composer 4.12.
Đã lập trình DSP điều
khiển được tốc độ động
cơ 3 pha.
Thiết kế chế tạo mô hình thử nghiệm bộ điều
khiển thay đổi và ổn định tốc độ động cơ không
đồng bộ ba pha - bộ biến tần. Xây dựng hệ
thống thu thập dữ liệu về máy tính để khảo sát
chất lượng điều khiển.
Đã chế tạo thành công
mô hình bộ biến tần cho
phép điều khiển ổn định
t
ốc độ động cơ 0.5HP và
đo lường về máy tính.
Viết một bài báo trên một tạp chí khoa học kỹ
thuật quốc gia (Tạp chí Khoa học và Công nghệ
các trường đại học kỹ thuật).
Đã đăng 02 bài báo tạp
chí Khoa học và Công
nghệ các trường đại học
kỹ thuật, 02 bài báo hội
nghị trong nước, 03 bài
báo hội nghị nước ngoài
(1 bài tại PEDS'07 -
IEEE).

Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm
III

TÓM TẮT ĐỀ TÀI

Đề tài nghiên cứu và chế tạo thử nghiệm mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm.
Dựa vào nguyên lý điều khiển mô hình nội của [1], đề tài xây dựng hệ thống điều
khiển tốc độ động cơ không đồng bộ (ĐCKĐB) ba pha dùng mô hình nội phi tuyến.
Mô hình thuận và mô hình ngược là các mô hình phi tuyến của ĐCKĐB trong hệ
tọa độ từ thông rotor. Giải thuật điều khiển
được cài đặt trên bộ xử lý DSP (Digital
Signal Processing) TMS320LF2407A của Texas Instruments. Kết quả thực nghiệm
cho thấy mô hình có đáp ứng tốc độ tốt và bền vững. Mô hình này đã được sử dụng
làm mô hình thí nghiệm cho sinh viên, học viên cao học tại phòng thí nghiệm Kỹ
Thuật Điện, Trường ĐH Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh. Đây còn là mô hình thử
nghiệm các thuật toán điều khiển các loại động cơ khác hay các bộ biến đổi năng
lượ
ng.


Abstract
This project researchs and makes an experimental inverter model for the
laboratory. Based on the internal model control (IMC) principle, the research
develops a nonlinear internal model controller for 3-phase induction motor. Both
forward and inverse models are nonlinear in the rotor flux coordinate. The
controller has been implemented using the TMS320LF2407A DSP. Experimental
results show that the model has good performances and robustness. This model is
used as an experimental model for undergraduate and graduate students in the
Electrical Engineering Laboratory, HoChiMinh city University of Technology. This
is experimental model for researchers to test new control algorithm for other kind of

motors or energy conversions.


Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm
IV
MỤC LỤC

NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH BỘ BIẾN TẦN CHO PHÒNG THÍ
NGHIỆM.

TÓM TẮT ĐỀ TÀI III
MỤC LỤC IV
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT VII
DANH SÁCH BẢNG VIII
DANH SÁCH HÌNH IX
QUYẾT TOÁN KINH PHÍ XIV
PHẦN MỞ ĐẦU 1
Tên đề tài: 1
Mục tiêu: 1
Nội dung: 1
Sản phẩm: 2
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 4
1.1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 4
1.1.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước 4
1.1.1. Tình hình nghiên cứu trong nước 8
1.2. Nhu cầu thực hiện đề tài 10
1.3. Nội dung nghiên cứu 11
1.3.1. Đối tượng nghiên cứu 11
1.3.2. Phạm vi nghiên cứu 11
1.4. Ý nghĩa khoa học và khả năng áp dụng 12

1.4.1. Ý nghĩa khoa học 12
1.4.2. Khả năng ứng dụng 12
CHƯƠNG II. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13
2.1. Xây dựng thuật toán điều khiển bộ biến tần dùng phương pháp mô hình nội
(IMC) 13

2.1.1. Mô hình động cơ không đồng bộ ba pha 13
2.1.1.1. Biểu diễn vector không gian cho các đại lượng 3 pha 13
2.1.1.2. Biểu diễn vector không gian trên hệ quy chiếu quay 15
2.1.1.3. Biểu diễn vector không gian trên hệ tọa độ từ thông rotor 16
2.1.1.4. Một số qui ước ký hiệu dùng cho điều khiển ĐCKĐB ba pha 19
2.1.1.5. Các phương trình cơ bản của ĐCKĐB ba pha 21
2.1.1.6. Mô hình liên tục của ĐCKĐB ba pha trên hệ tọa độ stator 22
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm
V
2.1.2. Thuật toán điều khiển động cơ KĐB ba pha dùng phương pháp điều
khiển mô hình nội (IMC) 25

2.1.2.1. Giới thiệu phương pháp điều khiển mô hình nội (IMC) 26
2.1.2.2. Giới thiệu thuật toán điều khiển động cơ dùng phương pháp IMC 28
2.1.2.3. Mô hình của ĐCKĐB ba pha trên hệ tọa độ từ thông rotor 30
2.1.2.4. Mô hình ngược của ĐCKĐB trên hệ tọa độ từ thông rotor 33
2.1.2.5. Bộ chuyển đổi từ hệ tọa độ dq sang hệ tọa độ αβ 35
2.1.2.6. Bộ lọc mô hình nội (IMC) 37
2.1.2.7. Bộ ước luợng từ thông rotor dùng khâu quan sát (observer) 38
2.1.3. Mô phỏng thuật toán điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha dùng
phương pháp mô hình nội trên Matlab Simulink 42

2.1.4. Kết quả mô phỏng thuật toán điều khiển tốc độ động cơ 45
2.1.4.1. Đáp ứng của hệ thống điều khiển động cơ KĐB ba pha dùng phương

pháp mô hình nội 45

2.1.4.2. Đáp ứng của hệ thống điều khiển với sai số mô hình: Rs, Rr, Ls, Lr,
Lm, J 46

2.1.4.3. Đáp ứng của hệ thống điều khiển với sai lệch tín hiệu hồi tiếp do nhiễu
47

2.1.4.4. Đáp ứng của hệ thống điều khiển với tấn số lấy mẫu thấp 50
2.1.4.5. So sánh với phương pháp điều khiển định hướng trường (FOC) 51
2.1.5. Nhận xét thuật toán điều khiển bộ biến tần dùng phương pháp IMC 53
2.1.6. Mô phỏng điều khiển bộ biến tần dùng phương pháp IMC có xét đến bộ
nghịch lưu PWM 54

2.2. Thiết kế và chế tạo mô hình bộ biến tần điều khiển động cơ không đồng bộ
ba pha 59

2.2.1. Giới thiệu mạch phần cứng của bộ biến tần 59
2.2.2. Thiết kế mạch điều khiển bộ biến tần 60
2.2.2.1. Mạch nghịch lưu nguồn áp 3 pha 60
2.2.2.2. Mạch đo và hồi tiếp dòng điện 65
2.2.2.3. Mạch đo và hồi tiếp tốc độ 66
2.2.2.4. Mạch giao tiếp máy tính 67
2.2.2.5. Mạch điều khiển và hiển thị tốc độ 68
2.2.2.6. Mô hình phần cứng bộ biến tần cho phòng thí nghiệm 70
2.2.3. Lập trình bộ biến tần điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha dùng
DSP TMS320LF2407A 71

2.2.3.2. Giới thiệu DSP TMS320LF2407A 71
2.2.3.1. Hệ thống điều khiển biến tần dùng DSP TMS320LF2407A 72

2.2.3.1. Lập trình DSP cài đặt giải thuật điều khiển biến tần dùng IMC 73
2.2.4. Lập trình giao tiếp máy tính và khảo sát đáp ứng của bộ biến tần 74
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm
VI
2.2.5. Đáp ứng thực nghiệm của bộ biến tần dùng phương pháp IMC 77
2.2.6. Mô hình bộ biến tần dùng cho phòng thí nghiệm 80
CHƯƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 84
3.1. Kết quả của đề tài 84
3.1.1. Thuật toán điều khiển bộ biến tần dùng phương pháp mô hình nội 84
3.1.2. Mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm 85
3.2. Ứng dụng kết quả của đề tài 88
3.3. Công bố kết quả của đề tài 91
3.4. Đánh giá kết quả đề tài 92
CHƯƠNG IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 93
4.1. Kết luận 93
4.2. Đề nghị 93
PHỤ LỤC 1: BÀI BÁO 94
TÀI LIỆU THAM KHẢO 95


Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm
VII
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

VIẾT TẮT THUẬT NGỮ TIẾNG VIẾT
DSP Digital Signal Processing
DTC Direct Torque Control
(Điều khiển moment trực tiếp)
ĐCKĐB Động Cơ Không Đồng Bộ
FOC Field Oriental Control

(Điều khiển đính hướng trường)
ICE InCremental Encoder
IMC Internal Model Control
(Điều khiển mô hình nội)

KĐB Không Đồng Bộ
RMS Trị hiệu dụng
RPM Revolution Per Minute
PPR Pulses Per Revolution
pt Phương trình
PWM Pulse Width Modulation
SCI Serial Comunication Inteface
SVC Sensorless Vector Control
V/F Voltage/Frequence
(Điều khiển tỷ lệ điện áp /tần số)
VSI Voltage Source Inverter

Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm
VIII

DANH SÁCH BẢNG

SỐ TÊN BẢNG SỐ LIỆU TRANG
2.1
Điện áp tương ứng với trạng thái đóng cắt các khóa bán dẫn
63
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm
IX
DANH SÁCH HÌNH

TT TÊN HÌNH ẢNH TRANG
1
Hình 1.1: Một số hệ thống truyền động điện cần dùng biến tần
điều khiển động cơ
4
2
Hình 1.2: Biến tần MM4 (Siemens) và Biến tần
160S (Allen Bradley)

5
3
Hình 1.3: Mô hình điều khiển động cơ KĐB ba pha dùng biến
tần của De Lorenzo (Italy, 35.000EUR)

6
4
Hình 1.4: Mô hình điều khiển động cơ KĐB ba pha dùng biến
tần của LUCAS-NÜLLE (Đức, 30.000EUR)
6
5
Hình 1.5: Mô hình điều khiển động cơ KĐB ba pha dùng biến
tần của EDIBON (Tây Ban Nha, 10.000EUR)
6
6
Hình 1.6: Mô hình điều khiển động cơ KĐB ba pha dùng biến
tần của K&H (Đài Loan, 10.000USD)
7
7
Hình 1.7: Sử dụng biến tần trong dây chuyền sản xuất của công
ty Kimberly Clark (VSIP) và tại cần trục của trạm nghiền xi

măng Cẩm Phả (KCN Mỹ Xuân A).
8
8
Hình 1.8: Sự cố làm hư hỏng biến tần điều khiển động cơ KĐB
3 pha, 500kW.
9
9
Hình 1.9: Thí nghiệm sử dụng biến tần tại phòng thí nghiệm
Kỹ Thuật Điện, ĐH Bách Khoa TP.HCM

9
10
Hình 2.1: Động cơ không đồng bộ ba pha
13
11
Hình 2.2: Hình vẽ sơ đồ cuộn dây, đấu dây và dòng stator của
động cơ ba pha.

13
12
Hình 2.3: Biểu diễn vector không gian dòng stator
s
i
r
dưới dạng
các dòng stator.
14
13
Hình 2.4: Chuyển hệ toạ độ cho vector không gian
s

i
r
từ hệ tọa
độ αβ sang hệ tọa độ dq và ngược lại.
16
14
Hình 2.5: Biểu diễn vector không gian
s
i
r
trên hệ toạ độ từ
thông rotor
r
ψ
r
(dq).
17
15
Hình 2.6: Thu thập giá trị thực của vector dòng stator trên hệ
tọa độ dq.
18
16
Hình 2.7: Mô hình đơn giản của động cơ KĐB ba pha.
19
17 Hình 2.8: Sơ đồ khối ĐCKĐB ba pha trên hệ tọa độ αβ. 25
18
Hình 2.9: Hệ thống điều khiển dùng mô hình nội.
26
19
Hình 2.10: Bộ lọc IMC.

27
20
Hình 2.11: Hệ thống điều khiển động cơ dùng phương pháp mô
hình nội (IMC)
28
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm
X
TT TÊN HÌNH ẢNH TRANG
21
Hình 2.12: Các bộ lọc IMC.
30
22
Hình 2.13: Sơ đồ khối ĐCKĐB ba pha trên hệ tọa độ dq
33
23
Hình 2.14: Sơ đồ khối mô hình ngược của ĐCKĐB ba pha trên
hệ tọa độ dq
35
24 Hình 2.15: Sơ đồ khối bộ chuyển đổi điện áp từ hệ toạ độ dq →
αβ
35
25 Hình 2.16: Sơ đồ khối bộ biến đổi điện áp trên hệ tọa độ αβ
sang điện áp ba pha
36
26
Hình 2.17: Sơ đồ khối bộ lọc IMC cho điều khiển ĐCKĐB ba
pha
38
27
Hình 2.18: Sơ đồ bộ ước lượng từ thông rotor dùng khâu quan

sát.
41
28
Hình 2.19: Sơ đồ khối bộ ước lượng từ thông rotor dùng khâu
quan sát.
42
29
Hình 2.20: Hệ thống điều khiển ĐCKĐB dùng bộ dùng phương
pháp IMC.
43
30
Hình 2.21: Đáp ứng của hệ thống với mô hình lý tưởng.
45
31
Hình 2.22: Đáp ứng của hệ thống với mô hình lý tưởng.
46
32
Hình 2.23: Đáp ứng của hệ thống với mô hình có sai lệch.
47
33
Hình 2.24: Tác động của nhiễu lên hệ thống điều khiển
ĐCKĐB ba pha.
48
34
Hình 2.25: Đáp ứng của từ thông rotor ước lượng và từ thông
thực của động cơ dưới tác động của nhiễu.
49
35
Hình 2.26: Đáp ứng của hệ thống dưới tác động của nhiễu.
49

36
Hình 2.27: Đáp ứng của hệ thống khi chu kỳ lấy mẫu bằng
0.5ms.
50
37
Hình 2.28: Đáp ứng của hệ thống điều khiển tốc độ ĐCKĐB ba
pha dùng phương pháp điều khiển mô hình nội (IMC)
51
38
Hình 2.29: Đáp ứng của hệ thống điều khiển tốc độ ĐCKĐB ba
pha khi dùng phương pháp điều khiển định hướng trường
(FOC)
52
39
Hình 2.30: Hệ thống điều khiển ĐCKĐB ba pha dùng phương
pháp FOC.
52
40
Hình 2.31: Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ ba pha.
54
41
Hình 2.32: Sơ đồ khối bộ điều rộng xung PWM ba pha.
55
42
Hình 2.33: Hệ thống điều khiển ĐCKĐB dùng bộ điều rộng
xung PWM ba pha.
55
43
Hình 2.34: Đáp ứng của hệ thống khi khi sử dụng PWM
(5Khz).

56
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm
XI
TT TÊN HÌNH ẢNH TRANG
44
Hình 2.35: Đáp ứng của hệ thống khi sử dụng PWM (5Khz).
56
45
Hình 2.36: Đáp ứng của hệ thống khi khi sử dụng PWM
(20Khz).
57
46
Hình 2.37: Đáp ứng của hệ thống khi sử dụng PWM (20Khz).
57
47
Hình 2.38: Sơ đồ mạch động lực của bộ biến tần cấp nguồn 1
pha
59
48
Hình 2.39: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển số ĐCKĐB ba pha
dùng DSP
59
49
Hình 2.40: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển số bộ biến tần
60
50
Hình 2.41: Bộ nghịch lưu nguồn áp ba pha (VSI)
60
51
Hình 2.43: Điều chế biên độ và góc vector không gian điện áp.

61
52
Hình 2.44: Điều chế biên độ và tần số điện áp.
62
53
Hình 2.45: Dạng điện áp và dòng điện PWM sin.
63
54
Hình 2.46: Sơ đồ nguyên lý mạch nghịch lưu 3 pha dùng cầu
MosFET
63
55
Hình 2.47: Linh kiện MOSFET IRFP460A
63
56
Hình 2.48: Sơ đồ nguyên lý mạch lái cầu MosFET dùng
IR2136
64
57
Hình 2.49: Linh kiện IC lái IR2136
64
58
Hình 2.50: Sơ đồ nguyên lý mạch opto cách ly từ DSP sang
mạch lái MosFET
65
59
Hình 2.51: Lấy mẫu đồng bộ tín hiệu dòng điện
65
60
Hình 2.52: Sơ đồ chân cảm biến Hall

66
61
Hình 2.53: Sơ đồ nguyên lý mạch đo và lọc dòng điện pha A
66
62
Hình 2.54: Sơ đồ nguyên lý mạch hồi tiếp tốc độ dùng encoder
67
63
Hình 2.55: Sơ đồ nguyên lý mạch giao tiếp giữ biến tần và máy
tính
67
64
Hình 2.56: Sơ đồ mạch phím điều khiển và LED đơn hiển thị
trạng thái điều khiển
68
65
Hình 2.57: Sơ đồ nguyên lý mạch PIC18F4331 giao tiếp DSP
và hiển thị tốc độ động cơ
68
66
Hình 2.58: Sơ đồ nguyên lý mạch giao tiếp và hiển thị trên
LED 7 đoạn
69
67
Hình 2.58: Mạch giao tiếp và hiển thị trên LED 7 đoạn
69
68
Hình 2.59. Mạch điều khiển bộ biến tần cho phòng thí nghiệm
70
69

Hình 2.60. Mô hình thực nghiệm bộ biến tần cho phòng thí
nghiệm
70
70
Hình 2.61. Sơ đồ khối các chức năng điều khiển của DSP
TMS320LF2407A
71
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm
XII
TT TÊN HÌNH ẢNH TRANG
71
Hình 2.62: DSP thực hiện phép tính cộng dồn và dịch 32 bit
71
72
Hình 2.63: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển số ĐCKĐB ba pha
dùng DSP
72
73
Hình 2.64: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển số bộ biến tần dùng
Bộ điều khiển DSP
72
74
Hình 2.65: Giao diện lập trình cho DSP TMS320: Code
Composer 4.12
74
75
Hình 2.66: Hệ thống điều khiển và thu thập dữ liệu cho biến
tần
75
76

Hình 2.67: Giao diện thu thập dữ liệu và điều khiển từ máy tính
75
77
Hình 2.68: Hiển thị tốc độ trên LED 7 đoạn
76
78
Hình 2.69: Giao tiếp với biến tần, thu thập dữ liệu và điều
khiển từ máy tính
76
79
Hình 2.70: Mô hình tải dùng thử nghiệm biến tần điều khiển
động cơ
77
80
Hình 2.71: Đáp ứng tốc độ động cơ khi chạy vòng hở và không
tải.
78
81
Hình 2.72: Đáp ứng tốc độ động cơ khi chạy vòng hở và có tải.
78
82
Hình 2.73: Đáp ứng tốc độ động cơ khi chạy không tải.
78
83
Hình 2.74: Đáp ứng tốc độ động cơ khi chạy có tải.
78
84
Hình 2.75: Đáp ứng dòng điện hiệu dụng I
rms
khi chạy không

tải.
78
85
Hình 2.76: Đáp ứng dòng điện hiệu dụng I
rms
khi chạy có tải.
78
86
Hình 2.77: Đáp ứng mômen khi chạy không tải.
79
87
Hình 2.78: Đáp ứng mômen khi chạy có tải.
79
88
Hình 2.79: Đáp ứng từ thông khi chạy không tải.
79
89
Hình 2.80: Đáp ứng từ thông khi chạy có tải
79
90
Hình 2.81: Đáp ứng dòng điện pha A va pha B ở tần số 33Hz
79
91
Hình 2.82: Đáp ứng dòng điện pha A va pha B ở tần số 17Hz
79
92
Hình 2.83: Do dòng điện qua dao động ký
80
93
Hình 2.84: Mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm có giao

tiếp máy tính.
81
94
Hình 2.85: Đáp ứng tốc độ khi biến tần điều khiển động cơ
mang tải.
81
95
Hình 2.86: Đáp ứng dòng điện và tốc độ khi biến tần điều
khiển động cơ.
82
96
Hình 2.87: Thử nghiệm so sánh với các biến tần các hãng khác.

82
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm
XIII
TT TÊN HÌNH ẢNH TRANG
97
Hình 2.88: Đóng gói mô hình bộ biến tần cho phòng thí
nghiệm
83
98
Hình 3.1: Hệ thống điều khiển ĐCKĐB dùng bộ dùng phương
pháp IMC.
84
99
Hình 3.2: Đáp ứng của hệ thống khi khi sử dụng PWM
(5Khz).
84
100

Hình 3.3: Đáp ứng của hệ thống khi sử dụng PWM (5Khz).
85
101
Hình 3.4: Mô hình bộ biến tần giao tiếp điều khiển từ máy tính
86
102
Hình 3.5: Mô hình tải dùng thử nghiệm biến tần điều khiển
động cơ
86
103
Hình 3.6: Đáp ứng tốc độ động cơ quan sát từ máy tính
87
104
Hình 3.7: Đáp ứng dòng trên dao động ký và tốc độ trên LED 7
đoạn.
87
105
Hình 3.8: Mô hình bộ biến tần PTN Kỹ Thuật Điện -ĐH Bách
Khoa TPHCM.
88
106
Hình 3.9: Giảng dạy về biến tần tại PTN Kỹ Thuật Điện -ĐH
Bách Khoa TPHCM.
88
107
Hình 3.10: Sinh viên thí nghiệm môn học Điều khiển động cơ
điện xoay chiều tại PTN Kỹ Thuật Điện -ĐH Bách Khoa
TPHCM.
89
108

Hình 3.11: Sinh viên trường quân sự Saint-Cyr (Pháp) làm
LVTN về bộ điều khiển động cơ tại PTN Kỹ Thuật Điện -ĐH
Bách Khoa TPHCM.
89
109
Hình 3.12: Sinh viên làm LVTN về bộ biến tần tại PTN Kỹ
Thuật Điện -ĐH Bách Khoa TPHCM.
90
110
Hình 3.13: Nghiên cứu sử dụng DSP điều khiển bộ nghịch lưu
tại PTN Kỹ Thuật Điện -ĐH Bách Khoa TPHCM.
90

Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm
XIV
QUYẾT TOÁN KINH PHÍ
(Phần này Trung tâm Phát triển KHCN sẽ bổ sung)

Đề tài: NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH BỘ BIẾN TẦN CHO
PHÒNG THÍ NGHIỆM.
Chủ nhiệm: Trần Công Binh
Cơ quan chủ trì: Trung tâm Phát triển Khoa học và Công nghệ Trẻ
Thời gian đăng ký trong hợp đồng: 12.2005-12.2006
Tổng kinh phí được duyệt: 50 000 000 đ
Kinh phí cấp giai đoạn 1: ( ) (Theo thông báo số: /TB-KHCN ngày………)
Kinh phí cấp giai đoạn 2: ( ) (Theo thông báo số: /TB-KHCN ngày………)

TT Nội dung Kinh phí Trong đó
Ngân sách Nguồn
khác

I

Kinh phí được cấp trong năm

II Kinh phí quyết toán trong năm
1. Công chất xám
2. Công thuê khoán
3. Nguyên, nhiên, vật liệu, dụng cụ,
phụ tùng, văn phòng phẩm

4. Thiết bị
5. Xét duyệt, giám định, nghiệm
thu

6. Hội nghị, hội thảo
7. Đánh máy tài liệu
8. Giao thông liên lạc
9. Chi phí điều hành
III Tiết kiệm 5%
IV Kinh phí chuyển sang năm sau



Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm


1
PHẦN MỞ ĐẦU

Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH BỘ BIẾN TẦN
CHO PHÒNG THÍ NGHIỆM.

Chủ nhiệm đề tài: Trần Công Binh
Cơ quan chủ trì: Trung tâm Phát triển Khoa học và Công nghệ Trẻ
Thời gian thực hiện đề tài: 12.2005-12.2006
Kinh phí được duyệt: 50 000 000 đ
Kinh phí đã cấp: theo TB số: TB-SKHCN ngày / /

Mục tiêu:
 Xây dựng mô hình phục vụ thí nghiệm và nghiên cứu khoa học cho sinh
viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh tại Việt Nam trong lĩnh vực điều
khiển truyền động điện hiện đại. Nhằm mụ
c đích trang bị cho sinh viên các
kỹ thuật điều khiển hiện đại dùng kỹ thuật số (DSP) trong lĩnh vực điều
khiển tự động truyền động điện. Phục vụ công tác đào tạo nguồn nhân lực
làm chủ công nghệ điều khiển tự động hiện đại. Ứng dụng tại PTN Kỹ thuật
điện, Khoa Điện - Điệ
n Tử, ĐH Bách Khoa TpHCM.
 Mô hình của đề tài dùng để kiểm tra các phương pháp khác trong điều khiển
động cơ. Phục vụ thí nghiệm và nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực điều
khiển truyền động điện hiện đại. Phát triển thành các bài thí nghiệm dành cho
học viên cao học. Ứng dụng tại PTN Kỹ thuật điện, Khoa Điện - Điện Tử,
ĐH Bách Khoa TpHCM.

Nội dung:
TT Công vi
ệc dự kiến
Công việc

đã thực hiện
 Nghiên cứu áp dụng phương pháp điều khiển mô
hình nội (Internal Model Control - IMC) trong
lĩnh vực điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ
ba pha. Sử dụng phương pháp ước lượng từ thông
trong việc điều khiển vòng kín tốc độ động cơ
không đồng bộ ba pha. Mô phỏng khảo sát thuật
toán trên Matlab- Simulink.
Đã xây dựng thuật toán
điều khiển tốc độ động
cơ 3 pha dùng mô hình
nội và mô phỏng thành
công.
 Thiết kế và chế tạo bộ biến đổi công suất dùng
cầu MosFET cân bằng cho động cơ 3 pha công
suất trung bình (Voltage Source Inverter - VSI).
Đã chế tạo thành công bộ
VSI cho động cơ công
suất 0.5HP, 220V. Cho
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm


2
Bao gồm mạch công suất và mạch kích cho cầu
MosFET cần bằng. Thiết kế các mạch sử dụng các
kỹ thuật đo lường hồi tiếp hiện đại.
phép điều khiển tần số,
biên độ điện áp và đo
được tốc độ, dòng điện.
 Viết phần mềm điều khiển tự động theo thời gian

thực trên nền bộ xử lý tín hiệu số (Digital Signal
Processor - DSP) TMS320LF2407A của Texas
Instruments. Lập trình trên phền mềm Code
Composer 4.12.
Đã lập trình DSP điều
khiển được tốc độ động
cơ 3 pha.
 Thiết kế chế tạo mô hình thử nghiệm bộ điều
khiển thay đổi và ổn định tốc độ động cơ không
đồng bộ ba pha - bộ biến tần. Xây dựng hệ thống
thu thập dữ liệu về máy tính để khảo sát chất
lượng điều khiển.
Đã chế tạo thành công
mô hình bộ biến tần cho
phép điều khiển ổn đị
nh
tốc độ động cơ 0.5HP và
đo lường về máy tính.
 Viết một bài báo trên một tạp chí khoa học kỹ
thuật quốc gia (Tạp chí Khoa học và Công nghệ
các trường đại học kỹ thuật).
Đã đăng 02 bài báo tạp
chí Khoa học và Công
nghệ các trường đại học
kỹ thuật, 02 bài báo hội
nghị trong nước, 03 bài
báo hội nghị nước ngoài
(PEDS'07 - IEEE).

Sản phẩm:

TT Sản phẩm
Yêu cầu
khoa học
Yêu cầu
Chất
lượng
Đã thực
hiện
 Tài liệu trình bày
toàn bộ phương pháp
điều khiển động cơ
không đồng bộ 3 pha
dùng mô hình nội.
Xây dựng phương pháp điều
khiển mới được nghiên cứu
trong lĩnh điều khiển động
cơ không đồng bộ ba pha.
Điều
khiển
được
Thành
công
 Tài liệu trình bày kỹ
thuật điều khiển sử
dụng bộ xử lý tín
hiệu số DSP
TMS320LF2407A
trong điều khiển tự
động truyền động
điện.

_ Ứng dụng kỹ thuật điều
khiển số (kỹ thuật DSP) hiện
đại chuyên dùng cho điều
khiển động cơ.
_ Truyền đạt kỹ thuật điều
khiể
n kỹ thuật số hiện đại
cho sinh viên trong trường
đại học.
Ứng dụng
được
Thành
công
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm


3
 Mô hình bộ biến tần
điều khiển tốc độ
động cơ không đồng
bộ 3 pha 0,5HP,
220V, 50Hz,
2000RPM.
_ Dùng mô hình để kiểm tra
các phương pháp khác trong
điều khiển động cơ.
_ Mô hình phục vụ thí
nghiệm và nghiên cứu trong
lĩnh vực điều khiển truyền
động điện hiện đại tại phòng

thí nghiệm Kỹ thuật điện,
Khoa Điện - Đi
ện Tử, ĐH
Bách Khoa TpHCM.
Ổn định
tốc độ
(sai số
05%)

 Phần mềm giao tiếp
để cài đặt và hiển thị
được trên máy tính.
Đo lường và hiển thị trên
máy tính đáp ứng tốc độ
động cơ.
Chạy
được
Thành
công
 Viết một bài báo
đăng trên một tạp chí
khoa học kỹ thuật
quốc gia.
Tạp chí Khoa học và Công
nghệ các trường đại học kỹ
thuật.
07 bài 02 bài báo
tạp chí, 02
bài báo hội
nghị trong

nước, 03
bài báo hội
nghị nước
ngoài.




Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm


4
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN

1.1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

1.1.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
• ĐCKĐB ba pha có ưu điểm là cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, dễ bảo trì, giá
thành rẻ hơn các loại động cơ khác nên được sử dụng nhiều nhất trong công
nghiệp. Thông thường theo công nghệ trước đây, động cơ KĐB ba pha
thường được vận hành bằng cách nối trực tiếp vào nguồn điện và vận hành
với tốc độ cố đị
nh. Việc thay đổi tốc độ khá khó khăn, thường chỉ có thể thay
đổi theo từng cấp tốc độ bằng cách thay đổi tỷ lệ truyền động như dùng hộp
số, rulo,… Điều này gây khó khăn cho việc ứng dụng vào các hệ thống cần
điều khiển thay đổi tốc độ liên tục (vô cấp) như thang máy, cần cẩu, băng
chuyền, cuộn giấy, cân động, cấp nước…. Ngày nay, các dây chuy
ền tự động
theo công nghệ hiện đại được trang bị thêm bộ điều khiển tốc độ động cơ cho
phép điều khiển thay đổi tốc độ vô cấp thông qua điều khiển thay đổi tần số

nguồn điện, gọi là bộ biến tần. Bộ biến tần dễ dàng điều khiển động cơ KĐB
ba pha thay đổi tốc độ
, ổn định tốc độ, khởi động mềm, dừng mềm, điều
khiển vị trí, tiết kiệm năng lượng,… rất thuận tiện để ứng dụng vào các hệ
thống cần điều khiển thay đổi tốc độ, và đặc biệt là ổn định tốc độ (ngay cả
khi tải thay đổi).




Hình 1.1: Một số hệ thống truyền
động điện cần dùng biến tần điều khiển động cơ
• Các bộ điều khiển ĐCKĐB ba pha (bộ biến tần) đã được ứng dụng rộng rãi
trong công nghiệp (như các sản phẩm trên thị trường của Control Techniqe,
Allen Bradley, Schneider, Siemens, Mitsubishi, Panasonic, LG,…). Động cơ
không đồng bộ được sử dụng nhiều vì có giá thành rẻ, ít bảo trì, tuổi thọ cao;
nhưng đây là loạ
i động cơ rất khó điều khiển tốc độ chính xác. Vì vậy, chất
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm


5
lượng điều khiển của các bộ điều khiển ĐCKĐB ba pha chưa thật cao như
các bộ điều khiển động cơ một chiều, động cơ đồng bộ, động cơ servo
(thường có giá thành cao hơn). Các phương pháp được sử dụng phổ biến
trong các loại biến tần hiện tại là điều khiển vòng hở (open loop), điều khiển
(Voltage /Frequence -V/F), điều khiển định hướng trường (Field Oriental
Control -FOC, điều khiển không dùng cảm biến (Sensorless Vector Control –
SVC),… Gần đây, hãng Emerson (Control Techniqe) cho ra đời bộ biến tần
dùng phương pháp điều khiển moment trực tiếp (DTC) đã đáp ứng tốt hơn

trong một số loại tải có đặc thù moment thay đổi liên tục. Nhưng trong nhiều
ứng dụng cụ thể, bộ biến tần cần được nghiên cứu cả
i thiện thêm nhiều về
phương pháp điều khiển để phù hợp với từng loại ứng dụng cụ thể.


Hình 1.2: Biến tần MM4 (Siemens) và Biến tần 160S (Allen Bradley)
• Với mục đích phục vụ công tác đào tạo nhân lực trong các trường đại học, để
người học có thể sử dụng và nghiên cứu chế tạo các bộ điều khiển động cơ.
Bộ điều khiển động cơ không đồng bộ (ĐCKĐB) ba pha đã được ứng dụng
dưới dạng các mô hình thí nghiệ
m của các trường đại học trên thế giới (như
thiết bị giáo dục của các hãng nước ngoài: DeLozen, LUCAS-NÜLLE,
EDIBON, K&H, Labvolt,…). Vì là thiết bị giáo dục, ngoài khả năng điều
khiển được như thiết bị công nghiệp, mô hình cho phòng thí nghiệm còn phải
được cung cấp các công cụ để đo đạt, khảo sát, và thu thập số liệu về máy
tính. Vì vậy nên thiết bị giáo dục thường có giá thành rất cao. Dưới dây là
một số mô hình đ
iều khiển động cơ không đồng bộ ba pha (công suất 0.5HP)
dùng cho phòng thí nghiệm của một số nhà sản xuất nước ngoài.
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm


6

Hình 1.3: Mô hình điều khiển động cơ KĐB ba pha dùng biến tần của De Lorenzo
(Italy, 35.000EUR)
(Hình trên chụp tại phòng thí nghiệm Kỹ Thuật Điện, ĐH Bách Khoa TP.HCM)

Hình 1.4: Mô hình điều khiển động cơ KĐB ba pha dùng biến tần của LUCAS-

NÜLLE (Đức, 30.000EUR)

Hình 1.5: Mô hình điều khiển động cơ KĐB ba pha dùng biến tần của EDIBON
(Tây Ban Nha, 10.000EUR)
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm


7


Hình 1.6: Mô hình điều khiển động cơ KĐB ba pha dùng biến tần của K&H (Đài
Loan, 10.000USD)

• Trong các mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm, chủ yếu sử dụng các
thuật toán điều khiển cơ bản như điều khiển vòng hở, V/F, FOC. Các mô
hình này chỉ có thể giúp sinh viên /học viên tiếp cận những kiến thức cơ bản
về điều khiển động cơ 3 pha. Các giả
i thuật điều khiển được nhà sản xuất lập
trình sẵn, người học không thể can thiệp để tiếp cận phần cứng và thuật toán
được cài đặt trên phầm mềm điều khiển. Vì vậy các mô hình này chỉ có thể
giúp người học tiếp cận cách thức sử dụng biến tần, nhưng rất khó để sử
dụng làm các mô hình nghiên cứu thử nghiệm thuật toán điề
u khiển biến tần.
Vì vậy người học cần các mô hình điều khiển biến tần linh động hơn, “mở”
hơn, cho phép nghiên cứu tiếp cận phần board mạch và thử nghiệm các thuật
toán điều khiển. Nhưng đây lại là vấn đề bảo mật công nghệ chế tạo của các
nhà sản xuất.
• Đề tài này sẽ thực hiện nghiên cứu và chế tạo th
ử nghiệm mô hình bộ biến
tần cho phòng thí nghiệm. Mô hình này cho phép người học tiếp cận, thậm

chí can thiệp để thay đổi cả phần cứng và phầm mềm (thuật toán) điều khiển
động cơ. Đề tài cũng sẽ sử dụng một phương pháp điều khiển động cơ khá
mới, phương pháp điều khiển dùng mô hình nội (Internal Model Control -
IMC) trong điều khiển động cơ. Phươ
ng pháp này chỉ mới được nghiên cứu
gần đây, chưa nhiều và chưa được ứng dụng trong các sản phẩm về điều
khiển động cơ trên thị trường.
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm


8
• Về phần cứng, mô hình điều khiển biến tần này sẽ sử dụng kỹ thuật điều
khiển động cơ nổi tiếng nhất hiện nay là bộ xử lý tín hiệu số DSP. Kỹ thuật
điều khiển dùng bộ xử lý tín hiệu số (Digital Signal Processing -DSP) đã và
đang được nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực về điều khiển vô
tuyến, truyền thông, âm thanh, xử lý ảnh, tự động hóa, robot,… Ngày nay, kỹ
thuật DSP cũng được ứng trong điều khiển biến đổi năng lượng, điều khiển
truyền động điện hay điều khiển động cơ ba pha. Điều khiển biến đổi năng
lượng dùng DSP là lĩnh vực đang được đầu tư nghiên cứu rất nhiều trong các
trường đạ
i học, các viện nghiên cứu và chiếm một thời lượng lớn trên các hội
nghị, tạp chí khoa học kỹ thuật trên thế giới. Gần đây, các hãng sản xuất vi
xử lý cũng đã cho ra các dãy sản phẩm chuyên dùng cho điều khiển động cơ
3 pha dùng kỹ thuật DSP như Texas Instruments, Analog Device, Motorola,
Microchip, Philip, Atmel,…. Đề tài này sẽ sử dụng CHIP của Texas
Instruments, hãng đang chiếm thị phần lớn nhất trong lĩnh vực này.

1.1.1. Tình hình nghiên cứ
u trong nước
• Trong nước, bộ biến tần điều khiển tốc độ động cơ KĐB ba pha được sử

dụng ngày càng nhiều trong các hệ thống truyền động điện trong các nhà
máy (như trong các hệ thống cân động, các hệ thống trộn, cán thép, kéo giấy,
băng tải, cần cẩu,…). Nhưng hiện nay đều được nhập ngoại (như biến tần
của Control Techniqe, Schneider, Siemens, Mitsubishi, Allen Bradley, LG,
Teco, Tecorp,…) với giá thành tương
đối cao. Đội ngũ kỹ thuật trong các
nhà máy chưa sử dụng hết các tính năng cao cấp của biến tần như chức năng
ổn định tốc độ, giám sát tình trạng, bảo vệ sự cố, tiết kiệm năng lượng, chống
nhiễu,…. Trong nhiều trường hợp do không có kiến thức về điều khiển biến
tần, đã không thực hiện đúng các yêu cầu về k
ỹ thuật vận hành và bảo trì
biến tần, gây nên sự cố hư hỏng biến tần.

Hình 1.7: Sử dụng biến tần trong dây chuyền sản xuất của công ty Kimberly Clark
(VSIP) và tại cần trục của trạm nghiền xi măng Cẩm Phả (KCN Mỹ Xuân A).
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm


9

Hình 1.8: Sự cố làm hư hỏng biến tần điều khiển động cơ KĐB 3 pha, 500kW.
• Trong các trường đại học trong nước, đào tạo về lĩnh vực điều khiển
ĐCKĐB ba pha chỉ dừng lại ở mức độ tìm hiểu sử dụng cơ bản, chưa đi sâu
nghiên cứu thuật toán điều khiển để kỹ sư ra trườ
ng có thể sử dụng hết các
tính năng cao cấp của biến tần, vận hành ổn định và an toàn hệ thống có dùng
biến tần, hay tham gia chế tạo các sản phẩm ứng dụng. Gần đây các trường
đại học mới bắt đầu trang bị các thiết bị thí nghiệm nhập từ nước ngoài cho
mục đích thí nghiệm và nghiên cứu (thiết bị của DeLozen tại ĐH Bách Khoa
TP.HCM, Labvolt tại ĐH Tôn

Đức Thắng, ĐH Cần Thơ,…) với giá thành rất
cao (10–40 ngàn USD/bộ).

Hình 1.9: Thí nghiệm sử dụng biến tần tại phòng thí nghiệm Kỹ Thuật Điện, ĐH
Bách Khoa TP.HCM
• Tuy nhiên, các mô hình thí nghiệm nhập ngoại đã được đóng gói tích hợp,
người học chỉ có thể tiếp cận cách thức sử dụng biến tần với các phương
pháp điều khiển được cài đặt sẵn. Các mô hình này không cho phép người
học tiếp cận điều chỉnh ph
ần cứng (board mạch, bộ xử lý) và phần mềm
(thuật toán) điều khiển. Vì vậy người học rất khó đi sâu nghiên cứu, tiếp cận
thiết kế phần cứng và các phương pháp điều khiển thay đổi và ổn định tốc độ
động cơ. Vì vậy các chức năng cao cấp của biến tần chưa được giảng dạy đầy
đủ trong các trường đại họ
c, người học chưa có điều kiện để hiểu rõ và sử
dụng tốt các hệ thống truyền động điện dùng biến tần trong các nhà máy.
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm


10
1.2. Nhu cầu thực hiện đề tài

• Trong các nhà máy hiện đại, các hệ thống truyền động điện sử dụng nhiều
nhất là động cơ KĐB ba pha. Các dây chuyền hiện đại, để nâng cao chất
lượng điều khiển và năng suất, tăng tính linh động của hệ thống, tiết kiệm
năng lượng,… thường sử dụng biến tần điều khiển cho động cơ KĐB ba pha.
Đặt ra yêu cầ
u các trường đại học phải đưa vào chương trình đào tào các kỹ
thuật điều khiển dùng biến tần để giảng dạy cho sinh viên/ học viên. Các mô
hình thí nghiệm và nghiên cứu nhập ngoại các giá thành khá cao, lại được

đóng gói tích hợp nên ít linh động. Đề tài này nghiên cứu và phổ biến các kỹ
thuật điều khiển và công nghệ chế tạo các mô hình thí nghiệm về biến tần với
giá thành phù hợp hơn, các đặc tính kỹ thu
ật linh động hơn.
• Đề tài còn xây dựng phương pháp điều khiển mới được nghiên cứu trong lĩnh
điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha nhằm nâng cao chất lượng điều
khiển của các bộ điều khiển tốc độ động cơ. Mô hình của đề tài còn có thể
dùng để kiểm tra các phương pháp khác trong điều khiển động cơ. Phục vụ
thí nghi
ệm và nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực điều khiển truyền động
điện hiện đại. Đồng thời tham gia công bố bài báo trên các hội nghị khoa học
và các tạp chí trong và ngoài nước, góp phần nâng cao khả năng nghiên cứu
và vị thế của đội ngũ khoa học kỹ thuật trong nước.
• Đề tài nghiên cứu dùng hệ thống điều khiển dùng kỹ thuật số (DSP) trong
lĩnh vực đi
ều khiển tự động truyền động điện hiện đại. Kết quả của đề tài có
thể triển khai ngay thông qua mô hình phục vụ thí nghiệm và nghiên cứu
khoa học cho sinh viên, học viên cao học và nghiên cứu viên tại các trường
đại học trong nước. Phục vụ công tác đào tạo nguồn nhân lực làm chủ công
nghệ điều khiển truyền động điện hiện đại. Góp phần nâng cao khả năng c
ủa
đội ngũ kỹ sư vận hành hiệu quả, ổn định và an toàn các hệ thống dùng biến
tần trong các nhà máy.
• Đề tài là tiền đề về kỹ thuật để chế tạo bộ biến tần thương hiệu Việt Nam,
thay thế biến tần hiện được sử dụng rất nhiều nhưng phải nhập từ nước
ngoài. Theo thống kê không chính thức của một nhà cung cấp bi
ến tần, hàng
năm thị trường Việt Nam nhập khẩu biến tần với trị giá khoảng 100 tỷ đồng,
chưa kể biến tần được nhập theo các dây chuyền tích hợp sẵn. Vì vậy, việc
thực hiện đề tài cũng góp phần làm chủ công nghệ điều khiển tự động truyền

động điện hiện đại dùng biến tần; phục vụ đào t
ạo nguồn nhân lực sử dụng
và nghiên cứu chế tạo biến tần. Hay có thể ứng dụng các kỹ thuật này trong
các bộ điều khiển động cơ khác, hay trong các thiết bị biến đổi năng lượng
như năng lượng tái tạo (năng lượng gió, mặt trời), tiết kiệm năng lượng…