Bài giảng Điều khiển máy điện nâng cao: Bài giảng 4 - TS. Nguyễn Quang Nam

Bài giảng Điều khiển máy điện nâng cao: Bài giảng 4 trình bày cách tiếp cận dựa trên các khái niệm ITF và IRTF để xây dựng mô hình động của động cơ KĐB, mô hình động của động cơ KĐB không có từ tản, mô hình động của động cơ KĐB có từ tản, định hướng theo từ thông rôto hoặc từ thông stato, mô hình tổng quát của động cơ KĐB, định hướng theo từ thông.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Điều khiển máy điện nâng cao: Bài giảng 4 - TS. Nguyễn Quang Nam Bài giảng Điều Khiển Máy Điện Nâng Cao Mô hình động của động cơ KĐB TS. Nguyễn Quang Nam 2013 – 2014, HK 2 http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php nqnam@hcmut.edu.vn Bài giảng 4 1Giới thiệu Cách tiếp cận dựa trên các khái niệm ITF và IRTF để xây dựng mô hình động của động cơ KĐB. Mô hình động của động cơ KĐB không có từ tản. Mô hình động của động cơ KĐB có từ tản, định hướng theo từ thông rôto hoặc từ thông stato. Mô hình tổng quát của động cơ KĐB, định hướng theo từ thông. Bài giảng 4 2Cấu trúc động cơ KĐB rôto lồng sóc 4 cực Bài giảng 4 3Mô hình động của động cơ KĐB không có từ tản Khi không xét từ thông tản trong các dây quấn, mô hình dưới đây được rút ra từ quá trình vật lý trong máy. Máy biến áp quay lý tưởng (IRTF) được dùng để thể hiện sự khác biệt điện áp lẫn tần số ở phía stato và phía rôto của động cơ. Bài giảng 4 4Mô hình động không có từ tản (tt) Mô hình động có thể hiện thực. Bài giảng 4 5Mô hình định hướng trường không có từ tản Dựa vào giản đồ vectơ ở hình bên, có thể rút ra các phương trình mô tả động cơ như sau: r dq r dq dψ m r r dq u sdq = Rs is + + jωψ m dt r ψm dq r dq r dq = is − ir Lm r dq dψ m r dq = Rr ir − j (ωs − ωm )ψ m r dq dt Bài giảng 4 6Mô hình định hướng trường không có từ tản (tt) Đồng nhất phần thực của hai vế, ta rút ra được mô hình của động cơ trên trục d, thỏa mãn các pt sau: dψ m u sd = Rs isd + dt ψm = isd − ird Lm dψ m = Rr ird dt Bài giảng 4 7Mô hình định hướng trường không có từ tản (tt) Đồng nhất phần ảo của hai vế, ta rút ra được mô hình của động cơ trên trục q, thỏa mãn các pt sau, và được biểu diễn như sơ đồ dưới đây: u sq = Rs isq + ω sψ m isq = irq ω sψ m = Rr irq + ωmψ m Bài giảng 4 8Mô hình định hướng trường không có từ tản (tt) Từ đó rút ra mô hình định hướng trường của động cơ, được cấp nguồn dòng is. Bài giảng 4 9Mô hình IRTF cơ bản có từ tản Khi xét từ thông tản trong các dây quấn, mô hình dưới đây được rút ra từ quá trình vật lý trong máy. Sự có mặt của các điện cảm tản có thể dẫn đến các khó khăn khi mô phỏng động cơ, vì sự xuất hiện của các vòng đại số trong mô hình hiện thực. Bài giảng 4 10Mô hình IRTF tổng quát Mô hình tổng quát được xây dựng dựa trên mô hình 3 điện cảm, với sự có mặt của máy biến áp lý tưởng (ITF) để thể hiện sự khác biệt cấp điện áp giữa stato và rôto. Chú ý các đại lượng có chỉ số R là các đại lượng quy đổi về mạch stato. Bài giảng 4 11Mô hình IRTF tổng quát (tt) Tham số a được xác định thỏa mãn các giới hạn sau: Lm L ≤a≤ s Lr Lm Các điện cảm trong mô hình được định nghĩa  Ls  LσS = Lm   L − a   m   L  LσR = aLr  a − m   Lr   LM = aLm Bài giảng 4 12Mô hình IRTF tổng quát (tt) Thứ tự bố trí của ITF và IRTF có thể được hoán đổi mà không ảnh hưởng đến hoạt động của mô hình, dẫn đến mô hình tổng quát dưới đây. Chú ý các đại lượng có chỉ số R là các đại lượng quy đổi về mạch stato. Bài giảng 4 13Mô hình IRTF tổng quát (tt) Các phương trình biểu diễn mô hình: r dψ sr r us = Rs is + dt r r r ψs = ψ M + LσS is r r r ψR = ...