LINK TẢI LUẬN VĂN MIỄN PHÍ CHO AE KET-NOI
LỜI NÓI ĐẦU
Trước đây, trong các hệ truyền động chất lượng cao thì động cơ một chiều chiếm ưu thế tuyệt đối so với động cơ xoay chiều ba pha do khả năng điều khiển dễ dàng và đạt độ chính xác cao. Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật vi xử lý, kỹ thuật chế tạo van bán dẫn và sự hoàn thiện của các thuật toán điều khiển động cơ xoay chiều ba pha, ưu thế đó của động cơ một chiều không còn nữa. Động cơ xoay chiều ba pha mà cụ thể là động cơ không đồng bộ và động cơ đồng bộ cũng có thể được điều khiển một cách dễ dàng và chính xác gần như động cơ một chiều, do đó chúng đang được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp và đang dần thay thế triệt để động cơ một chiều [TL - 4].
Những năm gần đây, động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu đã được quan tâm nghiên cứu cả về phương diện thiết kế chế tạo lẫn thuật toán điều khiển. Động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu có cả ưu thế của động cơ không đồng bộ và động cơ một chiều. So với động cơ không đồng bộ thì động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu có hiệu suất cao hơn do không có tổn hao đồng ở Rotor, đặc tính điều khiển ít nhạy với các tham số của động cơ. Hơn nữa, do từ thông Rotor là không đổi nên việc điều chỉnh tốc độ của động cơ dễ dàng và thuận lợi hơn. So với động cơ một chiều thì động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu làm việc tin cậy hơn, ít phải bảo dưỡng hơn do không có hệ thống vành trượt – chổi than. Động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu có thể làm việc trực tiếp với điện áp của lưới điện mà không cần các bộ biến đổi để cấp nguồn một chiều.
Hình 3.7 Việc chọn vector điện áp V1 và V4 làm thay đổi từ thông Stator không làm thay đổi momen
Đế tránh những sự phiền toái như đã phân tích ở trên, giải pháp được đưa ra là không sử dụng các vector V1 và V4 khi vector từ thông Stator nằm trong sector 1. Khi đó ta sẽ dễ dàng chọn được vector điện áp V6 cho yêu cầu tăng từ thông và giảm momen.
Ở mỗi sector các vector điện áp được lựa chọn là khác nhau. Xét trường hợp tổng quát vector từ thông Stator thuộc sector k (k=1÷6):
Sự phát triển của công nghệ vật liệu mới đã tạo ra các nam châm vĩnh cửu có mật độ năng lượng cao. Điều đó đồng nghĩa với việc động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu ngày càng có kết cấu nhỏ gọn, làm việc chắc chắn, độ tin cậy cao, giá thành sản xuất ngày càng thấp. Động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu thường được ứng dụng cho các hệ truyền động chất lượng cao ở dải công suất nhỏ như trong các máy công cụ, trong chế tạo Robot…
Kỹ thuật điều khiển động cơ xoay chiều ba pha rất phong phú và đa dạng. Trong thực tế, với hệ truyền động điều chỉnh tốc độ bằng điều chỉnh tần số nguồn cung cấp có hai phương pháp đạt được chất lượng điều khiển khá cao là phương pháp điều khiển tựa theo từ thông Rotor và phương pháp điều khiển trực tiếp momen.
Phương pháp điều khiển tựa theo từ thông Rotor dựa trên việc chia tách dòng điện Stator làm hai thành phần, một thành phần tạo từ thông Rotor và một thành phần tạo momen quay. Sự chia tách này nhằm mục đích điều khiển riêng rẽ từ thông và momen của động cơ qua đó làm cho động cơ xoay chiều ba pha có thể đạt được những đặc tính điều khiển/điều chỉnh tốt gần như động cơ một chiều.
Khác với phương pháp điều khiển tựa theo từ thông Rotor, phương pháp điều khiển trực tiếp momen lại dựa trên ảnh hưởng trực tiếp của điện áp đầu vào lên từ thông Stator để điều khiển được góc lệch giữa vector từ thông Stator và vector từ thông Rotor, qua đó điều khiển trực tiếp được momen của động cơ.
Phương pháp điều khiển tựa theo từ thông Rotor được đưa ra từ cuối những năm 60 đến đầu những năm 70 của thế kỷ 19 và cho đến hiện nay phương pháp này đã gần như hoàn thiện và đã được áp dụng trong hầu hết các bộ biến tần chất lượng cao.
So với phương pháp điều khiển tựa theo từ thông Rotor thì phương pháp điều khiển trực tiếp momen ra đời muộn hơn (1986) và là phương pháp còn khá mới mẻ. Phương pháp điều khiển trực tiếp momen có cấu trúc đơn giản, dễ thực hiện, cho đáp ứng momen nhanh, tuy nhiên độ đập mạch của momen lại khá cao.
Đã có rất nhiều phương án để giảm độ đập mạch của momen như phương án tạo hình cho các nam châm vĩnh cửu, uốn các nam châm lượn chéo theo trục Rotor hay bằng các thiết kế thích hợp cho dây quấn Stator [TL - 5]. Những phương án này đều liên quan đến việc thay đổi cấu tạo của động cơ do đó không thể áp dụng rộng rãi được.
Trong khuôn khổ bản đồ án tốt nghiệp này em xin được trình bày về phương pháp điều khiển trực tiếp momen đối với hệ truyền động biến tần động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu, trên cơ sở đó đưa ra giải pháp bằng thuật toán điều khiển để làm giảm độ đập mạch của momen.
Do thời gian và trình độ có hạn nên trong đồ án, em chỉ tập trung vào các nội dung sau:
1. Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu.
2. Phương pháp điều khiển trực tiếp momen đối với hệ truyền động biến tần động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu.
3. Giải pháp làm giảm độ đập mạch của momen.
Trên cơ sở đó đồ án của em có cấu trúc chương mục với nội dung chủ yếu như sau:
Chương 1: Trình bày về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phạm vi ứng dụng của động cơ đồng bộ, động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu. Thành lập mô hình toán học của động cơ.
Chương 2: Trình bày về nguyên lý điều chỉnh tốc độ ĐCĐB – KTVC, về cấu trúc bộ biến tần bán dẫn, phương pháp điều khiển vector đối với bộ biến tần. Các phương pháp điều khiển động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu, bao gồm: phương pháp điều khiển tựa theo từ thông Rotor và phương pháp điều khiển trực tiếp momen.
Chương 3: Trình bày về phương pháp điều khiển trực tiếp momen, tổng hợp và mô phỏng hệ thống.
Chương 4: Trình bày về giải pháp nhằm giảm độ đập mạch momen đối với hệ truyền động biến tần động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu điều khiển trực tiếp momen. Dựa vào kết quả mô phỏng đưa ra các kết luận, đánh giá về giải pháp.
Phương pháp điều khiển trực tiếp momen đối với hệ truyền động biến tần động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
LỜI NÓI ĐẦU
Trước đây, trong các hệ truyền động chất lượng cao thì động cơ một chiều chiếm ưu thế tuyệt đối so với động cơ xoay chiều ba pha do khả năng điều khiển dễ dàng và đạt độ chính xác cao. Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật vi xử lý, kỹ thuật chế tạo van bán dẫn và sự hoàn thiện của các thuật toán điều khiển động cơ xoay chiều ba pha, ưu thế đó của động cơ một chiều không còn nữa. Động cơ xoay chiều ba pha mà cụ thể là động cơ không đồng bộ và động cơ đồng bộ cũng có thể được điều khiển một cách dễ dàng và chính xác gần như động cơ một chiều, do đó chúng đang được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp và đang dần thay thế triệt để động cơ một chiều [TL - 4].
Những năm gần đây, động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu đã được quan tâm nghiên cứu cả về phương diện thiết kế chế tạo lẫn thuật toán điều khiển. Động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu có cả ưu thế của động cơ không đồng bộ và động cơ một chiều. So với động cơ không đồng bộ thì động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu có hiệu suất cao hơn do không có tổn hao đồng ở Rotor, đặc tính điều khiển ít nhạy với các tham số của động cơ. Hơn nữa, do từ thông Rotor là không đổi nên việc điều chỉnh tốc độ của động cơ dễ dàng và thuận lợi hơn. So với động cơ một chiều thì động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu làm việc tin cậy hơn, ít phải bảo dưỡng hơn do không có hệ thống vành trượt – chổi than. Động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu có thể làm việc trực tiếp với điện áp của lưới điện mà không cần các bộ biến đổi để cấp nguồn một chiều.
Hình 3.7 Việc chọn vector điện áp V1 và V4 làm thay đổi từ thông Stator không làm thay đổi momen
Đế tránh những sự phiền toái như đã phân tích ở trên, giải pháp được đưa ra là không sử dụng các vector V1 và V4 khi vector từ thông Stator nằm trong sector 1. Khi đó ta sẽ dễ dàng chọn được vector điện áp V6 cho yêu cầu tăng từ thông và giảm momen.
Ở mỗi sector các vector điện áp được lựa chọn là khác nhau. Xét trường hợp tổng quát vector từ thông Stator thuộc sector k (k=1÷6):
Sự phát triển của công nghệ vật liệu mới đã tạo ra các nam châm vĩnh cửu có mật độ năng lượng cao. Điều đó đồng nghĩa với việc động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu ngày càng có kết cấu nhỏ gọn, làm việc chắc chắn, độ tin cậy cao, giá thành sản xuất ngày càng thấp. Động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu thường được ứng dụng cho các hệ truyền động chất lượng cao ở dải công suất nhỏ như trong các máy công cụ, trong chế tạo Robot…
Kỹ thuật điều khiển động cơ xoay chiều ba pha rất phong phú và đa dạng. Trong thực tế, với hệ truyền động điều chỉnh tốc độ bằng điều chỉnh tần số nguồn cung cấp có hai phương pháp đạt được chất lượng điều khiển khá cao là phương pháp điều khiển tựa theo từ thông Rotor và phương pháp điều khiển trực tiếp momen.
Phương pháp điều khiển tựa theo từ thông Rotor dựa trên việc chia tách dòng điện Stator làm hai thành phần, một thành phần tạo từ thông Rotor và một thành phần tạo momen quay. Sự chia tách này nhằm mục đích điều khiển riêng rẽ từ thông và momen của động cơ qua đó làm cho động cơ xoay chiều ba pha có thể đạt được những đặc tính điều khiển/điều chỉnh tốt gần như động cơ một chiều.
Khác với phương pháp điều khiển tựa theo từ thông Rotor, phương pháp điều khiển trực tiếp momen lại dựa trên ảnh hưởng trực tiếp của điện áp đầu vào lên từ thông Stator để điều khiển được góc lệch giữa vector từ thông Stator và vector từ thông Rotor, qua đó điều khiển trực tiếp được momen của động cơ.
Phương pháp điều khiển tựa theo từ thông Rotor được đưa ra từ cuối những năm 60 đến đầu những năm 70 của thế kỷ 19 và cho đến hiện nay phương pháp này đã gần như hoàn thiện và đã được áp dụng trong hầu hết các bộ biến tần chất lượng cao.
So với phương pháp điều khiển tựa theo từ thông Rotor thì phương pháp điều khiển trực tiếp momen ra đời muộn hơn (1986) và là phương pháp còn khá mới mẻ. Phương pháp điều khiển trực tiếp momen có cấu trúc đơn giản, dễ thực hiện, cho đáp ứng momen nhanh, tuy nhiên độ đập mạch của momen lại khá cao.
Đã có rất nhiều phương án để giảm độ đập mạch của momen như phương án tạo hình cho các nam châm vĩnh cửu, uốn các nam châm lượn chéo theo trục Rotor hay bằng các thiết kế thích hợp cho dây quấn Stator [TL - 5]. Những phương án này đều liên quan đến việc thay đổi cấu tạo của động cơ do đó không thể áp dụng rộng rãi được.
Trong khuôn khổ bản đồ án tốt nghiệp này em xin được trình bày về phương pháp điều khiển trực tiếp momen đối với hệ truyền động biến tần động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu, trên cơ sở đó đưa ra giải pháp bằng thuật toán điều khiển để làm giảm độ đập mạch của momen.
Do thời gian và trình độ có hạn nên trong đồ án, em chỉ tập trung vào các nội dung sau:
1. Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu.
2. Phương pháp điều khiển trực tiếp momen đối với hệ truyền động biến tần động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu.
3. Giải pháp làm giảm độ đập mạch của momen.
Trên cơ sở đó đồ án của em có cấu trúc chương mục với nội dung chủ yếu như sau:
Chương 1: Trình bày về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phạm vi ứng dụng của động cơ đồng bộ, động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu. Thành lập mô hình toán học của động cơ.
Chương 2: Trình bày về nguyên lý điều chỉnh tốc độ ĐCĐB – KTVC, về cấu trúc bộ biến tần bán dẫn, phương pháp điều khiển vector đối với bộ biến tần. Các phương pháp điều khiển động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu, bao gồm: phương pháp điều khiển tựa theo từ thông Rotor và phương pháp điều khiển trực tiếp momen.
Chương 3: Trình bày về phương pháp điều khiển trực tiếp momen, tổng hợp và mô phỏng hệ thống.
Chương 4: Trình bày về giải pháp nhằm giảm độ đập mạch momen đối với hệ truyền động biến tần động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu điều khiển trực tiếp momen. Dựa vào kết quả mô phỏng đưa ra các kết luận, đánh giá về giải pháp.
Phương pháp điều khiển trực tiếp momen đối với hệ truyền động biến tần động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links