Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Điều khiển tốc độ không dùng cảm biến trong động cơ PMSM

Điều khiển Tốc độ Không Dùng Cảm biến Trong Động cơ PMSM

Tác giả: Phan Trọng Nghiệp

Lĩnh vực: Kỹ thuật điện

Nội dung tài liệu:

Luận văn này tập trung vào việc phát triển một hệ thống điều khiển tốc độ không dùng cảm biến cho động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM). Mục tiêu chính là đề xuất và áp dụng các phương pháp điều khiển số, bao gồm phương pháp trượt và các kỹ thuật số hóa bộ điều khiển PI (như Euler, Tustin), nhằm thay thế cho các phương pháp điều khiển truyền thống sử dụng cảm biến vị trí. Việc loại bỏ cảm biến giúp giảm chi phí, kích thước, khối lượng và độ phức tạp của hệ thống, đồng thời tăng cường độ tin cậy. Luận văn cũng nghiên cứu mô phỏng và thực nghiệm các phương pháp này trên bộ kit chuyên dụng, đánh giá hiệu quả hoạt động và so sánh ưu nhược điểm của từng giải pháp. Kết quả nghiên cứu được kỳ vọng sẽ đóng góp vào việc ứng dụng thực tiễn trong sản xuất, nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống truyền động PMSM.

Mục lục chi tiết:

• Lời cam đoan
• Lời cảm ơn
• Tóm tắt
• Mục lục
• Mục lục các hình
• Chương 0: Giới thiệu
• I. Đặt vấn đề
• II. Mục tiêu của luận văn
• III. Nhiệm vụ của luận văn
• IV. Phạm vi nghiên cứu
• V. Phương pháp nghiên cứu
• VI. Điểm mới của luận văn
• VII. Giá trị thực tiễn của đề tài
• Chương 1: Tổng quan
• 1.1 Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu PMSM
• 1.2 Ứng dụng truyền động của PMSM
• 1.3 Vật liệu làm nam châm vĩnh cửu
• 1.4 Phương trình toán của PMSM
• 1.4.1 Phương trình toán trong miền pha abc
• 1.4.2 Phương trình trong hệ tọa độ trực giao dq0
• 1.5 Bộ điều khiển vector không gian
• 1.6 Điều khiển vector không gian không cảm biến vị trí rotor của điều khiển PMSM
• 1.7 Hướng nghiên cứu của luận văn
• Chương 2: Điều khiển vận tốc PMSM không cảm biến
• 2.1 Kỹ thuật ước lượng vị trí/vận tốc rotor cho PMSM
• 2.1.1 Phương pháp cảm biến vị trí gián tiếp
• 2.1.2 Phương pháp dựa trên mô hình
• 2.1.2.1 Mô hình động của PMSM thường gặp
• 2.1.2.2 Tính toán vòng hở
• 2.1.2.3 Bộ quan sát vòng kín
• 2.2 Bộ điều khiển PI trong điều khiển số
• 2.2.1 Giới thiệu bộ điều khiển PI
• 2.2.1.1 Giới thiệu
• 2.2.1.2 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng của bộ điều khiển PI
• 2.2.2 Biểu thức trong miền thời gian t
• 2.2.3 Biểu thức trong miền liên tục s
• 2.2.4 Biểu thức trong miền rời rạc z
• 2.2.4.1 Biểu thức U(s) trong miền rời rạc z theo Euler
• 2.2.4.2 Biểu thức U(s) trong miền rời rạc z theo Tustin
• 2.2.4.3 Khối hiệu chỉnh điện áp
• 2.3 Phương pháp điều khiển được đề xuất trong luận văn
• 2.3.1 Nguyên lý điều khiển vận tốc PMSM được thực nghiệm
• 2.3.2 Thiết kế bộ quan sát chế độ trượt được thực nghiệm
• 2.3.3 Thiết kế bộ điều khiển PI số
• Chương 3: Mô phỏng điều khiển PMSM
• 3.1 Mô hình toán phương pháp điều khiển PMSM dựa trên hướng từ thông
• 3.1.1 Biến đổi Clark
• 3.1.2 Biến đổi Park
• 3.1.3 Điều khiển PI
• 3.1.4 Biến đổi Park ngược
• 3.1.5 Biến đổi Clark ngược
• 3.1.6 Điều chế vector không gian
• 3.2 Mô hình hóa mô phỏng điều khiển không cảm biến PMSM
• 3.2.1 Xây dựng mô hình hóa mô phỏng
• 3.2.2 Mô phỏng điều khiển không cảm biến PMSM
• 3.2.2.1 Chế độ chạy không tải
• 3.2.2.2 Chế độ chạy tải nhẹ
• 3.2.2.3 Điều khiển vận tốc PMSM trong điều kiện tải nặng
• 3.2.2.4 Điều khiển vận tốc PMSM trong điều kiện vận tốc thay đổi
• 3.3 Nhận xét
• Chương 4: Thực nghiệm điều khiển PMSM
• 4.1 Mô hình thực nghiệm điều khiển PMSM
• 4.1.1 Bộ kit thí nghiệm
• 4.1.2 Card điều khiển
• 4.1.3 Động cơ PMSM
• 4.2 Kết quả thực nghiệm
• 4.2.1 Động cơ PMSM chạy không tải
• 4.2.2 Động cơ PMSM chạy với tải nhẹ
• 4.2.3 Động cơ PMSM chạy với tải nặng
• 4.2.4 Động cơ PMSM thay đổi vận tốc trong vận hành không tải
• 4.2.5 Kết quả ước lượng các đại lượng dùng trong điều khiển vận tốc PMSM
• 4.3 Nhận xét
• Chương 5: Kết luận và hướng phát triển
• 5.1 Kết luận
• 5.2 Hướng phát triển
• Tài liệu tham khảo