Tài liệu Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số P5 doc

Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số
(ĐCKĐB)
T©B
Chöông 5: Một số phương pháp ước lượng từ thông rotor ĐCKĐB V.1
Chương 5: MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ƯỚC LƯỢNG
TỪ THÔNG ROTOR ĐCKĐB
I. Ước lượng từ thông rotor từ dòng hồi tiếp và từ thông khe hở không khí
[]
()
mbar
,i,i Ψ=Ψ

m
L
s
R
r
r
L
σ
s
L
σ
s
R
s
v
s
i
r
i

m
i


s
R
s
R
σ
r
R
σ
r
R
m
L
r
j
ωψ
m
i
s
i
r
i
s
v


s

r
s
s
s
m
iii +=


smrrr
iLiL +=Ψ


( )
s
sm
s
s
s
mr
s
sm
s
rr
s
r
iLiiLiLiL +−=+=Ψ

()
()
s

sr
s
mm
m
r
s
smr
s
mr
s
r
iLiL
L
L
iLLiL
σ
−=−−=Ψ


βασ
rr
s
sr
s
m
m
r
s
r
jiL

L
L
Ψ+Ψ=−Ψ=Ψ


2
r
2
rrr
βα
Ψ+Ψ=Ψ=Ψ


r
r
rr
coscos
Ψ
Ψ
==
α
φθ

r
r
rr
sinsin
Ψ
Ψ
==

β
φθ


()
sdrqsqrd
r
m
e
ii
L
L
p
2
3
T Ψ−Ψ=

II. Ước lượng từ thông rotor từ điện áp và dòng hồi tiếp
[][ ]
()
babar
i,i,u,u=Ψ

dt
di
L
LL
dt
d
L

L
dt
d
s
s
m
rs
s
s
m
r
s
r
σ
ψ
−=
Ψ

Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số
(ĐCKĐB)

T©B

Chöông 5:
Một số phương pháp ước lượng từ thông rotor ĐCKĐB V.2
()
dt
di
L
LL

iRu
L
L
dt
d
s
s
m
rs
s
ss
s
s
m
r
s
r
σ
−−=
Ψ

⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−−=

Ψ
dt
di
LiRu
L
L
dt
d
s
s
s
s
ss
s
s
m
r
s
r
σ

Từ thông stator được ước lượng từ dòng và áp như sau:
dt
d
iRu
s
s
s
ss
s

s
ψ
+=


s
ss
s
s
s
s
iRu
d
t
d
−=
ψ


Từ thông rotor được ước lượng từ từ thông stator và dòng stator:

rmsss
iLiL
r
r
r
+=ψ


rrsmr

iLiL
r
r
r
+=ψ


( )
s
ss
s
s
m
s
r
iL
L
1
i
r
r
r
−=
ψ


()
s
s
m

rs
rs
2
m
s
s
m
r
s
ss
s
s
m
r
s
smr
i
L
LL
LL
L
1
L
L
iL
L
L
iL
r
r

r
r
r
r
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−−=−+=Ψ
ψψ


s
s
m
rs
s
s
m
r
s
r
i
L
LL
L

L
σψ
−=Ψ


r
r
rr
coscos
Ψ
Ψ
==
α
φθ

r
r
rr
sinsin
Ψ
Ψ
==
β
φθ


()
sdrqsqrd
r
m

e
ii
L
L
p
2
3
T Ψ−Ψ=

III. Ước lượng từ thông rotor từ tốc độ và dòng hồi tiếp
[]
()
bar
i,i,
ω
=Ψ

s
r
r
s
s
r
m
s
r
j
T
1
i

T
L
dt
d
ψ
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
ω−−=
ψ
r
r
r


βαα
α
ωψ−ψ−=
ψ
rr
r
s
r
m
r

T
1
i
T
L
dt
d

Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số
(ĐCKĐB)

T©B

Chöông 5:
Một số phương pháp ước lượng từ thông rotor ĐCKĐB V.3

αββ
β
ωψ+ψ−=
ψ
rr
r
s
r
m
r
T
1
i
T

L
dt
d

với
()( )
2
'
r
2
'
r
'
r
βα
Ψ+Ψ=Ψ
r


r
r
rr
coscos
Ψ
Ψ
==
α
φθ

r

r
rr
sinsin
Ψ
Ψ
==
β
φθ


()
sdrqsqrd
r
m
e
ii
L
L
p
2
3
T Ψ−Ψ=

IV. Ước lượng vị trí từ thông rotor gián tiếp từ từ thông đặt và T
e
đặt
Các phương trình ước lượng vị trí vector từ thông rotor từ các giá trị lệnh của từ
thông rotor và moment điện từ như sau:

Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số
(ĐCKĐB)

T©B

Chöông 5:
Một số phương pháp ước lượng từ thông rotor ĐCKĐB V.4

V. Ước lượng từ thông rotor từ tốc độ và dòng hồi tiếp trong HTĐ (dq)

r
r
sd
r
mr
T
1
i
T
L
dt
d
Ψ−=
Ψ

với tốc độ trượt: ω
r
= ω + ω
sl
= ω +

r
m
T
L
rd
sq
i
Ψ

có T
e
=
2
3
p
r
m
L
L
sqrd
i
Ψ

Các phương trình sau được dùng để ước lượng từ thông rotor:

Hay các phương trình này có thể được viết lại như sau:

Vị trí tức thời của vector từ thông rotor được xác định như sau:

Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số

(ĐCKĐB)

T
©
B

Chöông 5:
Một số phương pháp ước lượng từ thông rotor ĐCKĐB V.5
VI. Ước lượng từ thông rotor dùng khâu quan sát (observer)

Hình 5.1: Sơ đồ bộ ước lượng từ thông rotor dùng khâu quan sát.
Thuật toán ước lượng từ thông rotor cho ĐCKĐB ba pha dùng khâu quan sát
i
sd
= i
sα
cosθ
r
+ i
sβ
sinθ
r
(5.1a)

rd
r
sd
r
m
rd

T
1
i
T
L
dt
d
Ψ−=
Ψ
(5.1b)
ψ
rα
= ψ
rd
cosθ
s
(5.1c)
ψ
rβ
= ψ
rd
sinθ
s
(5.1d)

s
r
r
m
s

s
r
2
mrs
s
s
L
L
i
L
LLL
ˆ
Ψ+
−
=ψ
r
r
r
(5.1e)

dt
d
s
s
ψ
r
=
s
s
u

r
– R
s
.
s
s
i
r
+ u
comp
(5.1f)

( )
s
s
s
s
i
pcomp
ˆ
s
K
Ku ψ−ψ
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+=

rr
(5.1g)

s
s
m
2
mrs
s
s
r
m
s
r
i
L
LLL
L
L
r
r
r
−
−ψ=Ψ
(5.1h)

()( )
2
r
2

rr
βα
Ψ+Ψ=Ψ
r
(5.1i)
VII. Đáp ứng điều khiển dộng cơ bằng FOC
Đáp ứng của bộ ước lượng từ thông rotor khi các thông số ĐCKĐB ba pha có sai số:
pt (5.1a)
pt (5.1b)
pt (5.1c)
s
s
ˆ
ψ
r

s
s
i
r

ω
r

pt (5.1d)
s
s
ψ
r
s

s
i
r

s
s
u
r

s
K
K
i
p
+

u
comp

u
comp

pt (5.1f)
s
r
ψ
r
s
s
i

r

s
s
ψ
r
pt (5.1g)
s
r
ψ
r
s
s
i
r

ω
r

s
s
u
r

s
r
ψ
r