BÀI TẬP LỚN Đề bài Mô phỏng hệ truyèn động động cơ IM rotor lồng sóc Phương pháp tựa từ thông Hệ đk 2 mọch vòng tốc độ và mô men

BÀI TẬP LỚN
Đề bài: Mô phỏng hệ truyèn động động cơ IM rotor lồng sóc:
- Phương pháp tựa từ thơng
- Hệ đk 2 mọch vịng tốc độ và mơ men
- Sử dụng bộ đk dự báo trạng thái hữu hạn(Finite Set MPC) cho mạch vòng dòng điện
- Mạch lực T-Type 3 pha

Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Mạnh Linh
Thành viên: Nguyễn Việt Dũng

20173784

Trần Văn Chiến
Phạm Đình Võ

20173680
20181847

Nguyễn Minh Thơng
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

20171772


NỘI DUNG
1

Giới thiệu về động cơ khơng đồng bộ(IM)

2

Mơ hình hóa động cơ IM

3

Cấu
Thiết kế bộ điều khiển

4

Mơ phỏng kiểm chứng

5

Kết luận

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI


Phần 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ(IM)
- Động cơ không đồng bộ là động cơ điện hoạt động với tốc độ
quay của Rotor chậm hơn so với tốc độ quay của từ trường Stator
- Máy điện khơng đồng bộ có nhiều loại được chia theo nhiều cách
khác nhau:
 Theo kết cấu của vỏ: máy điện khơng đồng bộ có thể chia theo các
kiểu chính sau: kiểu kín, kiểu hở, kiểu bảo vệ, kiểu chống nổ…
 Theo kết cấu roto: roto kiểu lồng sóc và roto kiểu dây quấn.
 Theo số pha trên dây quấn sato: 1 pha, 2 pha, 3 pha.

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
01/12/2022

Phần 2: MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ IM
Mơ hình động cơ không đồng bộ trong không gian vector:
 2
us  usa (t )  usb (t )e j120  usc (t )e j 240 
3
Im
ej120
b
c
ej240

Us
a

Re

2
2
j 240
u sa ( t )
u
(
t
)
e
sc
3
3

2
usb (t )e j120
3

Biểu diễn 3 dòng pha dưới dạng vector phức
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
01/12/2022


Phần 2: MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ IM
Mơ hình trạng thái liên tục trên tọa độ cố định với stator
và hệ tọa độ tựa theo từ thơng rotor(abc)
 Phương trình điện áp stator, rotor:


 d
s
us  Rs is 
dt


 
 d
r
ur  0  Rr ir 
dt

 Phương
 trình
 từ thơng:


 s  Ls is  Lm ir
Với



 r  Lm is  Lr ir
 Phương trình momen quay:

Ls  Lm  L s
Lr  Lm  L r


3  3
 
M  z p r is  z p  r  is sin( r , is )
2
2

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
01/12/2022


Phần 2: MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ IM
Mơ hình trạng thái liên tục của ĐCKĐB trên trục αβ:
 Chọn trục α trùng với trục vector a

 d s
 
us  Rs is 

dt


 
u  0  R i  d r  j
r r
r
 r
dt



 s  Ls is  Lm ir



 r  Lm is  Lr ir

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
01/12/2022

us  usa

1

us  3 (usb  usc )



Phần 2: MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ IM

Mơ hình trạng thái liên tục của ĐC KĐB hệ tọa độ dq:
 Cho hệ tọa độ αβ quay với tốc độ ωs ta được hệ tọa độ dq
 Chọn trục d trùng với vector từ thông rotor




 f
d sf
f
 j sf
us  Rs is 
dt


f



u f  0  R i f  d r  j f
r r
r
 r
dt



f
f
 s  Ls is  Lm irf




f
f
f



L
i

L
i
m s
r r
 r

(1)
(2)
(3)
(4)

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
01/12/2022



f


 f  L if
m s
ir  r
Lr


 (5)

 rf  Lm isf
 f  f
 s  Ls is  Lm
Lr



Phần 2: MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ IM
Mơ hình động cơ không đồng bộ trong không gian vector
 Từ (3) và (4) ta rút ra được
 1 

irdq  ( rdq  Lm isdq )
Lr


 L 

m
 sdq  Ls isdq  ( rdq  Lm isdq )
Lr

 Từ đó ta rút ra được hệ phương trình sau:
1 1
1 ' 1
1
 disd
'


(

)
i


i





usd (2.5)
sd
s sq
rd
rq
 dt
 Ts  Tr
 Tr

 Ls


 disq
1 1
1 ' 1
1
 (

)isq  s isd 
 rq 
 rd' 
usq (2.6)

dt

T

T

T


L
s
r
r
s

 '
 d rd  1 i  1  '    ' (2.7)
sd

rd
sl rq
 dt
Tr
Tr
 '
1 '
 d rq 1
   1  L2m / ( Lr Ls )
'

i





(2.8)
sq
rq
sl rd
 dt

T
T

r
r




T

L
/
R
;
T

L
/
R
 s

s
s
r
r
r
 '

'



/
L
;




/
L
rd
rd
m
rq
rq
m



ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
01/12/2022


Phần 3: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN
Khối chuyển hệ toạ độ Clarke và Park:
UDC
C1

TMS32028377S
 rd*

 rd'

isd*
1

R

*


usd
-

isq*

usq

-

2

3

R

iPark

dq

Ri

5

s
s

isd


dq
10

Park

tu
tv

tw

4

isq
s

SVM

us
u s

is

abc

is



9

Clarke

INV
Pulseu
Pulsev

PWM

Pulsew

6

iu
iv
iw

7
ADC
A0,A1

8

 rd'

MHTT
11



Zp

QEP
Module

IE

12

13

IM

- Khối chuyển hệ toạ độ nhận giá
trị về dòng điện isa, isb, isc và góc
tựa từ thơng rotor để chuyển dịng
điện stator ở hệ trục tọa độ dq

14

- Điều này giúp ta tính tốn cho động cơ xoay chiều như tính
tốn với động cơ 1 chiều:

 1 1  i 
1
a


isd  is coss  is sin s
is  2

2
2  
 ib   
i   
isq  is sin s  is coss
 s   3  0 3  3  i 

2
2   c 
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
01/12/2022


Phần 3: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN
Mơ hình từ thơng:
i sd

s

i sq

 rd

'

MHTT





isq





 s
Tr  rd'

 '
 d rd  1 i  1  '
sd
rd
 dt
Tr
Tr

- Mơ hình từ thơng có đầu vào là
dịng điện và tốc độ của động cơ
sau nghịch lưu. Đầu ra là từ thơng
rotor, góc tựa từ thơng.
- Từ 2 phương trình bên dưới ta
xây dựng được mơ hình từ thơng
trên matlab.

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
01/12/2022