Luận Văn Điều khiển trực tiếp momen động cơ không đòng bộ roto lồng sốc

Đề tài: điều khiển trực tiếp mômen động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc sử dụng biến tần nguồn áp
MỤC LỤC
Lời nói đầu
Chương 1: Tổng quan về động cơ không đồng bộ 1
1.1 Giới thiệu chung về động cơ không đồng bộ 1
1.1.1 Lịch sử ra đời của động cơ không đồng bộ . 1
1.1.2 Cấu tạo của động cơ không đồng bộ 1
1.1.3 Nguyên lý hoạt động 2
1.1.4 ứng dụng, ưu điểm và nhược điểm của động cơ không đồng bộ 3
1.2 Mô hình toán học của động cơ không đồng bộ xoay chiều ba pha 3
1.2.1 Sơ đồ thay thế 4
1.2.2 Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ 4
1.2.3 Các phương trình điện áp 6
1.2.4 áp dụng phép chuyển hệ tọa độ Park 7
1.2.5 Các phương trình ma trận điện áp 8
1.3 Không gian vectơ và mô hình toán học của động cơ không đồng bộ trong không gian véctơ
1.3.1 Vectơ không gian dòng điện 10
1.3.2 Từ thông trong không gian pha 11
1.3.2.1 Từ thông stator trong hệ tọa độ cố định gắn với Stator 12
1.3.2.2 Từ thông rotor trong hệ tọa độ gắn với Rotor 13
1.3.2.3 Từ thông rotor biểu diễn trên hệ tọa độ cố định gắn với stator 14
1.3.2.4 Từ thông stator trong hệ toạ độ gắn với rotor 15
1.3.3 Điện áp stator và rotor trên hệ toạ độ không gian pha 15
1.3.4 Biểu diễn phương trình động cơ trong không gian pha 15
1.3.4.1 Phương trình điện áp trong không gian pha bất kỳ 15
1.3.4.2 Phương trình điện áp trong hệ toạ độ gắn với stator 17
1.3.4.3 Phương trình điện áp trong hệ toạ độ gắn với rotor 17
1.3.4.4 Phương trình điện áp trong hệ toạ độ gắn với tốc độ đồng bộ . 18
1.4 Các biểu thức mômen điện từ 19
1.4.1 Giới thiệu 19
1.4.2 Dẫn giảI theo quan điểm cân bằng năng lượng 19
1.5 Mô hình trên Simulink 20
1.5.1 Trên hệ tọa độ Stator 20
1.5.2 Trên hệ tọa độ Rotor 21
1.5.3 Trên hệ tọa độ từ trường 22
1.5.4 Phương trình động học 22
Chương 2: Biến tần nguồn áp và một số phương pháp điều khiển động cơ không đồng bộ
2.1 Biến tần bán dẫn 23
2.1.1 Cấu trúc của biến tần bán dẫn 23
2.1.2 Phương pháp PWM thông thường 24
2.1.3 Phương pháp PWM điều chế vectơ không gian 27
2.2 Chiến lược điều khiển tần số động cơ không đồng bộ 29
2.2.1 Giới thiệu chung 29
2.2.2 Nguyên lý điều khiển điện áp tần số U/f 31
2.2.3 Điều khiển véctơ dòng điện 36
2.3.4 Giới thiệu nguyên tắc điều khiển trực tiếp mômen (DTC) 39
Chương 3: Phương pháp điều khiển trực tiếp mômen 43
3.1 Phương pháp điều khiển trực tiếp mômen 43
3.1.1 Giới thiệu chung 43
3.1.2 Nguyên lý điều khiển tần số động cơ KĐB trên cơ sở điều khiển trực tiếp mômen ( hay classic DTC)
3.1.3 Bảng chuyển mạch tối ưu 49
3.1.4 Sơ đồ DTC 50
3.1.5 Ước lượng từ thông và mômen 52
3.1.5.1 Khối ước lượng từ thông stator và momen sử dụng tốc độ và dòng điện (wm, isA và isB ).
3.1.5.2 Khối ước lượng từ thông stator và momen sử dụng điện áp và dòng điện (Vdc, isA và isB).
3.2 Các phương pháp cải tiến trong sơ đồ điều khiển trực tiếp mômen 54
3.2.1 Giới thiệu 54
3.2.2 Bảng chọn khác nhau 54
3.2.2.1 Bảng chọn 6 sector nhưng chia khoảng khác nhau 54
3.2.2.2 Bảng chọn 12 sector 56
3.2.3 Cải tiến bộ ước lượng từ thông 61
Chương 4. Mô phỏng hệ thống 64
4.1 Mô hình mô phỏng 64
4.2 Cấu trúc các khối chi tiết trong sơ đồ 64
4.3 DTC cải tiến với 12 sectơ 76
Kết luận


Lời nói đầu

Ngày nay cùng với sự phát triển của các nghành kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin là sự phát triển của kỹ thuật điều khiển tự động hóa. Trong sản xuất công nghiệp, tự động hóa quá trình sản xuất là mũi nhọn và then chốt để giải quyết vấn đề nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Một trong những vấn đề quan trọng trong dây truyền tự động hóa là việc điều chỉnh tốc độ của động cơ. Trong đó phải kể đến hệ thống điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc, loại động cơ này gần đây được sử dụng rất rộng rãi do nó có rất nhiều ưu điểm nổi bật so với các động cơ khác. Hướng điều khiển U/f, điều khiển vector dòng điện dùng phương điều chế vector.

Bản đồ án tốt nghiệp này đề cập đến hệ thống điều khiển động cơ không đồng bộ bằng thiết bị biến tần nguồn áp theo phương pháp điều khiển trực tiếp mô men DTC.
Trong khuôn khổ thời gian cho phép bản đồ án đã đề cập đến các vấn đề sau:
- Giới thiệu về động cơ không động đồng bộ ba pha rotor lồng sóc.
- Giới thiệu biến tần nguồn áp và một số nguyên tắc điều khiển tần số động cơ không đồng bộ
- Giới thiệu phương pháp điều khiển trực tiếp mômen (DTC – direct torque control) và các phương pháp cải tiến nhằm nâng cao chât lượng điều khiển
- Thiết kế và mô phỏng hệ thống điều khiển động cơ không động đồng bộ ba pha theo phương pháp DTC