Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ truyền động động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu từ trường dọc trục

- 28 2.2.1 Giới thiệu tổng quan về bộ điều khiển PID [9.
- 32 2.2.2 Cấu trúc điều khiển theo luật vô hƣớng (SCALAR.
- 37 2.2.3 Cấu trúc điều khiển vector.
- 60 3.2.2 Xây dựng hệ điều khiển sử dụng phƣơng pháp tuyến tính hóa xung quanh điểm làm việc.
- 62 3.2.3 Cải thiện chất lƣợng điều khiển ổ từ (AMB) bằng điều khiển PD bù trọng trƣờng.
- 27 Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống điều khiển dùng PID.
- 37 Hình 2.15 Cấu trúc điều khiển vô hƣớng.
- 38 Hình 2.16 Mô hình điều khiển cho động cơ đồng bộ từ trƣờng dọc trục.
- 40 Hình 2.17 Mạch vòng điều khiển dòng riêng biệt.
- 42 Hình 2.18 Mô hình Simulink của bộ điều khiển dòng PI.
- 43 Hình 2.19 Sơ đồ khối vòng điều khiển vị trí dọc trục.
- 44 Hình 2.20 Mô hình Simulink cho bộ điều khiển vị trí dọc trục.
- 47 Hình 2.22 Mô hình Simulink của bộ điều khiển tốc độ PI.
- 59 Hình 3.15 Mô hình điều khiển PID cho mô hình tuyến tính xung quanh điểm làm việc của ổ từ.
- 63 Hình 3.16 Sơ đồ cấu trúc điều khiển theo phƣơng x1.
- 68 Hình 3.17 Sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển ổ từ.
- 68 Hình 3.18 Sơ đồ mô phỏng hệ điều khiển ổ từ với hai mạch vòng điều khiển.
- 69 Hình 3.19 Bộ điều khiển vị trí.
- 69 Hình 3.20 Bộ điều khiển dòng điện.
- 71 Hình 3.25 Dòng điện điều khiển đƣợc tính toán từ vòng điều khiển vị trí.
- 72 Hình 3.26 Điện áp điều khiển đƣợc tính toán từ vòng điều khiển dòng điện.
- 74 Hình 3.28 Đáp ứng dịch chuyển theo phƣơng x, y có tác động xen kênh với bộ điều khiển PID: a) Ổ từ 1.
- 75 Hình 3.29 Cấu trúc điều khiển PD bù trọng trƣờng.
- 76 Hình 3.30 Điều khiển PD bù trọng trƣờng cho ổ từ.
- 76 Hình 3.31 Cấu trúc điều khiển PD bù trọng trƣờng từ công thức (3.15.
- 77 Hình 3.32 Mô hình hệ kín với bộ điều khiển PD bù trọng trƣờng.
- 80 Hình 3.33 Mô hình điều khiển cho dòng ix1.
- 81 Hình 3.34 Mô hình điều khiển cho dòng iy1.
- 81 Hình 3.35 Mô hình điều khiển cho dòng ix2.
- 81 Hình 3.36 Mô hình điều khiển cho dòng iy2.
- 85 Hình 3.45 Dòng điện điều khiển đƣợc tính toán từ vòng điều khiển vị trí.
- đặc biệt yêu cầu điều khiển thông minh, nhanh gọn ở động cơ đồng bộ sẽ đƣợc đề cao hơn rất nhiều.
- Điều khiển trực tiếp moment (Direct Torque Control - DTC).
- Điều khiển tựa theo từ thông (Field Orientated Control - FOC).
- Phƣơng pháp điều khiển vô hƣớng (điều khiển V/f = const).
- Với mục đích nghiên cứu, tìm giải pháp để nâng cao chất lƣợng của hệ truyền động thông qua tìm hiểu điều khiển động cơ đồng bộ từ trƣờng dọc trục.
- Nghiên cứu cách điều khiển động cơ đồng bộ từ trƣờng dọc 3 trục để làm sao nâng cao đƣợc chất lƣợng hệ truyền động.
- tính toán mô phỏng hệ điều khiển cho động cơ.
- Bài luận văn đi sâu vào tìm hiểu, nghiên cứu thiết kế hệ điều khiển động cơ đồng bộ khi kết hợp với ổ từ dọc trục rotor cực lồi.
- Xây dựng đƣợc mô hình toán học và tính toán hệ điều khiển.
- Mô phỏng hệ điều khiển của động cơ đồng bộ từ trƣờng dọc trục đã xây dựng.
- Không cần bộ điều khiển vòng kín để duy trì ổn định do lực nâng là cố định.
- Không cần bộ điều khiển để duy trì do lực nâng là cố định.
- Điều này dẫn đến việc điều khiển động cơ trở nên rất phức tạp, khó khăn.
- Nhƣ vậy, rotor của động cơ tự nâng có 6 bậc tự do, trong đó 4 bậc (x, y, 19 θx, θy) đƣợc điều khiển bởi ổ từ ngang trục.
- Còn lại 2 bậc (z, θ) đƣợc điều khiển bởi động cơ.
- Đơn giản: Động cơ đồng bộ từ trƣờng dọc trục có cấu trúc đơn giản nhất trong các loại động cơ sử dụng ổ từ cả về cấu trúc lẫn hệ điều khiển.
- Sử dụng bộ điều khiển PID để điều chỉnh sai lệch giữa giá trị đo đƣợc của hệ thống (process variable) với giá trị đặt (setpoint) bằng cách tính toán và điều chỉnh giá trị điều khiển ở ngõ ra (output).
- tạo tín hiệu điều khiển tỉ lệ với sai lệch (error – e), I (integral.
- tạo tín hiệu điều khiển tỉ lệ với đạo hàm theo thời gian của sai lệch.
- Hình 2.6 Đáp ứng của khâu tỉ lệ P Khâu hiệu chỉnh tích phân I (Integral) Khâu tích phân I cộng thêm tổng các sai số trƣớc đó vào giá trị điều khiển.
- Khâu tích phân I thƣờng đi kèm với khâu tỉ lệ P, hợp thành bộ điều khiển PI.
- Cấu trúc điều khiển vô hƣớng chỉ bao gồm một vòng kín điều khiển vị trí dọc trục.
- Không có vòng kín điều khiển tốc độ và không có mạch vòng điều khiển dòng điện.
- (2.22) Trong đó, giá trị góc điện  đƣợc tính qua giá trị đặt tốc độ quay trong bộ điều khiển vị trí dọc trục dùng thuật toán PID.
- Nhận xét bộ điều khiển vị trí dọc trục dùng thuật toán PID.
- Cấu trúc điều khiển vô hƣớng cho động cơ đồng bộ từ trƣờng dọc trục rất đơn giản và vẫn đảm bảo đƣợc điều khiển ổn định vị trí dọc trục trong một số trƣờng hợp đơn giản.
- Hình 2.16 thể hiện mô hình điều khiển động cơ đồng bộ từ trƣờng dọc trục với bộ điều khiển tách biệt dòng trục d, q.
- Đầu ra của bộ điều khiển vị trí dọc trục đƣợc dùng để tính toán dòng tham chiếu trục d là drefi.
- Hình 2.16 Mô hình điều khiển cho động cơ đồng bộ từ trường dọc trục Các thành phần dòng stato trong hệ trục.
- Dòng ra của các bộ điều khiển dùng để tính các giá trị điện áp tham chiếu.
- Hầu hết các bộ điều khiển là PI, chỉ có bộ điều khiển vị trí là dùng luật PID.
- Nhiệm vụ của bộ điều khiển dòng: Làm cho lực hút và dòng điện trong 3 pha của động cơ bám theo các tín hiệu đặt.
- Việc thiết kế các bộ điều khiển dòng dựa vào phƣơng trình stator trên hệ quy chiếu từ trƣờng rotor.
- Cấu trúc của mạch vòng điều khiển dòng thể hiện trên hình 2.17.
- Hình 2.17 Mạch vòng điều khiển dòng riêng biệt  sT - Hằng số thời gian lớn của stator sssLTR.
- Hàm truyền của vòng điều khiển dòng là: dsidref eqi1Gi T s 1.
- (2.30) Hình 2.18 Mô hình Simulink của bộ điều khiển dòng PI Hình 2.18 là mô hình bộ điều khiển dòng trên Simulink.
- Sơ đồ khối vòng điều khiển vị trí dọc trục đƣợc mô tả trên hình 2.19.
- Hàm điều khiển trên thực tế sẽ là : IDcz pfK K sG (s) Ks T s 1.
- (2.40) Mô hình Simulink cho bộ điều khiển này đƣợc thể hiện trên hình 2.20.
- Khi sử dụng bộ điều khiển P, hàm truyền bộ điều khiển là: 2eq2refT P T Pnn11JTJss1 s s122K K 2K K.
- (2.47) Để giải quyết vấn đề này, ta thêm một khâu tích phân với bộ điều khiển tốc độ.
- Hàm truyền bộ điều khiển tốc độ lúc này: 1c111 T sG (s) K ( )Ts.
- Hàm truyền vòng hở của mạch vòng điều khiển tốc độ là : 1T011 eq1 T s2K1G (s) KT s T s 1 Js.
- Thay vì thực hiện giới hạn dòng tham chiếu, gia tốc động cơ cho đến đầu ra bộ điều khiển vẫn thấp hơn 0.
- Do đó để nâng cao chất lƣợng của hệ truyền động ta cần sử dụng một hệ điều khiển cho động cơ thông minh, tốt nhất.
- Khối PWM inverter (hình 3.5) đƣợc lấy từ file ví dụ của Simulink về điều khiển vector cho động cơ đồng bộ từ trƣờng dọc trục.
- do bão hòa điện áp và đáp ứng tần số bị giới hạn của bộ điều khiển dòng điện.
- do đáp ứng tần số sensor bị giới hạn và chu kỳ lấy mẫu của bộ điều khiển số.
- Để khắc phục đƣợc các nhƣợc điểm đó ta cần cải thiện chất lƣợng của bộ điều khiển ổ từ.
- Khi đó sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển cho ổ từ theo phƣơng x đƣợc mô tả nhƣ trên hình 3.15.
- là dòng điện đƣợc phản hồi về mạch điều khiển dòng với bộ điều khiển là Ri.
- Sơ đồ cấu trúc cho một kênh điều khiển cho phƣơng x1 đƣợc thể hiệ trên hình 3.16.
- Thông qua bộ điều khiển vị trí tính toán ra dòng điện điều khiển để ổn định lực từ Fx1.
- Nhƣ vây, dòng điện điều khiển còn chƣa đƣợc phẳng (dao động lớn).
- 3.2.3 Cải thiện chất lƣợng điều khiển ổ từ (AMB) bằng điều khiển PD bù trọng trƣờng Xét hệ EL đủ cơ cấu chấp hành và không có nhiễu tác động, khi đó có hệ: M(q)q C(q,q)q g(q) u.
- (3.11) Sử dụng bộ điều khiển với các cơ cấu: u M(q)v C(q,q)q g(q.
- Để ổn định hóa bằng cách thiết kế thêm bộ điều khiển PD bổ sung ở vòng ngoài nhƣ hình 3.36 ref 1 2v q K e K e.
- Mô phỏng hệ thống điều khiển ổ từ bốn bậc tự do (ABM.
- Nhƣ vậy bộ điều khiển PD bù trọng trƣờng đã loại bỏ đƣợc hiện tƣợng xen kênh.
- càng nhỏ thì chất lƣợng điều khiển hệ thống càng tốt.
- Khi sử dụng bộ điều khiển PD bù trọng trƣờng: 89 + Theo phƣơng x của ổ đỡ từ 1 và 2: Eminx1 = Eminx hình 3.43, 3.44.
- Khi sử dụng bộ điều khiển PD bù trọng trƣờng.
- Xây dựng đƣợc mô hình toán học, cấu trúc điều khiển cho động cơ đồng bộ từ trƣờng dọc trục.
- Ngoài ra, đã tạo nên một hệ thống điều khiển cho động cơ đồng bộ từ trƣờng dọc trục với đầy đủ đối tƣợng bị điều khiển là động cơ đồng bộ từ trƣờng dọc trục.
- mạch điều khiển.
- Tìm hiểu thêm nhiều phƣơng pháp điều khiển động cơ đồng bộ từ trƣờng dọc trục khác.
- 91 - Đề xuất nghiên cứu tìm hiểu một số bộ điều khiển cho động cơ đồng bộ.
- Lý thuyết điều khiển tự động

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt