Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu giải pháp cải thiện đặc tính làm việc của động cơ từ trở

Mục tiêu của luận án "Nghiên cứu giải pháp cải thiện đặc tính làm việc của động cơ từ trở" trình bày các nội dung chính sau: Tổng quan về động cơ từ trở; Phương trình đặc tính từ thông của động cơ từ trở có xét đến ảnh hưởng của hỗ cảm và bão hòa mạch từ; Điều khiển Backstepping cho động cơ từ trở được phát triển theo mô hình kết hợp phi tuyến; Điều khiển Backstepping cho động cơ từ trở kết hợp bộ quan sát trạng thái phi tuyến, bộ ước lượng bằng mạng nơ ron nhân tạo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu giải pháp cải thiện đặc tính làm việc của động cơ từ trở MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Động cơ từ trở (SRM), với cấu tạo vô cùng đơn giản vànhiều ưu điểm, có khả năng ứng dụng rộng rãi trong hầu hết cáchệ thống truyền động công nghiệp và thiết bị gia dụng. Tuy nhiên, động cơ từ trở có nhược điểm lớn là mô men đậpmạch cao, tiếng ồn tạo ra khá lớn, đặc tính phi tuyến phức tạp.Điều này đã ảnh hưởng không nhỏ đến phạm vi ứng dụng củaSRM. Những năm gần đây, SRM được sử dụng rất nhiều trongphương tiện xe điện phục vụ du lịch. Những nghiên cứu cảithiện đặc tính làm việc của SRM cũng được quan tâm giải quyếtnhiều hơn. Nâng cao chất lượng và hiệu suất làm việc của SRMlà một yêu cầu cấp thiết và đó cũng chính là động lực thúc đấyNCS lựa chọn đề tài “Nghiên cứu giải pháp cải thiện đặc tínhlàm việc của động cơ từ trở”. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu và đề xuất các giải pháp nhằm cải thiện đặc tínhlàm việc của động cơ từ trở dựa trên phân tích cấu trúc và cácgiải thuật điều khiển. Đề xuất các giải thuật điều khiển mới nhằm nâng cao tính ổnđịnh tốc độ cho SRM. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Trong luận án, động cơ từ trở 8/6 được chọn là đối tượngnghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu của luận án là nghiên cứu đềxuất các giải pháp điều khiển mới nhằm cải thiện đặc tính tốcđộ của SRM. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án Ý nghĩa khoa học: Luận án tập trung nghiên cứu phươngpháp mô hình hóa SRM để từ đó đề xuất một phương pháp nhậndạng mô hình thuận nghịch của SRM bằng mạng nơ ron nhântạo kết hợp kỹ thuật học sâu có xét đến ảnh hưởng của bão hòamạch từ và hỗ cảm giữa các pha. Xây dựng bộ điều khiển ổnđịnh tốc độ động cơ trên mô hình phi tuyến mới kết hợp bộquan sát trạng thái dựa trên kỹ thuật Backstepping, quan sát phi 1tuyến và xấp xỉ bằng mạng nơ ron học sâu cho SRM để giảmthiểu thiết bị đo. Ý nghĩa thực tiễn: Các bộ quan sát trạng thái phi tuyến và bộước lượng từ thông hoàn toàn có thể thay thế các thiết bị đo vậtlý. Các bộ điều khiển mới được đề xuất trong luận án đã đượcphân tích, đánh giá bằng mô phỏng Matlab cho thấy khả năngứng dụng trong thực tế. Phương pháp nghiên cứu của luận án Tổng hợp và phân tích các tài liệu khoa học trong và ngoàinước về động cơ từ trở, các giải pháp cải thiện đặc tính làm việccủa SRM. Nghiên cứu kỹ thuật nhận dạng, quan sát trạng tháivà điều khiển phi tuyến để từ đó xác định hướng nghiên cứu vàphát triển cho luận án. Nghiên cứu áp dụng mạng nơ ron họcsâu để xây dựng bộ ước lượng từ thông cho SRM. Kết hợp kỹthuật Backstepping với kỹ thuật quan sát trạng thái, kỹ thuậtnhận dạng để xây dựng bộ điều khiển mới nhằm cải thiện đặctính tốc độ và giảm thiểu thiết bị đo cho SRM. Các đóng góp mới của luận án- Đề xuất phương trình đặc tính từ thông có xét đến ảnh hưởngcủa hỗ cảm giữa các pha và bão hòa mạch từ.- Xây dựng mô hình thuận và nghịch của SRM bằng mạng nơron nhân tạo kết hợp kỹ thuật học sâu.- Tổng hợp được bộ điều khiển Backstepping kết hợp với bộquan sát trạng thái phi tuyến và bộ ước lượng từ thông bằngmạng nơ ron nhân tạo điều khiển tốc độ trên mô hình kết hợpphi tuyến của động cơ từ trở, để giảm thiểu thiết bị đo. Chương 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ TỪ TRỞ1.1 Giới thiệu về động cơ từ trở Cấu trúc động cơ Động cơ từ trở gồm động cơ từ trở đồng bộ và động cơ từtrở chuyển mạch, có thể thực hiện chuyển động quay (động cơquay) hoặc chuyển động thẳng (động cơ tuyến tính). Luận ánnày, tác giả tập trung vào động cơ từ trở chuyển mạch chuyểnđộng quay (sau đây có thể gọi tắt là động cơ từ trở hay SRM). 2 Hình 1.1 Cấu trúc động cơ từ trở 8/6 (nguồn [12]) Nguyên lý hoạt động Hình 1.1 trình bày cấu tạo của động cơ từ trở loại 4 pha 8/6.Để động cơ quay, từng cuộn dây pha trên cực stator được cấpđiện lần lượt. Giả sử ban đầu, cực rotor ở vị trí thẳng hàng vớicực từ pha 1-1’ của stator, ta kích thích dòng điện vào dây quấnpha 2-2’ như hình 1.1. Lúc này xuất hiện từ trường trong cực từpha 2-2’, móc vòng qua cực từ rotor, lực từ trường sinh ramômen kéo rotor quay tới vị trí đồng trục với pha 2-2’. Tiếp đó,ta lại kích thích pha 3-3’, rồi pha 4-4’, quá trình diễn ra tươngtự, động cơ duy trì chuyển động theo chiều kim đồng hồ. Ưu điểm, hạn chế của động cơ Động cơ từ trở có các tính năng nổi bật như sau [12]: cấu tạođơn giản, độ bền cao, động cơ hoạt động ở vùng tốc độ lớn.Rotor không có nam châm vĩnh cửu, không có cuộn dây nênnhiệt độ cho phép của rotor cao hơn các loại động cơ khác. Giátrị của mô men không phụ thuộc chiều dòng điện, vì thế có thểđơn giản hoá bộ biến đổi, giảm chi phí của hệ thống. Ở động cơtừ trở không có hiện tượng quá dòng làm hỏng các van côngsuất, do đó, bộ biến đổi có độ tin cậy cao. Mô men khởi độnglớn, hiệu suất điều khiển tốc độ tốt, không có tác động của dòngđiện tr ...