Điều khiển truyền động điện thông minh: Phần 2

Nối tiếp phần 1, phần 2 của tài liệu "Điều khiển truyền động điện thông minh" tiếp tục trình bày các nội dung chính sau: Sơ đồ thay thế và các phương pháp thu thập tham số hệ thống; Thích nghi trục tuyến hằng số thời gian rotor của động cơ dị bộ; Điều khiển tối ưu trạng thái của hệ thống truyền động điện dị bộ. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều khiển truyền động điện thông minh: Phần 2 6 Sơ đồ thay thế và các phương pháp thu thập tham sô hệ thông Sơ đồ thay thế (SĐTT) là một công cụ hay được sử dụng để mô tả các quá trình điện từ trong máy điện xoay chiều ba pha và làm xuất phát điếm để thiết kế các khâu ĐC. Trước hết, cơ sở của SĐTT là phương thức mô tả các đại lượng xoay chiều ba pha dưới dạng vector trên hệ tọa độ cô định stator. Nhờ đó, ta có thê tính toán giống như cách tính toán các đại lượng phức của kỹ thuật điện xoay chiều thông thường. Trong nỗ lực mô hình hóa các quan hệ vật lý của máy điện, cũng như khi minh họa các quan hệ đó dưới dạng phương trình, một mặt ta coi tất cả các thành phần điện cảm - điện trở là các phần tử tham sô tập trung. Mặt khác, ta giả thiết: Các cuộn dãy ba pha luôn được bố tri đối xứng lý tưởng. Đế bảo đảm chắc chắn rằng một khâu ĐC được thiết kế trên cơ sở SĐTT sẽ có đặc tính như trông đợi, ta cần có thông tin đủ chính xác về các tham số của SĐTT. Ngoài ra, đôì với các hệ thông TĐĐXCBP hiện đại. người sử dụng còn trông đợi ở chúng các tham số chất lứợng cao và bền vững, đồng thời lại không muôn mất công hiệu chỉnh (khả năng tự đưa vào vận hành). Vì biến tần - đặc biệt ở dải công suất vừa và nhỏ - thường được chào bán dưới dạng thiết bị độc lập không kèm theo động cơ, do đó việc đo đạc động cơ theo các phương pháp kinh điển (đo ngắn mạch, đo hở mạch) đế thu thập tham sô' là điều không thuận tiện, thậm chí không thể. Vì vậy, phần tiếp theo của chương sẽ đề cập đến các khả năng tự động thu thập tham sô~ điện của động cơ, vô'n được bạn đọc biết đến dưới thuật ngữ nhận dạng không trực tuyến' (nhận dạng Off-line). Mọi phương pháp nhận dạng Off-line chính xác đều cần các tham sô' xuất phát ban đầu, được tính từ nhã n máy, tức là từ các thông số danh định của động cơ. Chương 6 đề cập đến các thuật toán Off-line, cho phép nhận dạng chính xác các tham sô' điện của động cơ. Thông thường, thuật toán nhận dạng Off-line chỉ được kích hoạt khi đóng mạch nguồn thiết bị lần đầu. dưới điều kiện động'Cơ đứng im để tránh ảnh hưởng bất lợi tới dây chuyền công nghệ. Các tham số thu được sau nhận dạng sẽ được sử dụng để tham sô' hóa lại hệ thông, thê chỗ các tham sô thu từ nhã n máy. Phép nhận dạng Off-line là điều kiện cần thiết để tạo cho thiết bị khả năng tự đưa vào vận hành1 mà người sử dụng trông dợi. 1 Off-line Identification ■ Self-Tuning. Self-Commissioning 158 6 Sơ đồ thay thế và các phương pháp thu thập tham số hệ thống 6.1 Sơ đổ thay thê với tham số hằng 6.1.1 Sơ đồ thay thế của máy điện dị bộ rotor lổng sóc (MĐDB) 6.1.1.1 Sơ đồ thay thế dạng chữ T Phương trình điện áp và từ thông móc vòng của MĐDB trên hệ tọa độ stator cố định ở dạng tổng quát (chương 3) =/ỉsi5 + iị>s (6.1) urr = Rrrir +iị»r-jơnpr (6-2) n>s= Lsỉs + Lmir (6.3) ưrỉr + LrmVs (6.4) mô tả một biến thế có nguồn điện phụ phía thứ cấp (phía rotor) như hình 6.1. Chỉ sô' “r“ viết trên cao (bên phải) nói rất rõ rằng: Đó là các tham sô', các đại lượng (chưa quy đổi) của phía rotor, tức là ứng với trường hợp ta đo trực tiếp chúng từ hai cực nối của cuộn dây rotor. Các tham sô', các đại lượng không có chỉ sô' “r“ thuộc về phía cuộn dây stator. j(^r Hình 6.1 Sơ đồ thay thế dạng biến thể của máy điện dị bộ rotor lồng sóc Ký hiệu thực sự của biến thê' trong SĐTT được thể hiện qua phần tử biến áp lý tưởng với tỷ sô' truyền ủ, là tỷ lệ sô' vòng kèm thêm các hệ sô' phụ của hai cuộn dây sơ/thứ cấp. Có thế tính tỷ sô' truyền ủ từ hai giá trị điện áp khi biến thê' hỏ mạch như sau. ủ= (6.5) UsN Về nguyên tắc, có thể đưa điện áp nuôi tới MĐDB từ một trong hai phía stator hoặc rotor. Vì vậy, sẽ hợp lý hơn nếu ta quy đổi tất cả các tham sô' về một phía stator hoặc rotor. Tiếp theo, ta sẽ sử dụng nhất quán phương thức quan sát, tính toán các tham sô', các đại lượng đã quy 6.1 Sơ đồ thay thế với tham số hằng 159 đổi về phía stator. Việc tính quy đổi các đại lượng rotor về phía stator được thực hiện trên cơ sở tỷ số truyền (6.5) theo các công thức sau: u( ur = —- ủ ir = ủirr (6.6) % ủ R'=^ (6.7) ỉ, = L™ — -77- ủ Dòng điện quạ hỗ cảm (cuộn cảm chính) Lm (dòng từ hóa i;,) được viết như sau: - is + *r (6.8) Việc quy đổi về phía stator rất có ý nghĩa khi xử lý các quan hệ phía rotor khi bị ngắn mạch (ur=0) và chỉ thuần túy là thủ tục toán học, vì vậy nó sẽ không hạn chế tính tổng quát của cách đặt vấn đề. Nếu trong hai phương trình (6.1) và (6.2) ta thay các vector từ thông bởi (6.3) và (6.4), ta có thể đưa hai phương trình điện áp stator và rotor về dạng sau: u. = d L +L 1 (6.9) dí dí 0 = l?rir + Lr„+ Lm (6.10) di dí Hai phương trình mói xuất hiện (6.9) và (6.10) minh họa sơ đồ thay thê hình chữ T như hình 6.2a. Sau khi chuyển sang miền ảnh Laplace ta dễ dàng thu được hai phương trình điện áp của chế độ xác lập (s ja>s) us = T?sis + jcus(Ls„is+ (6.11) 6 = -y-i, + j^s (Ln,ìr + £„,!„) (6.12) vói hệ số’ trượt s = (u>s - w)/u»s Sơ đồ thay thế dạng chữ T của chế độ xác lập ...