Các phương pháp điều khiển động cơ không đồng bộ

1 SVTH:Trҫn NguyӉn Quang Tùng
NHҰN XÉT CӪA GIÁO VIÊN HѬӞNG DҮN
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Tp Hӗ Chí Minh, tháng 1 năm 2008
Giáo viên hѭӟng dүn
2 SVTH:Trҫn NguyӉn Quang Tùng
NHҰN XÉT CӪA GIÁO VIÊN PHҦN BIӊN
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Tp Hӗ Chí Minh, tháng 1 năm 2008
Giáo viên phҧn biӋn
3 SVTH:Trҫn NguyӉn Quang Tùng
LӠI CҦM ѪN
Tôi xin g͵i lͥi c̫m ˯n chân thành nh̭t ÿ͇n quý Th̯y Cô tr˱ͥng Ĉ̩i H͕c Bách
Khoa Tp. H͛ Chí Minh, nhͷng ng˱ͥi ÿã dìu d̷t tôi t̵n tình, ÿã truy͉n ÿ̩t cho tôi
nhͷng ki͇n thͱc và kinh nghi͏m quý báu trong su͙t thͥi gian tôi h͕c t̵p t̩i tr˱ͥng.
Tôi xin trân tr͕ng g͵i lͥi c̫m ˯n ÿ͇n ṱt c̫ các Th̯y, Cô B͡ môn Cung C̭p Ĉi͏n
ÿ̿c bi͏t là th̯y Lê Minh Ph˱˯ng, th̯y Phan Qu͙c DNJng ÿã t̵n tình h˱ͣng d̳n, giúp
ÿͩ, t̩o m͕i ÿi͉u ki͏n thu̵n lͫi ÿ͋ tôi hoàn thành t͙t lu̵n văn t͙t nghi͏p này.
Tp. H͛ Chí Minh, tháng 1 năm 2008
4 SVTH:Trҫn NguyӉn Quang Tùng
TÓM TҲT LUҰN VĂN
MӨC ĈÍCH LUҰN VĂN:
x Tìm hiӇu tәng quan vӅ vi ÿiӅu khiӇn TMS320LF2407A cӫa hãng Texas Instruments.
x Các phѭѫng pháp ÿiӅu khiӇn ÿӝng cѫ không ÿӗng bӝ.
x Lұp trình cho vi ÿiӅu khiӇn TMS320LF2407A ÿiӅu khiӇn ÿӝng cѫ không ÿӗng bӝ
x ThiӃt kӃ phҫn cӭng và board mҥch
THӠI GIAN THӴC HIӊN
Thӡi gian thӵc hiӋn luұn văn: 17/9/2007– 7/1/2008
ĈӎA ĈIӆM THӴC HIӊN
Nghiên cӭu này ÿѭӧc thӵc hiӋn bҵng các mô hình ӣ qui mô phòng thí nghiӋm ĈiӋn tӱ công
suҩt ÿһt tҥi trѭӡng Ĉҥi hӑc Bách Khoa TP Hӗ Chí Minh.
5 SVTH:Trҫn NguyӉn Quang Tùng
MӨC LӨC
CHѬѪNG 1: GIӞI THIӊU VӄĈӜNG CѪ KHÔNG ĈӖNG BӜ
................. 6

1.1 Tәng quan vӅ máy ÿiӋn ÿӗng bӝ ....................................................................................... 8
1.1.1 Nguyên lý làm viӋc:
............................................................................................... 9
1.1.2 Cҩu tҥo
................................................................................................................... 9
1.1.3 Ӭng dөng
............................................................................................................. 10
1.2 Ӭng dөng cӫa ÿӝng cѫ không ÿӗng bӝ
........................................................................... 10
1.3 Khҧ năng dùng ÿӝng cѫ xoay chiӅu thay thӃ máy ÿiӋn mӝt chiӅu:
................................ 10
1.4 KӃt luұn:
.......................................................................................................................... 11
CHѬѪNG 2: LÝ THUYӂT VÀ PHѬѪNG PHÁP ĈIӄU KHIӆN ............... 13
2.1 Giӟi thiӋu vӅ biӃn tҫn nguӗn áp ÿiӅu khiӇn theo phѭѫng pháp V/f ................................ 14
2.2 Phѭѫng pháp ÿiӅu khiӇn v/f ............................................................................................ 14
2.2.1 Phѭѫng pháp E/f
.................................................................................................. 14
2.2.2 Phѭѫng pháp V/f .................................................................................................. 15
2.3 Phѭѫng pháp ÿiӅu chӃ vector không gian trong ÿiӅu khiӇn ÿӝng cѫ không ÿӗng bӝ dҥng
V/F: ....................................................................................................................................... 16
2.3.1 Thành lұp vector không gian:
.............................................................................. 17
2.3.2 Tính toán thӡi gian ÿóng ngҳt:
............................................................................. 20
2.3.3 Phân bӕ các trҥng thái ÿóng ngҳt:
........................................................................ 22
2.3.4 Kӻ thuұt thӵc hiӋn ÿiӅu chӃ vector không gian:
.................................................. 22
2.3.5 Giҧn ÿӗ ÿóng ngҳt các khóa ÿӇ tҥo ra Vector không gian trong tӯng sector:

..... 22
CHѬѪNG 3: GIӞI THIӊU TӘNG QUÁT Vӄ DSP TMS320LF2407A ...... 25
3.1 Tӗng quan vӅ vi ÿiӅu khiӇn TMS320LF2407A .............................................................. 26
3.2 Phân vùng bӝ nhӟ
........................................................................................................... 28
3.2.1Bӝ nhӟ chѭѫng trình
............................................................................................. 29
3.2.2Bӝ nhӟ RAM
......................................................................................................... 30
3.2.3Vùng nhӟ giao tiӃp ngoҥi vi
.................................................................................. 31
3.3 Chӭc năng các chân (Trích tӯ Data Sheet)
..................................................................... 32
3.4 Phҫn mӅm
........................................................................................................................ 42
3.4.1 Thanh ghi hӋ thӕng
.............................................................................................. 42
3.4.2 Ngҳt
...................................................................................................................... 48
3.4.3 Quҧn lý sӵ kiӋn (EV)
.......................................................................................... 53
a. Các thanh ghi cӫa Event Manager (EV): ...................................................... 53
b. Timers ........................................................................................................... 55
c. PWM ............................................................................................................. 59
d. Dead Band ..................................................................................................... 63
e. Encoder ......................................................................................................... 65
3.4.4 ADC
.................................................................................................................... 68
CHѬѪNG 4: SѪĈӖ KHӔI VÀ GIҦI THUҰT ĈIӄU KHIӆN .................... 76
4.1 Sѫÿӗ khӕi ...................................................................................................................... 77

4.1.1 Phѭѫng pháp V-F vòng hӣ, khӣi ÿӝng mӅm
....................................................... 77
4.1.2 Phѭѫng pháp V-F vòng kín
.................................................................................. 78
4.2 Giҧi thuұt ÿiӅu khiӇn
...................................................................................................... 79
4.2.1 Phѭѫng pháp V-F vòng hӣ, khӣi ÿӝng mӅm
....................................................... 79
a. Chѭѫng trình chính ........................................................................................79
b. Các ngҳt .........................................................................................................82
c. Hàm ramp .......................................................................................................84
4.2.2 Phѭѫng pháp V-F vòng kín
.................................................................................. 85
6 SVTH:Trҫn NguyӉn Quang Tùng
a. Chѭѫng trình chính ........................................................................................85
b. Các ngҳt .........................................................................................................88
c. Khâu PI...........................................................................................................90
CHѬѪNG 5: THIӂT Kӂ PHҪN CӬNG ......................................................... 91
5.1 Card ÿiӅu khiӇn DSP ...................................................................................................... 92
5.1.1 Mҥch nguyên lý
.................................................................................................... 92
5.1.2 Mҥch Layout
........................................................................................................ 93
5.2.3 Mҥch thi công
...................................................................................................... 94
5.2 Mҥch lái
.......................................................................................................................... 95
5.2.1 Mҥch nguyên lý
.................................................................................................... 95
5.2.2 Mҥch Layout

........................................................................................................ 96
5.2.3 Mҥch thi công
...................................................................................................... 97
5.3 Mҥch ÿӝng lӵc
................................................................................................................ 98
5.3.1 Mҥch nguyên lý
.................................................................................................... 98
5.3.2 Mҥch Layout
........................................................................................................ 99
5.2.3 Mҥch thi công
.................................................................................................... 100
5.4 Mҥch nguӗn DC
........................................................................................................... 101
5.4.1 Mҥch nguyên lý
.................................................................................................. 101
5.4.2 Mҥch Layout
...................................................................................................... 101
5.2.3 Mҥch thi công
.................................................................................................... 102
5.5 Ĉӝng cѫ
........................................................................................................................ 103
5.5.1 Hình chөp
........................................................................................................... 103
5.5.2 Thông sӕ
............................................................................................................. 103
5.6 KӃt quҧ
........................................................................................................................ 104
5.6.1 Mҥch thi công
.................................................................................................... 104
5.6.2 Xung ÿóng ngҳt trên 1 pha

................................................................................. 105
5.6.1 ĈiӋn áp pha trên tҧi
............................................................................................ 106
5.6.2 ĈiӋn áp dây trên tҧi
............................................................................................ 107
CHѬѪNG 6: GIAO TIӂP VӞI MÁY TÍNH ................................................ 108
6.1 Phҫn mӅm – Giҧi thuұt ................................................................................................. 109
6.2 Phҫn cӭng
..................................................................................................................... 112
6.3 KӃt quҧ
........................................................................................................................ 112
6.3.1 Giao diӋn trên Visual Basic 6.0
......................................................................... 112
6.3.2 Cách thӭc hoҥt ÿӝng
.......................................................................................... 114
CHѬѪNG 7: KӂT LUҰN VÀ HѬӞNG PHÁT TRIӆN Ĉӄ TÀI ............... 115
7.1 KӃt luұn ........................................................................................................................ 116
7.2 Hѭӟng phát triӇn ÿӅ tài ................................................................................................. 116
TÀI LIӊU THAM KHҦO ............................................................................... 117
7 SVTH:Trҫn NguyӉn Quang Tùng
CHѬѪNG 1
GIӞI THIӊU VӄĈӜNG CѪ
KHÔNG ĈӖNG BӜ
CH
1.1.TӘNG
1.1
Khi na
cӫa khung
ÿiӋn I chҥ
y

tác ÿӝng lê
ÿӝ n vòng/
Vì n <
n
ĈCKĈB ba
có cùng sӕ
Khi Stator
ÿ
sӁÿѭӧc
Trong ÿó :
NӃu tӕc ÿӝ
Trong ÿó
Thông sӕ s
Vì có tӕc ÿ
ra trong ro
t
db
Z
Z
HѬѪNG 1
G QUAN
.1 Nguyên
am châm ÿi
dây cҧm ӭn
y trong khun
n khung dâ
phút.
n
1
nên gӑi l

a pha có dâ
cӵc trên lõi
ÿѭӧc cung c
c tҥo ra. Qua
p - sӕÿô
- tҫn sӕ
quay cӫa ro
gӑi là tӕc
gӑi là ÿӝ tr
ӝ tѭѫng ÿӕi
to .Tҫn sӕ cӫ
1
Z
sl
Z
1: GIӞI T
Vӄ MÁY
n lý làm v
Hình1.1
iӋn quay ( tӕ
ng gây nên s
ng dây. Vì
y mӝt lӵc
ÿ
à không ÿӗn
ây quҩn ba p
i thép cӫa R
cҩp bӣi ngu
an hӋ giӳa t
ôi cӵc

ӕ góc cӫa n
oto là , ÿ
c ÿӝ trѭӧt
rѭӧt, ta có:
i giӳa roto v
ӫa ÿiӋn áp n
Z
8
THIӊU V
Y ĈIӊN K
viӋc:
1: Nguyên l
ӕc ÿӝ n
1
vò
sӭc ÿiӋn ÿӝn
dòng ÿiӋn I
ÿiӋn tӯ F. Lӵ
ng bӝ.
pha phía sta
Roto.
uӗn ba pha c
tӯ trѭӡng qu
nguӗn ba ph
ÿӝ sai lӋch g
và tӯ trѭӡng
này sӁ tӍ lӋ v
2
db
f

p
S
Z

sl
Z Z

s
r
s
Z

8
VӄĈӜNG
KHÔNG Ĉ
lý hoҥt ÿӝn
òng/ phút ) l
ng E trên kh
I nҵm trong
ӵc ÿiӋn tӯ n
ator, Roto c
cân bҵng vӟ
uay và tҫn s
a cung cҩp
giӳa tӕc ÿӝ
g quay stato
vӟi ÿӝ trѭӧt
1
(
f

rad
p p
Z

.
db
s
Z Z Z

db
db
Z Z
Z


1
*( /s rad s
Z
SVTH:
G CѪ KHÔ
ĈӖNG BӜ
ng cӫa ÿӝng
làm ÿѭӡng s
hung dây. S
g tӯ trѭӡng
này làm khu
cӫa ĈCKĈB
ӟi tҫn sӕ f, tӯ
sӕ f cӫa ngu
cho ÿӝng cѫ

tӯ trѭӡng q
or , ÿiӋn áp c
t theo công
/)d s
db
Z
)s
:Trҫn Nguy
ÔNG ĈӖ
Ӝ
g cѫ
sӭc tӯ quay
Sӭc ÿiӋn ÿӝn
nên khi tӯ
ung dây chu
B là mӝt bӝ
ӯ trѭӡng qu
uӗn ba pha l
ѫ:
quay stator v
cҧm ӭng ba
thӭc :
1
2 f
ZS

yӉn Quang
ӖNG BӜ
y cҳt qua các
ng E sinh ra

trѭӡng qua
uyӇn ÿӝng v
ӝ dây quҩn b
uay vӟi tӕc ÿ
là :
và roto là:
a pha sӁÿѭӧ
f
Tùng
c cҥnh
a dòng
ay làm
vӟi tӕc
ba pha
ÿӝ
ӧc sinh
9 SVTH:Trҫn NguyӉn Quang Tùng
Moment ÿӝng cѫ sinh ra:
Trong ÿó :
: tӯ thông tr6en mӝt cӵc (Wb).
: giá trӏÿӍnh cӫa sӭc tӯÿӝng roto.
: góc lӋch pha giӳa sӭc tӯÿӝng roto và sӭc tӯÿӝng khe hӣ không khí.
1.1.2 Cҩu tҥo
a)Ph̯n tƭnh (Stato)
Stato có cҩu tҥo gӗm vӓ máy,lӓi sҳt và dây quҩn
* Vӓ máy
Vӓ máy có tác dөng cӕÿӏnh lõi sҳt và dây quҩn, không dùng ÿӇ làm mҥch dүn tӯ. Thѭӡng
vӓ máy ÿѭӧc làm bҵng gang. Ĉӕi vӟi máy có công suҩt tѭѫng ÿӕi lӟn ( 1000kW ) thѭӡng dùng
thép tҩm hàn lҥi làm thành vӓ máy. TuǤ theo cách làm nguӝi máy mà dҥng vӓ cNJng khác nhau.
*Lõi sҳt

Lõi sҳt là phҫn dүn tӯ. Vì tӯ trѭӡng ÿi qua lõi sҳt là tӯ trѭӡng quay nên
ÿӇ giҧm tәn hao lõi
sҳt ÿѭӧc làm bҵng nhӳng lá thép kӻ thuұt ÿiӋn ép lҥi. Khi ÿѭӡng kính ngoài lõi sҳt nhӓ hѫn 90
mm thì dùng cҧ tҩm tròn ép lҥi. Khi ÿѭӡng kính ngoài lӟn hѫn thì dùng nhӳng tҩm hình rҿ quҥt
(hình 2) ghép lҥi.
Hình1.2: Lá thép kӻ thuұt ÿiӋn
*Dây quҩn
Dây quҩn stator ÿѭӧc ÿһt vào các rãnh cӫa lõi sҳt và ÿѭӧc cách ÿiӋn tӕt vӟi lõi sҳt.
b)Ph̯n quay (roto)
Rotor có 2 loҥi chính : rotor kiӇu dây quҩn và rotor kiӇu lòng sóc.
2
sin
2
mm r
MpF
S
I G

m
I
m
F
r
G
10 SVTH:Trҫn NguyӉn Quang Tùng
Rotor dây quҩn :
Rôto có dây quҩn giӕng nhѭ dây quҩn cӫa stator. Dây quҩn 3 pha cӫa rôto thѭӡng ÿҩu hình
sao còn ba ÿҫu kia ÿѭӧc nӕi vào vành trѭӧt thѭӡng làm bҵng ÿӗng ÿһt cӕÿӏnh ӣ mӝt ÿҫu trөc
và thông qua chәi than có thӇÿҩu vӟi mҥch ÿiӋn bên ngoài. Ĉһc ÿiӇm là có thӇ thông qua chәi
than ÿѭa ÿiӋn trӣ phө hay suҩt ÿiӋn ÿӝng phө vào mҥch

ÿiӋn rôto ÿӇ cҧi thiӋn tính năng mӣ
máy, ÿiӅu chӍnh tӕc ÿӝ hoһc cҧi thiӋn hӋ sӕ công suҩt cӫa máy. Khi máy làm viӋc bình thѭӡng
dây quҩn rotor ÿѭӧc nӕi ngҳn mҥch. Nhѭӧc ÿiӇm so vӟi ÿӝng cѫ rotor lòng sóc là giá thành
cao, khó sӱ dөng ӣ môi trѭӡng khҳc nghiӋt, dӉ cháy nә …
Rotor lӗng sóc :
KӃt cҩu loҥi dây quҩn này rҩt khác vӟi dây quҩn stator. Trong mӛ
i rãnh cӫa lõi sҳt rotor ÿһt
vào thanh dүn bҵng ÿӗng hay nhôm dài ra khӓi lõi sҳt và ÿѭӧc nӕi tҳt lҥi ӣ hai ÿҫu bҵng hai
vành ngҳn mҥch bҵng ÿӗng hay nhôm làm thành mӝt cái lӗng mà ngѭӡi ta quen gӑi là lӗng sóc.
c)Khe hͧ không khí
Vì rotor là mӝt khӕi tròn nên khe hӣÿӅu. Khe hӣ trong máy ÿiӋn không ÿӗng bӝ rҩt nhӓÿӇ
hҥn chӃ dòng ÿiӋn tӯ hóa lҩy tӯ lѭӟi và nhѭ vұy mӟi có thӇ làm cho hӋ sӕ công suҩt cӫa máy
cao hѫn.
1.1.3 Ӭng dөng
:
Máy ÿiӋn không ÿӗng bӝ là loҥi máy ÿiӋn xoay chiӅu chӫ yӃu dùng làm ÿӝng cѫÿiӋn. Do kӃt
cҩu ÿѫn giҧn, làm viӋc chҳc chҳn, hiӋu suҩt cao, giá thành hҥ nên ÿӝng cѫ không ÿӗng bӝ là
loҥi máy ÿѭӧc dùng rӝng rãi Trong ÿӡi sӕng hàng ngày, ÿӝng cѫ không ÿӗng bӝ ngày càng
chiӃm mӝt vӏ trí quan trӑng vӟi nhiӅu ӭng dөng trong cӝng nghiӋp, nông nghiӋp và trong ÿӡi
sӕng hàng ngày.
1.2 ӬNG DӨNG CӪA ĈӜNG CѪ KHÔNG ĈӖNG BӜ
Ngày nay, các hӋ thӕng truyӅn ÿӝng ÿiӋn ÿѭӧc sӱ dөng rҩt rӝng rãi trong các thiӃt bӏ hoһc
dây chuyӅn sҧn xuҩt công nghiӋp, trong giao thông vұn tҧi, trong các thiӃt bӏÿiӋn dân dөng, . . .
Ѭӟc tính có khoҧng 50% ÿiӋn năng sҧn xuҩt ra ÿѭӧc tiêu thө bӣi các hӋ thӕng truyӅn ÿӝng
ÿiӋn.
HӋ truyӅn ÿӝng ÿiӋn có thӇ hoҥt ÿӝng vӟi t
ӕc ÿӝ không ÿәi hoһc vӟi tӕc ÿӝ thay ÿәi
ÿѭӧc. HiӋn nay khoҧng 75 – 80% các hӋ truyӅn ÿӝng là loҥi hoҥt ÿӝng vӟi tӕc ÿӝ không ÿәi.
Vӟi các hӋ thӕng này, tӕc ÿӝ cӫa ÿӝng cѫ hҫu nhѭ không cҫn ÿiӅu khiӇn trӯ các quá trình khӣi
ÿӝng và hãm. Phҫn còn lҥi, là các hӋ thӕng có thӇÿiӅu chӍnh ÿѭӧc tӕc ÿӝ ÿӇ phӕi hӧp

ÿһc tính
ÿӝng cѫ và ÿһc tính tҧi theo yêu cҫu. Vӟi sӵ phát triӇn mҥnh mӁ cӫa kӻ thuұt bán dүn công suҩt
lӟn và kӻ thuұt vi xӱ lý, các hӋÿiӅu tӕc sӱ dөng kӻ thuұt ÿiӋn tӱ ngày càng ÿѭӧc sӱ dөng rӝng
rãi và là công cө không thӇ thiӃu trong quá trình tӵÿӝng hóa.
Ĉӝng cѫ không ÿӗng bӝ có nhiӅu ѭu ÿiӇm nhѭ: kӃt cҩu ÿѫ
n giҧn, làm viӋc chҳc chҳn,
hiӋu suҩt cao, giá thành hҥ, có khҧ năng làm viӋc trong môi trѭӡng ÿӝc hҥi hoһc nѫi có khҧ
năng cháy nә cao. Vì nhӳng ѭu ÿiӇm này nên ÿӝng cѫ không ÿӗng bӝÿѭӧc ӭng dөng rҩt rӝng
11 SVTH:Trҫn NguyӉn Quang Tùng
rãi trong các ngành kinh tӃ quӕc dân vӟi công suҩt tӯ vài chөc ÿӃn hàng nghìn kW. Trong công
nghiӋp, ÿӝng cѫ không ÿӗng bӝ thѭӡng ÿѭӧc dùng làm nguӗn ÿӝng lӵc cho các máy cán thép
loҥi vӯa và nhӓ, cho các máy công cөӣ các nhà máy công nghiӋp nhҽ . . . Trong nông nghiӋp,
ÿѭӧc dùng làm máy bѫm hay máy gia công nông sҧn phҭm. Trong ÿӡi sӕng hҵng ngày, ÿӝng
cѫ không ÿӗng bӝ ngày càng chiӃm mӝt vӏ trí quan trӑng vӟi nhiӅu ӭng dөng nhѭ: quҥt gió,
ÿӝ
ng cѫ trong tӫ lҥnh, máy quay dƭa,. . . Tóm lҥi, cùng vӟi sӵ phát triӇn cӫa nӅn sҧn xuҩt ÿiӋn
khí hóa và tӵÿӝng hóa, phҥm vi ӭng dөng cӫa ÿӝng cѫ không ÿӗng bӝ ngày càng rӝng rãi.
So vӟi máy ÿiӋn DC, viӋc ÿiӅu khiӇn máy ÿiӋn xoay chiӅu gһp rҩt nhiӅu khó khăn bӣi vì
các thông sӕ cӫa máy ÿiӋn xoay chiӅu là các thông sӕ biӃn ÿәi theo thӡi gian, cNJ
ng nhѭ bҧn
chҩt phӭc tҥp vӅ mһt cҩu trúc máy cӫa ÿӝng cѫÿiӋn xoay chiӅu so vӟi máy ÿiӋn mӝt chiӅu.
Cho nên viӋc tách riêng ÿiӅu khiӇn giӳa moment và tӯ thông ÿӇ có thӇÿiӅu khiӇn ÿӝc lұp ÿòi
hӓi mӝt hӋ thӕng có thӇ tính toán cӵc nhanh và chính xác trong viӋc qui ÿәi các giá trӏ xoay
chiӅu vӅ các biӃn ÿѫn giҧn . Vì vұy, cho ÿӃn gҫn
ÿây, phҫn lӟn ÿӝng cѫ xoay chiӅu làm viӋc
vӟi các ӭng dөng có tӕc ÿӝ không ÿәi do các phѭѫng pháp ÿiӅu khiӇn trѭӟc ÿây dùng cho máy
ÿiӋn thѭӡng ÿҳt và có hiӋu suҩt kém. Ĉӝng cѫ không ÿӗng bӝ cNJng không tránh khӓi nhѭӧc
ÿiӇm này.
1.3 KHҦ NĂNG DÙNG ĈӜNG CѪ XOAY CHIӄU THAY THӂ MÁY ĈIӊN
MӜT CHIӄU:

Nhӳng khó khăn trong viӋc ӭng dөng ÿӝng cѫ xoay chiӅu chính là làm thӃ nào ÿӇ có
thӇ dӉ dàng ÿiӅu khiӇn ÿѭӧc tӕc ÿӝ cӫa nó nhѭ viӋc ÿiӅu khiӇn cӫa ÿӝng cѫ DC. Vì vұy, mӝt ý
tѭӣng vӅ viӋc biӃn ÿәi mӝt máy ÿiӋn xoay chiӅu thành mӝt máy ÿiӋn mӝt chiӅu trên phѭѫng
diӋn ÿiӅu khiӇn ÿ
ã ra ÿӡi. Ĉây chính là ÿiӅu khiӇn vector. ĈiӅu khiӇn vector sӁ cho phép ÿiӅu
khiӇn tӯ thông và moment hoàn toàn ÿӝc lұp vӟi nhau thông qua ÿiӅu khiӇn giá trӏ tӭc thӡi cӫa
dòng (ÿӝng cѫ tiӃp dòng) hoһc giá trӏ tӭc thӡi cӫa áp (ÿӝng cѫ tiӃp áp).
ĈiӅu khiӇn vector cho phép tҥo ra nhӳng phҧn ӭng nhanh và chính xác cӫa cҧ tӯ thông
và moment trong cҧ quá trình quá ÿӝ cNJng nhѭ quá trình xác lұ
p cӫa máy ÿiӋn xoay chiӅu
giӕng nhѭ máy ÿiӋn mӝt chiӅu. Cùng vӟi sӵ phát triӇn cӫa kӻ thuұt bán dүn và nhӳng bӝ vi xӱ
lý có tӕc ÿӝ nhanh và giá thành hҥ, viӋc ӭng dөng cӫa ÿiӅu khiӇn vector ngày càng ÿѭӧc sӱ
dөng rӝng rãi trong nhiӅu hӋ truyӅn ÿӝng và ÿã trӣ thành mӝt tiêu chuҭn công nghiӋp.
Vӟi sӵ phát triӇn nhanh chóng, ngành công nghiӋp tӵÿӝng luôn ÿòi h
ӓi sӵ cҧi tiӃn
thѭӡng xuyên cӫa các loҥi hӋ truyӅn ÿӝng khác nhau. Nhӳng yêu cҫu cҧi tiӃn cӕt yӃu là tăng ÿӝ
tin cұy, giҧm khҧ năng tiêu thөÿiӋn năng, giҧm thiӇu chi phí bҧo dѭӥng, tăng ÿӝ chính xác và
tăng khҧ năng ÿiӅu khiӇn phӭc tҥp. Vì vұy, nhӳng hӋ truyӅn ÿӝng vӟi ÿӝng cѫÿiӋn mӝt chiӅ
u
ÿang dҫn thay thӃ bӣi nhӳng hӋ truyӅn ÿӝng ÿӝng cѫ xoay chiӅu sӱ dөng ÿiӅu khiӇn vector. Bӣi
vì, lý do chính ÿӇ sӱ dөng rӝng rãi ÿӝng cѫÿiӋn mӝt chiӅu trѭӟc kia là khҧ năng ÿiӅu khiӇn ÿӝc
lұp tӯ thông và moment lӵc ÿã nêu cNJng nhѭ cҩu trúc hӋ truyӅn ÿӝng khá ÿѫn giҧn. Tuy nhiên,
chi phí mua và bҧo trì ÿӝng cѫ cao, ÿһ
c biӋt khi sӕ lѭӧng máy ÿiӋn phҧi dùng lӟn. Trong khi
ÿó, các ӭng dөng thӵc tӃ cӫa lý thuyӃt ÿiӅu khiӇn vector ÿã ÿѭӧc thӵc hiӋn tӯ nhӳng năm 70
vӟi các mҥch ÿiӅu khiӇn liên tөc. Nhѭng các mҥch liên tөc không thӇÿáp ӭng ÿѭӧc sӵÿòi hӓi
12 SVTH:Trҫn NguyӉn Quang Tùng
phҧi chuyӇn ÿәi tӭc thӡi cӫa hӋ quy chiӃu quay do ÿiӅu này ÿòi hӓi mӝt khӕi lѭӧng tính toán
trong mӝt thӡi gian ngҳn.
Sӵ phát triӇn cӫa nhӳng mҥch vi xӱ lý ÿã làm thay ÿәi viӋc ӭng dөng cӫa lý thuyӃt ÿiӅu

khiӇn vector. Khҧ năng tӕi ѭu trong ÿiӅu khiӇn quá ÿӝ cӫa ÿiӅu khiӇ
n vector là nӅn móng cho
sӵ phát triӇn rӝng rãi cӫa các hӋ truyӅn ÿӝng xoay chiӅu (vì giá thành cӫa ÿӝng cѫ xoay chiӅu
rҩt rҿ hѫn so vӟi ÿӝng cѫ mӝt chiӅu).
Ngoài nhӳng phát triӇn trong ÿiӅu khiӇn vector, mӝt sӵ phát triӇn ÿáng chú ý khác chính là viӋc
ӭng dөng mҥng neural (neural networks) và logic mӡ (fuzzy logic) vào ÿiӅu khiӇn vector ÿang
là nhӳng ÿӅ tài nghiên cӭu mӟi trong nghiên cӭu hӋ truyӅn ÿӝng. Hai kӻ thu
ұt ÿiӅu khiӇn mӟi
này sӁ tҥo nên nhӳng cҧi tiӃn vѭӧt bӵc cho hӋ truyӅn ÿӗng cӫa máy ÿiӋn xoay chiӅu trong mӝt
tѭѫng lai gҫn. TriӇn vӑng ӭng dөng rӝng rãi cӫa hai kӻ thuұt này phө thuӝc vào sӵ phát triӇn
cӫa bӝ vi xӱ lý bán dүn (semiconductor microprocessor).
Vӟi sӵ phát triӇn mҥnh cӫa các bӝ biӃn ÿәi ÿiӋn tӱ
công suҩt, mӝt lý thuyӃt ÿiӅu khiӇn
máy ÿiӋn xoay chiӅu khác hҷn vӟi ÿiӅu khiӇn vector ÿã ra ÿӡi. Lý thuyӃt ÿiӅu khiӇn trӵc tiӃp
moment lӵc (Direct Torque Control hay viӃt tҳt là DTC) do giáo sѭ Noguchi Takahashi ÿѭa ra
vào cuӕi năm 80. Tuy nhiên, kӻ thuұt ÿiӅu khiӇn moment trӵc tiӃp vүn chѭa phҧi hoàn hҧo và
cҫn phҧi nghiên cӭu thêm.
1.4 KӂT LUҰN:
Vӟi sӵ phát triӇn mҥnh mӁ cӫa kӻ thuұt bán dүn công suҩt cao và kӻ thuұt vi xӱ lý, hiӋn
nay các bӝÿiӅu khiӇn ĈCKĈB ÿã ÿѭӧc chӃ tҥo vӟi ÿáp ӭng tӕt hѫn, giá thành rҿ hѫn các bӝ
ÿiӅu khiӇn ÿӝng cѫ DC. Do ÿó , ĈCKĈB có thӇ thay thӃÿѭӧc ÿӝng cѫ Dc trong rҩt nhiӅu ӭng
dөng. Dӵ kiӃn trong tѭѫ
ng lai gҫn , ĈCKĈB sӁÿѭӧc sӱ dөng rӝng rãi trên hҫu hӃt các bӝ
truyӅn ÿӝng ÿiӅu khiӇn tӕc ÿӝ
13 SVTH:Trҫn NguyӉn Quang Tùng
CHѬѪNG 2
L
L
Ý
Ý

T
T
H
H
U
U
Y
Y
ӂ
ӂ
T
T
V
V
À
À
P
P
H
H
Ѭ
Ѭ
Ѫ
Ѫ
N
N
G
G
P
P

H
H
Á
Á
P
P
Ĉ
Ĉ
I
I
ӄ
ӄ
U
U
K
K
H
H
I
I
ӆ
ӆ
N
N
14 SVTH:Trҫn NguyӉn Quang Tùng
CHѬѪNG 2: LÝ THUYӂT VÀ PHѬѪNG PHÁP ĈIӄU KHIӆN
2.1 GIӞI THIӊU Vӄ BIӂN TҪN NGUӖN ÁP ĈIӄU KHIӆN THEO
PHѬѪNG PHÁP V/F
Ĉѭӧc sӱ dөng hҫu hӃt trong các biӃn tҫn hiӋn nay vì phҫn cӭng và giҧi thuұt ÿѫn giҧn;
không ÿòi hӓi nhiӅu thiӃt bӏ cҧm biӃn nên chi phí thҩp.

Tӕc ÿӝ cӫa ĈCKĈB tӍ lӋ trӵc tiӃp vӟi tҫn sӕ nguӗn cung cҩp. Do ÿó, nӃu thay ÿәi tҫn sӕ
cӫa nguӗn cung cҩp cho ÿӝng cѫ thì cNJng sӁ thay ÿәi ÿѭӧ
c tӕc ÿӝ ÿӗng bӝ, và tѭѫng ӭng
là tӕc ÿӝ cӫa ÿӝng cѫ.
Tuy nhiên, nӃu chӍ thay ÿәi tҫn sӕ mà vүn giӳ nguyên biên ÿӝ nguӗn áp cҩp cho ÿӝng cѫ
sӁ làm cho mҥch tӯ cӫa ÿӝng cѫ bӏ bão hòa. ĈiӅu này dүn ÿӃn dòng tӯ hóa tăng, méo
dҥng ÿiӋn áp và dòng ÿiӋn cung cҩp cho ÿӝng cѫ gây ra tәn hao lõi tӯ, tәn hao ÿӗng trong
dây quҩn Stator. Ng
ѭӧc lҥi, nӃu tӯ thông giҧm dѭӟi ÿӏnh mӭc sӁ làm giҧm sӁ làm giҧm
khҧ năng mang tҧi cӫa ÿӝng cѫ.
Vì vұy, khi giҧm tҫn sӕ nguӗn cung cҩp cho ÿӝng cѫ nhӓ hѫn tҫn sӕÿӏnh mӭc thѭӡng ÿòi
hӓi phҧi giҧm ÿiӋn áp V cung cҩp cho ÿӝng cѫ sao cho tӯ thông trong khe hӣ không khí
ÿѭӧc giӳ không ÿәi.Khi ÿӝng cѫ làm viӋc v
ӟi tҫn sӕ cung cҩp lӟn hѫn tҫn sӕÿӏnh mӭc,
thѭӡng giӳÿiӋn áp cung cҩp không ÿәi và bҵng ÿӏnh mӭc, do giӟi hҥn vӅ cách ÿiӋn stator
hoһc ÿiӋn áp nguӗn. Ĉây là nhѭӧc ÿiӇm cӫa phѭѫng pháp này, thѭӡng chӍÿѭӧc áp dөng
cho ÿiӅu khiӇn ÿӝng cѫ có tӕc ÿӝ trung bình, có tӕc ÿӝ tӕi ÿa 70Hz, không ÿòi hӓi ÿӝ
chính xác cao
2.2 PHѬѪNG PHÁP ĈIӄU KHIӆN V/F
2.2.1 Phѭѫng pháp E/f
Ta có công thӭc sau:
ÿm
f
f
a
Vӟi f - tҫn sӕ làm viӋc cӫa ÿӝng cѫ, f
ÿm -
tҫn sӕÿӏnh mӭc cӫa ÿӝng cѫ.
Giҧ sӱÿӝng cѫ hoҥt ÿӝng dѭӟi tҫn sӕÿӏnh mӭc (a<1). Tӯ thông ÿӝng cѫÿѭӧc giӳӣ giá
trӏ không ÿәi. Do tӯ thông cӫa ÿӝng cѫ phө thuӝc vào dòng tӯ hóa cӫa ÿӝng cѫ, nên tӯ thông

ÿѭӧc giӳ không ÿәi khi dòng tӯ hóa ÿѭӧc giӳ không ÿәi tҥi mӑi ÿiӇm làm viӋc cӫa ÿӝng cѫ.
Ta có phѭѫng trình tính dòng tӯ
hóa tҥi ÿiӇm làm viӋc ÿӏnh mӭc nhѭ sau:
mÿm
ÿm
m
L2
1
.
f
E
I
S

Vӟi L
m
là ÿiӋn cҧm mҥch tӯ hóa.
Tҥi tҫn sӕ làm viӋc f:
mÿm
m
L2
1
.
a.f
E
I
S

Tӯ 2 phѭѫng trình trên suy ra ÿiӅu kiӋn ÿӇ dòng ÿiӋn tӯ hóa không ÿәi:
const

f
E
f
E
E
a
E
ÿm
ÿm
ÿm

15 SVTH:Trҫn NguyӉn Quang Tùng
Nhѭ vұy tӯ thông ÿӝng cѫÿѭӧc giӳ không ÿәi khi tӍ lӋ E/f ÿѭӧc giӳ không ÿәi (E/f =
const).
2.2.2 Phѭѫng pháp V/f
Tuy nhiên trong thӵc tӃ, viӋc giӳ tӯ thông không ÿәi ÿòi hӓi mҥch ÿiӅu khiӇn rҩt phӭc
tҥp. NӃu bӓ qua sөt áp trên ÿiӋn trӣ và ÿiӋn kháng tҧn mҥch stator, ta có thӇ xem nhѭ U § E.
Khi ÿó nguyên tҳc ÿiӅu khiӇn E/f=const ÿѭӧc thay bҵng phѭѫng pháp V/f=const.
Trong phѭѫng pháp V/f=const (gӑi ngҳn là V/f), nhѭÿã trình bày ӣ trên thì tӍ sӕ V/f ÿѭӧc
giӳ không ÿәi và bҵng giá trӏ t
Ӎ sӕ này ӣÿӏnh mӭc.Cҫn lѭu ý là khi moment tҧi tăng , dòng
ÿӝng cѫ tăng làm gia tăng sөt áp trên ÿiӋn trӣ Stator dҭn ÿӃn E giҧm, có nghƭa là tӯ thông ÿӝng
cѫ giҧm.Do ÿó ÿӝng cѫ không hoàn toàn làm viӋc ӣ chӃÿӝ tӯ thông không ÿәi.
Ta có công thӭc moment ÿӏnh mӭc ӭng vӟi sѫÿӗÿѫn giҧn cӫa ÿӝng cѫ:

»
»
»
»
»

»
¼
º
«
«
«
«
«
«
¬
ª

¸
¸
¹
·
¨
¨
©
§

Z

2
'
21
2
'
2
1

'
2
2
ÿm
ÿb
XX
s
R
R
s
R
.V
.
3
M
Và moment cӵc ÿҥi ӣ chӃÿӝÿӏnh mӭc:

»
»
»
¼
º
«
«
«
¬
ª
r
Z

2
'
21
2
11
2
ÿm
ÿb
max
XXRR
V
.
.2
3
M
Khi thay các giá trӏÿӏnh mӭc bҵng giá trӏÿó nhân vӟi tӍ sӕ a (aȦ
ÿm
, aV
ÿm
, aX), Ta có
ÿѭӧc công thӭc moment cӫa ÿӝng cѫӣ tҫn sӕ f khác ÿӏnh mӭc:

2
'
2
2
ÿm
2
'
2

ÿb
'
12
1
R
V.
3
a.s
M. ,a1
RR
XX
aas
ªº
«»
«»

«»
Z
§·
«»

¨¸
«»
©¹
¬¼
Và moment cӵc ÿҥi ӣ tҫn sӕ f khác ÿӏnh mӭc:

1a,
XX
a

R
a
R
V
.
.2
3
M
2
'
21
2
11
2
ÿm
ÿb
max

»
»
»
»
»
»
¼
º
«
«
«
«

«
«
¬
ª

¸
¸
¹
·
¨
¨
©
§
r
Z

Dӵa theo công thӭc trên ta thҩy, các giá trӏ X
1
và X
2
’ phө thuӝc vào tҫn sӕ, trong khi R
1
lҥi là hҵng sӕ. Nhѭ vұy, khi hoҥt ÿӝng ӣ tҫn sӕ cao, giá trӏ (X
1
+X
2
’)>> R
1
/a, sөt áp trên R
1

rҩt
nhӓ nên giá trӏ E suy giҧm rҩt ít dүn ÿӃn tӯ thông ÿѭӧc giӳ gҫn nhѭ không ÿәi. Moment cӵc ÿҥi
cӫa ÿӝng cѫ gҫn nhѭ không ÿәi.
Tuy nhiên, khi hoҥt ÿӝng ӣ tҫn sӕ thҩp thì giá trӏÿiӋn trӣ R
1
/a sӁ tѭѫng ÿӕi lӟn so vӟi giá
trӏ cӫa (X
1
+X
2
’), dүn ÿӃn sөt áp nhiӅu ӣÿiӋn trӣ stator khi moment tҧi lӟn. ĈiӅu này làm cho E
bӏ giҧm và dүn ÿӃn suy giҧm tӯ thông và moment cӵc ÿҥi.
16 SVTH:Trҫn NguyӉn Quang Tùng
ĈӇ bù lҥi sӵ suy giҧm tӯ thông ӣ tҫn sӕ thҩp. Ta sӁ cung cҩp them cho ÿӝng cѫ mӝt ÿiӋn
áp U
o
ÿӇ cung cҩp cho ÿӝng cѫ tӯ thông ÿӏnh mӭc khi f=0. Tӯÿó ta có quan hӋ nhѭ sau:
U=U
o
+K.f
Vӟi K là mӝt hҵng sӕÿѭӧc chӑn sao cho giá trӏ U cҩp cho ÿӝng cѫ bҵng U
ÿm
tҥi f=f
ÿm
.
Khi a>1 (f>f
ÿm
), ĈiӋn áp ÿѭӧc giӳ không ÿәi và bҵng ÿӏnh mӭc. Khi ÿó ÿӝng cѫ hoҥt
ÿӝng ӣ chӃÿӝ suy giҧm tӯ thông.
Khi ÿó moment và moment cӵc ÿҥi cӫa ÿӝng cѫ tҥi tҫn sӕ f cung cҩp sӁ là:


2
'
2
2
ÿm
2
'
2
ÿb
2'
2
11
R
V.
3
a.s
M. ,a1
R
RaXX
s
ªº
«»
«»
!
«»
Z
§·
«»
 

¨¸
«»
©¹
¬¼
.
Và moment cӵc ÿҥi ӣ tҫn sӕ f:

2
max
2
22 '
11 12
3
.,1
2.
ÿm
ÿb
V
Ma
RRaXX
Z
ªº
«»
!
«»
r 
«»
¬¼
Sau ÿây là ÿӗ thӏ biӇu diӉn mӕi quan hӋ giӳa moment và ÿiӋn áp theo tҫn sӕ trong
phѭѫng pháp ÿiӅu khiӇn V/f=const.

f
U
M
f
dm
U
o
M
dm
Hình 2.1: Quan hӋ giӳa moment và ÿiӋn áp theo tҫn sӕ
2.3 Phѭѫng pháp ÿiӅu chӃ Vector không gian trong ÿiӅu khiӇn ÿӝng cѫ
không ÿӗng bӝ dҥng V/F:
Có nhiӅu phѭѫng pháp ÿӇ ÿiӅu khiӇn bӝ nghӏch lѭu áp ÿӇ tҥo ra ÿiӋn áp có biên ÿӝ và tҫn
sӕ mong muӕn cung cҩp cho ÿӝng cѫ.Trong ÿó phѭѫng pháp Vector không gian ÿѭӧc xem là
phѭѫng pháp chính xác và hiӋn ÿҥi nhҩt hiӋn nay
17 SVTH:Trҫn NguyӉn Quang Tùng
Hình 2.6 : Sѫÿӗ bӝ biӃn tҫn nghӏch lѭu áp 6 khóa (MOSFETs hoһc IGBTs)
2.3.1 Thành lұp vector không gian:
Ĉӕi vӟi phѭѫng pháp ÿiӅu rӝng xung vector không gian, bӝ nghӏch lѭu ÿѭӧc xem nhѭ là mӝt
khӕi duy nhҩt vӟi 8 trҥng thái ÿóng ngҳt riêng biӋt tӯ 0 ÿӃn 7.
Ĉӕi vӟi nguӗn áp ba pha cân bҵng, ta luôn có phѭѫng trình sau:
() () () 0
abc
ut ut ut
(2.1)
Và bҩt kǤ ba hàm sӕ nào thӓa mãn phѭѫng trình trên ÿӅu có thӇ chuyӇn sang hӋ tӑa ÿӝ 2 chiӅu
vuông góc. Ta có thӇ biӇu diӉn phѭѫng trình trên dѭӟi dҥng 3 vector gӗm: [u
a
0 0]
T

trùng vӟi
trөc x, vector [0 u
b
0]
T
lӋch mӝt góc 120
o
và vector [0 0 u
c
]
T
lӋch mӝt góc 240
o
so vӟi trөc x
nhѭ hình sau ÿây.
Hình 2.7: BiӉu diӉn vector không gian trong hӋ tӑa ÿӝ x-y
Tӯÿó ta xây dӵng ÿѭӧc phѭѫng trình cӫa vector không gian trong hӋ tӑa ÿӝ phӭc nhѭ sau:

(2/3) (2/3)
2
() . .
3
jj
ab c
ut u u e u e
SS

 
(2.2)
Trong ÿó

2
/
3
là hӋ sӕ biӃn hình. Phân tích u(t) trong phѭѫng trình trên thành phҫn thӵc và phҫn
ҧo.
()
xy
ut u ju  (2.3)
Ta xây dӵng ÿѭӧc công thӭc chuyӇn ÿәi hӋ tӑa ÿӝ tӯ ba pha abc sang hӋ tӑa ÿӝ phӭc x-y bҵng
cách cân bҵng phҫn thӵc và phҫn ҧo trong phѭѫng trình (2.2) ta có :
 



2
( ) cos 2 /3 sin 2 /3 cos 2 /3 sin 2 /3
3
ab c
ut u u j u j
SS S S
ªº
    
¬¼
18
SVTH:Trҫn NguyӉn Quang Tùng
  
  
2
cos 2 / 3 cos 2 / 3
3

2
sin 2 / 3 sin 2 / 3
3
xab c
yb c
uuu u
uu u
SS
SS
­
  ªº
¬¼
°
°

®
°

ªº
¬¼
°
¯
11
1
2
22
3
33
0
22

a
x
b
y
c
u
u
u
u
u
§·
§·

¨¸
§·
¨¸
¨¸

¨¸
¨¸
¨¸
©¹
¨¸

¨¸
©¹
©¹
(2.4)
TiӃp theo hình thành tӑa ÿӝ quay Į-ȕ bҵng cách cho hӋ tӑa ÿӝ x-y quay vӟi vұn tӕc góc Ȧt. Ta
có công thӭc chuyӇn ÿәi hӋ tӑa ÿӝ nhѭ sau

cos( ) cos
cos( ) sin( )
2
sin( ) cos( )
sin( ) sin
2
xx
yy
tt
uu
u
tt
uuu
tt
tt
D
E
S
ZZ
ZZ
ZZ
S
ZZ
§·
§·

¨¸
¨¸
§· §·
§·


§·
©¹
¨¸

¨¸ ¨¸
¨¸
¨¸
¨¸
§·
©¹
©¹
©¹ ©¹

¨¸
¨¸
©¹
©¹
(2.5)
Nguӗn áp ba pha tҥo ra là cân bҵng và sin nên ta có thӇ viӃt lҥi phѭѫng trình ÿiӋn áp pha nhѭ
sau:
sin( )
sin( 2 / 3)
sin( 2 / 3)
am
bm
cm
uV t
uV t
uV t

Z
ZS
ZS



(2.6)
Tӯ phѭѫng trình (2.5) ta xây dӵng ÿѭӧc phѭѫng trình sau:
()
jjt
rr
ut Ve Ve
TZ

(2.7)
ThӇ hiӋn vector không gian có biên ÿӝ V
r
quay vӟi vұn tӕc góc Ȧt quanh gӕc tӑa ÿӝ 0. Phѭѫng
trình ÿiӋn áp dây nhѭ sau theo phѭѫng trình (2.4) nhѭ sau:
1
3
5
11
1
23
22
32
33
0
22

L
s
L
q
V
Vq
V
q
D
E
§·
§·

¨¸
§·
¨¸
¨¸

¨¸
¨¸
¨¸
©¹
¨¸

¨¸
©¹
©¹
(2.8)
Trong ÿó
2

ÿӇ chuyӇn tӯ giá trӏ biên ÿӝ thành giá trӏ hiӋu dөng, 3 ÿӇ chuyӇn giá trӏÿiӋn áp
pha thành ÿiӋn áp dây. Vector ÿiӋn áp dây sӁ sӟm pha hѫn vector ÿiӋn áp pha mӝt góc
/6
S
.
NӃu lӗng ghép các trҥng thái có thӇ có cӫa q
1
, q
3
và q
5
vào phѭѫng trình (2.8), ta thu ÿѭӧc
phѭѫng trình ÿiӋn áp dây (trӏ biên ÿӝ) theo các trҥng thái cӫa các khóa.
(2 1) /6
22 2 (21) (21)
cos sin
66
33
jn
n
nn
Ve j
S
SS

uªº
§·§·

¨¸¨¸
«»

©¹©¹
¬¼
)&
(2.9)
Vӟi n = 0, 1, 2..6, ta thành lұp ÿѭӧc 6 vector không gian V
1
– V
6
và 2 vector 0 là V
0
và V
7
nhѭ
hình sau
19
SVTH:Trҫn NguyӉn Quang Tùng
Hình 2.8: Các vector không gian tӯ 1 ÿӃn 6
Hình 2.9: Trҥng thái ÿóng-ngҳt cӫa các khóa
Bҧng 2.1: Giá trӏÿiӋn áp các trҥng thái ÿóng ngҳt và vector không gian tѭѫng ӭng
Vector
ÿiӋn áp
Trҥng thái cӫa các khóa ĈiӋn áp pha ĈiӋn áp dây
Q1 Q3 Q5 Van Vbn Vcn Vab Vbc Vca
V0
0 0 0 0 0 0 0 0 0
V1
1 0 0 2/3 1/3 1/3 1 0 -1
V2
1 1 0 1/3 1/3 -2/3 0 1 -1
20

SVTH:Trҫn NguyӉn Quang Tùng
V3
0 1 0 -1/3 2/3 -1/3 -1 1 0
V4
0 1 1 -2/3 1/3 1/3 -1 0 1
V5
0 0 1 -1/3 -1/3 2/3 0 -1 1
V6
1 0 1 1/3 -2/3 1/3 1 -1 0
V7
1 1 1 0 0 0 0 0 0
Ghi chú: ÿӝ lӟn ÿiӋn áp phҧi nhân vӟi Vdc
2.3.2 Tính toán thӡi gian ÿóng ngҳt:
Xét trѭӡng hӧp vector V
r
nҵm trong vùng 1 nhѭ hình sau
Hình 2.10: Vector không gian Vs trong vùng 1
Giҧ sӱ tҫn sô ÿiӅu rӝng xung f
PWM
ÿӫ cao ÿӇ trong suӕt chu kǤÿiӅu rӝng xung Ts, vector V
S
không thay ÿәi vӏ trí. Nhӡÿó, ta có thӇ phân tích VS theo các vector V
1
, V
2
, và V
0
hoһc V
7
nhѭ

phѭѫng trình sau
1 1 2 2 07 07
1207
rs
s
VT VTVTV T
TTTT


u uu u

(2.10)
Vӟi T
s
là chu kǤÿiӅu rӝng xung
T
n
là thӡi gian duy trì ӣ trҥng thái V
n
ChuyӇn sang hӋ tӑa ÿӝ vuông góc, ta có phѭѫng trình sau - suy ra tӯ phѭѫng trình (2.7) và (2.9)
1107
cos cos cos
662
22
.0
33
sin sin sin
662
s
Tm T T T

SSS
T
SSS
T

§ ·§·§·
§· §· §·

¨¸ ¨¸ ¨¸
¨ ¸¨¸¨¸
©¹ ©¹ ©¹
¨ ¸¨¸¨¸

¨ ¸¨¸¨¸
§ · §· §·

¨ ¸¨¸¨¸
¨ ¸ ¨¸ ¨¸
© ¹ ©¹ ©¹
© ¹©¹©¹
Cân bҵng phҫn thӵc và phҫn ҧo, ta có
11
11
22
cos cos cos
662
33
22
sin sin sin
662

33
s
s
Tm T T
Tm T T
SSS
T
SSS
T
­
§ · §· §·
 
¨ ¸ ¨¸ ¨¸
°
°©¹ ©¹ ©¹
®
§· §· §·
°
 
¨¸ ¨¸ ¨¸
°
©¹ ©¹ ©¹
¯
Giҧi phѭѫng trình trên ÿӇ tìm T
1
và T
2
21
SVTH:Trҫn NguyӉn Quang Tùng
1

cos cos
33
66
22
3
cos
6
2
ss
TTm Tm
SS
TT
S
§· §·

¨¸ ¨¸
©¹ ©¹

§·
¨¸
©¹
1
cos cos sin
623 3
ss s
TTm Tm Tm
SSS S
TTT
§·
§· §· §·

    
¨¸ ¨¸ ¨¸
¨¸
©¹ ©¹ ©¹
©¹
2
3
sin cos sin
26 6 6
ss
TTm Tm
SSS
TT
§· §·§·
  
¨¸ ¨¸¨¸
©¹ ©¹©¹
2
sin cos cos sin
6666
s
TTm
SSSS
TT
ªº
§·§·§·§·
   
¨¸¨¸¨¸¨¸
«»
©¹©¹©¹©¹

¬¼

2
sin sin
66
ss
TTm Tm
SS
TT
§·
 
¨¸
©¹
Suy ra


1
2
07 1 2
sin / 3
sin
s
s
s
TTm
TTm
TTTT
ST
T



­
°

®
°

¯
(2.11)
Trong ÿó : m là tӍ sӕÿiӅu biên
T
s
là chu kǤÿiӅu rӝng xung
ș là góc lӋch giӳa V
r
và V
n.
Ta nhұn thҩy viӋc giҧi phѭѫng trình 2-10 ÿӇ tìm T
1
, T
2
và T
s
không phө thuӝc vào hai vector
giӟi hҥn cӫa vùng ÿó
Hình 2.11: Vector không gian Vs trong vùng bҩt kǤ
Dӵa trên kӃt quҧ phѭѫng trình 2-11, ta xây dӵng công thӭc tәng quát nhѭ trong phѭѫng trình
(2.12) sau ÿây:



07
sin / 3
sin
As
Bs
sAB
TTm
TTm
TTTT
ST
T


­
°

®
°

¯
(2.12)
22
SVTH:Trҫn NguyӉn Quang Tùng
2.3.3 Phân bӕ các trҥng thái ÿóng ngҳt:
Vүn xét trѭӡng hӧp vector V
S
nҵm trong vùng 1, vӟi kӃt quҧ tӯ phѭѫng trình 2-11:


1

2
07 1 2
sin / 3
sin
s
s
s
TTm
TTm
TTTT
ST
T


­
°

®
°

¯
2.3.4 Kӻ thuұt thӵc hiӋn ÿiӅu chӃ vector không gian:
Thông thѭӡng, mӝt trong nhӳng tiêu chuҭn ÿӇ lӵa chӑn giҧn ÿӗ ÿóng kích linh kiӋn là sao cho giҧm
thiӇu tӕi ÿa sӕ lҫn chuyӇn mҥch cӫa linh kiӋn =>giҧm tәn hao trong quá trình ÿóng ngҳt chúng. Sӕ lҫn
chuyӇn mҥch sӁ ít nӃu ta thӵc hiӋn trình tӵÿiӅu khiӇn sau:
Hình 2.12: Giҧn ÿӗ ÿóng cҳt linh kiӋn
2.3.5 Giҧn ÿӗ ÿóng ngҳt các khóa ÿӇ tҥo ra Vector Vs trong tӯng sector:
Các khóa công suҩt trong tӯng nhánh ÿóng ngҳt ÿӕi nghӏch nhau. ĈӇ ÿѫn giҧn hóa sѫÿӗ,
ta chӍ vӁ trҥng thái cӫa 3 khóa công suҩt phía trên. Ba khóa còn lҥi có trҥng thái ÿӕi nghӏch vӟi
3 khóa trên theo tӯng cһp nhѭ sau :

+
S1 – S4
+
S3 – S6
+
S5 – S2
23
SVTH:Trҫn NguyӉn Quang Tùng
S1
S3
S5
Ts Ts
T
PWM
T
A
T
B
To/2 To/2 T
B
T
A
To/2
V0
To/2
V1 V2 V7 V7 V2 V1 V0
Vector Vs in Sector 1
S1
S3
S5

Ts Ts
T
A
T
B
To/2 To/2 T
B
T
A
To/2
V0
To/2
V3 V2 V7 V7 V2 V3 V0
Vector Vs in Sector 2
S1
S3
S5
Ts Ts
T
A
T
B
To/2 To/2 T
B
T
A
To/2
V0
To/2
V3 V4 V7 V7 V4 V3 V0

Vector Vs in Sector 3
24
SVTH:Trҫn NguyӉn Quang Tùng
S1
S3
S5
Ts Ts
T
A
T
B
To/2 To/2 T
B
T
A
To/2
V0
To/2
V5 V4 V7 V7 V4 V5 V0
Vector Vs in Sector 4
S1
S3
S5
Ts Ts
T
A
T
B
To/2 To/2 T
B

T
A
To/2
V0
To/2
V5 V6 V7 V7 V6 V5 V0
Vector Vs in Sector 5
S1
S3
S5
Ts Ts
T
A
T
B
To/2 To/2 T
B
T
A
To/2
V0
To/2
V1 V6 V7 V7 V6 V1 V0
Vector Vs in Sector 6
Hình 2.13: Vector Vs trong các vùng tӯ 0-6
25
SVTH:Trҫn NguyӉn Quang Tùng
CHѬѪNG
3
GIӞI THIӊU TӘNG QUÁT Vӄ

DSP TMS320LF2407
DSP TMS320LF2407A là thành viên hӑ xӱ lý tín hiӋu sӕ (digital signal
processors _ DSPs) TMS320_ family. Ĉѭӧc thiӃt kӃÿӇÿáp ӭng rӝng
rãi và chuyên dөng cho các phѭѫng pháp ÿiӅu khiӇn sӕÿӝng cѫ và mӝt
sӕӭng dөng trong truyӅn thông vӟi viӋc hӛ trӧ chӭc năng Control Area
Network(CAN). Vi ÿiӅu khiӇn này dӵa trên công nghӋ C2xLP 16-bit,
fix_point(dҩu chҩm tƭnh), low-power DSP CPU và ÿѭӧc bә xung flash
program cӝng vӟi on-chip dual-access RAM (DARAM).