Luận Văn Nghiên cứu đặc tính phẳng của động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu và đề xuất cấu trúc điều khiển trê

Lời nói đầu
Tiến trình lịch sử nhân loại đã xã hội đã thể hiện rõ khoa học – kĩ thuật là động lực phát triển nền kinh tế và nâng cao chất lượng cuộc sống, nhu cầu ứng dụng những thành tựu khoa học công nghệ mới vào đời sống ngày càng nhiều. Các nước phát triển trên thế giới với sự đột phá về khoa học kỹ thuật đã giúp họ tìm ra những kỹ thuật tiên tiến áp dụng trong sản xuất, chế tạo, nhằm tạo ra những công cụ giảm sức lao động của con người mà năng suất, hiệu quả kinh tế đạt ở mức độ cao. Đất nước ta muốn phát triển nền kinh tế trong lĩnh vực Công- Nông nghiệp, dịch vụ cao hơn nữa, tiến tới hiện đại hoá công nghiệp hoá; thì không thể thiếu tự động hoá trong sản xuất, trong sinh hoạt.
Điều đó khẳng định lĩnh vực điều khiển tự động chiếm một vài trò không thể thiếu trong sự phát triển kinh tế đất nước.
Trong kĩ thuật điện nói chung , ta hầu như bắt gặp động cơ ở khắp mọi nơi.
Đối với lĩnh vực điều khiển tự động nói riêng, thì điều khiển động cơ là một mảng khá hay và thu hút nhiều người nghiên cứu. Có rất nhiều mô hình ,cấu trúc điều khiển động cơ đã được đề xuất và đang dần từng bước phát triển đạt đến mức hoàn hảo. Trong các động cơ điện ,thì động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu PMSM thực sự là đối tượng lý thú cho sinh viên tìm hiểu và ứng dụng lý thuyết. Cấu trúc điều khiển tuyến tính cho động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu hiện tại đã gần như đạt được các yêu cầu về tính năng và chất lượng.
Tuy nhiên, do vẫn xuất hiện một số nhược điểm ở chế độ vận hành phi tuyến, một cấu trúc điều khiển phi tuyến phù hợp hơn với bản chất phi tuyến của động cơ có thể hứa hẹn đem lại những phẩm chất mới cho hệ thống, góp phần chế ngự tốt hơn các trạng thái phi tuyến.
Trong thời gian qua,chúng em đã tiến hành thực hiện đồ án tốt nghiệp :
“Nghiên cứu đặc tính phẳng của động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu và đề xuất cấu trúc điều khiển trên cơ sở nguyên lý hệ phẳng”. Trong đồ án, chúng em tìm hiểu phương pháp thiết kế trên cơ sở nguyên lý hệ phẳng, và vận dụng phương pháp để thiết kế cấu trúc điều khiển đối tượng PMSM.
Đồ án tuy đã hoàn thiện song vẫn không thể tránh khỏi những sai sót, chúng em rất mong nhận những lời phê bình và góp ý từ các thầy cô. Chúng
em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến GS.TSKH Nguyễn Phùng Quang đã tận tình hướng dẫn, động viên chúng em hoàn thành đồ án này. Chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo, các cán bộ của bộ môn Điều Khiển Tự Động – trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã quan tâm giúp chúng em học tập tốt trong suốt 5 năm qua

Mục lục
Lời nói đầu 03
Chương 1 Khái niệm hệ phẳng 05
1.1 Định nghĩa 05
1.2 Ví dụ hệ phẳng 06
Chương 2 Nghiên cứu đặc tính phẳng của động cơ đồng bộ kích thích
vĩnh cửu 10
2.1 Biểu diễn các đại lượng ba pha dưới dạng vector 10
2.2 Mô hình toán học động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu 13
2.3 Mô hình trạng thái liên lục của ĐCĐB trên hệ tọa độ dq 15
2.4 Chứng minh đặc tính phẳng của ĐCĐB 18
Chương 3 : Đề xuất cấu trúc điều khiển động cơ đồng bộ kích thích vĩnh
cửu 23
3.1 Cấu trúc điều khiển vòng hở 24
3.1.1 Thiết lập quỹ đạo 25
3.1.2 Tính điện áp 27
3.1.3 Khâu ước lượng tải 28
3.2 Cấu trúc điều khiển cascade sử dụng bộ PI 31
3.2.1 Thiết kế bộ điều khiển dòng stator (vòng trong) 32
3.2.2 Thiết kế bộ điều khiển vòng ngoài (điều khiển tốc độ) 35
3.3 Giới hạn dòng và áp 37
Đồ án tốt nghiệp
Nguyễn Thành Trung – Phạm Thái Hoàn
Lớp: KSTN‐ĐKTĐ‐K50 Page 2
3.3.1 Giới hạn dòng stator 37
3.3.2 Giới hạn điện áp stator 40
Chương 4 Kết quả mô phỏng 43
4.1 Sơ đồ mô phỏng 43
4.2 Các kết quả mô phỏng 50
4.2.1 Kết quả mô phỏng với bộ điều khiển PI thường 50
4.2.2 Kết quả mô phỏng với bộ điều khiển PI số 58
Kết luận 62
Tài liệu tham khảo 63