Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Điều khiển thích nghi hệ truyền động động cơ không đồng bộ sáu pha

Luận án gồm 5 chương với các nội dung: mô hình toán của SPIM và các kỹ thuật điều khiển vector không gian hệ truyền động không cảm biến SPIM; kỹ thuật giảm điện áp common mode cho biến tần nguồn áp sáu pha; thiết kế bộ điều khiển phi tuyến cho hệ truyền động SPIM; thiết kế bộ quan sát tốc độ thích nghi cho hệ truyền động SPIM không cảm biến tốc độ; ứng dụng kết quả nghiên cứu trong hệ truyền động của xe điện.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Điều khiển thích nghi hệ truyền động động cơ không đồng bộ sáu pha BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO - BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢITRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP. HỒ CHÍ MINH PHẠM THÚY NGỌCĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ SÁU PHA LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH- 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO - BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP. HỒ CHÍ MINH PHẠM THÚY NGỌCĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ SÁU PHA Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển và tự động hoá Mã số: 9520216NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. NGUYỄN HỮU KHƯƠNG TS. TRẦN THANH VŨ TP. HỒ CHÍ MINH- 2019 I LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án tiến sĩ với đề tài: “Điều khiển thích nghi hệ truyềnđộng động cơ không đồng bộ sáu pha” là công trình nghiên cứu khoa học độc lập củariêng tôi. Các kết quả nghiên cứu trong luận án này là trung thực và chưa được côngbố trong bất kỳ nghiên cứu nào. Tất cả những tham khảo và kế thừa đều được tríchdẫn và tham chiếu đầy đủ. Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 12 năm 2019 Nghiên cứu sinh Phạm Thúy Ngọc II LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến những người Thầy của tôi: PGS.TSNguyễn Hữu Khương, TS. Trần Thanh Vũ – Cùng những Thầy trong Hội Đồng KhoaHọc Trường Đại học Giao Thông Vận Tải Thành Phố Hồ Chí Minh vì sự tận tâm đãdành thời gian hướng dẫn và cho tôi những ý kiến đóng góp quý báu giúp tôi hoànthành tốt luận án. Tôi xin gửi lời cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Đại học Giao Thông Vận TảiThành Phố Hồ Chí Minh, Viện đào tạo sau đại học, Khoa Điện_ĐTVT, cùng cácphòng ban chức năng đã tạo điện kiện hỗ trợ, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tậptại trường. Tôi xin cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Đại học Công Nghiệp Thành Phố HồChí Minh, lãnh đạo và các đồng nghiệp của tôi tại Khoa Công Nghệ Điện Trường Đạihọc Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh, các nhà khoa học, các chuyên gia đã chotôi những ý kiến đóng góp giúp tôi hoàn thành luận án. Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn tới Bố, Mẹ của tôi, những người đã luôn hysinh thầm lặng và luôn dành tình yêu thương cho tôi, tới gia đình nhỏ, chồng và haicon gái thân yêu của tôi, những người luôn tin tưởng, động viên tôi giúp tôi vượt quakhó khăn để hoàn thành luận án này. Cuối cùng, tôi xin gửi lời tri ân tới một người bạn lớn, một người Thầy, ngườiđã luôn đồng hành, chia sẻ những khó khăn cùng tôi, người mà thái độ làm việc,nghiên cứu khoa học nghiêm túc và đạo đức sống mẫu mực là tấm gương để tôi phấnđấu noi theo, là động lực để tôi hướng tới cuộc sống tốt đẹp, cống hiến cho nghiêncứu khoa học và các hoạt động có ích cho cộng đồng. Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn! Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 12 năm 2019 Nghiên cứu sinh Phạm Thúy Ngọc III TÓM TẮT Trong những thập kỷ gần đây, việc nâng cao chất lượng của hệ thống điềukhiển, nhận dạng trong các hệ truyền động không cảm biến tốc độ nhiều pha nóichung và động cơ không đồng bộ sáu pha không đối xứng (SPIM) nói riêng nhậnđược sự quan tâm rất lớn từ các nhà nghiên cứu. Các nghiên cứu hệ truyền động SPIMcho thấy, bên cạnh những ưu điểm vượt trội so với các hệ truyền động không đồngbộ ba pha, hệ truyền động SPIM cũng phải đối mặt với những vấn đề điều khiển nhưtrong các hệ truyền động ba pha truyền thống do tính chất phi tuyến của SPIM, thôngsố không chắc chắn, nhiễu tải,… Thậm chí các vấn đề về điều khiển của hệ truyềnđộng SPIM còn phức tạp hơn do có sự gia tăng về số pha. Trong luận án này, tác giảđề xuất một cấu trúc điều khiển phi tuyến kết hợp giữa điều khiển Backstepping vàđiều khiển cổng Hamiltonian (BS_PCH) nhằm cải tiến chất lượng của điều khiểnvector (IFOC) hệ truyền động SPIM. Bộ điều khiển tốc độ vòng ngoài của hệ truyềnđộng SPIM được đề xuất sử dụng BS cải tiến bổ sung thêm thành phần tích phân saisố theo dõi để tăng độ chính xác và cải thiện tính bền vững của bộ điều khiển. Bộđiều khiển PCH được đề xuất cho điều khiển dòng vòng trong để tăng khả năng bámđuổi theo tham chiếu, tốc độ đáp ứng và đảm bảo tính ổn định, bền vững trước thayđổi của tham số máy điện, nhiễu tải,… Trên thực tế, như chúng ta đã biết, các bộ điều khiển không thể đảm bảo chấtlượng điều khiển tốt cho điều khiển không cảm biến tốc độ hệ truyền động SPIM nếukhông sử dụng các bộ quan sát trạng thái phù hợp và chính xác. Đã có rất nhiều sựchú ý từ các nhà nghiên cứu để cải thiện chất lượng của các bộ quan sát, nâng caochất lượng của các hệ truyền động SPIM không cảm biến tốc độ. Trong số các kỹthuật được đề xuất, MRAS là chiến lược phổ biến nhất do việc thực hiện đơn giản vàđòi hỏi nỗ lực tính toán thấp. Các bộ quan sát dựa trên MRAS được áp dụng thànhcông ở khu vực tốc độ trung bình và cao, tuy nhiên, hoạt động ở dải tốc độ thấp vàtốc độ bằng không vẫn là một thách thức lớn. Vấn đề này liên quan đến độ nhạy thôngsố máy điện, sai số và nhiễu đo lường khi đo dòng và điện áp stator, các vấn đề tíchphân thuần túy ,.... Do đó, luận án đưa ra đề xuất thứ hai để cải thiện chất lượng củabộ quan sát tốc độ, bộ nhận dạng từ rotor, đặc biệt là ở vùng tốc độ thấp và tốc độ gầnbằng không. Trong bộ quan sát tốc độ thích nghi dựa trên mô hình tham chiếu dòng IVstator cải tiến sử dụng mạng nơ ron và mô hình trượt (NNSM_SC MRAS) đượ ...