Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa: Nghiên cứu phát triển chip cho hệ điều khiển tựa từ thông rotor động cơ xoay chiều ba pha trên nền tảng FPGA

Mục tiêu của luận án "Nghiên cứu phát triển chip cho hệ điều khiển tựa từ thông rotor động cơ xoay chiều ba pha trên nền tảng FPGA" nhằm thiết kế chip điều khiển mạch vòng dòng điện cho động cơ xoay chiều ba pha; phát triển thiết kế phần cứng/ phần mềm của thuật toán điều khiển dựa trên nền tảng FPGA; thiết kế cấu trúc điều khiển bền vững cho động cơ xoay chiều ba pha sử dụng thuật toán kháng nhiễu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa: Nghiên cứu phát triển chip cho hệ điều khiển tựa từ thông rotor động cơ xoay chiều ba pha trên nền tảng FPGA BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LÊ NAM DƯƠNGNGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN CHIP CHO HỆ ĐIỀU KHIỂN TỰA TỪ THÔNG ROTOR ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU BA PHA TRÊN NỀN TẢNG FPGA Ngành: Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa Mã số: 9520216 TÓM TẮT LUẬN ÁNTIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Hà Nội – 2024 Công trình được hoàn thành tại: Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Vũ Hoàng Phương 2. PGS.TS. Nguyễn Văn Liễn Phản biện 1: GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn Phản biện 2: PGS.TS Trần Xuân Minh Phản biện 3: PGS.TS Phạm Tâm ThànhLuận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận ántiến sĩ cấp Đại học Bách khoa Hà Nội họp tại Đại họcBách khoa Hà Nội Vào hồi 8h30 giờ, ngày 28 tháng 12 năm 2023Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Đại học Bách khoa Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia Việt NamDANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN[1] Lê Nam Dương, Nguyễn Văn Liễn (2017) “Giải pháp chip chuyên dụng điều khiển dòng stator cho động cơ xoay chiều ba pha kiểu nguyên lý tựa theo từ thông rotor”, Hội nghị triển lãm quốc tế lần thứ 4 về Điều khiển và Tự động hóa (VCCA – 2017), Tp. Hồ Chí Minh 12 -2017[2] Trần Văn Phương, Bùi Đăng Quang, Lê Nam Dương, Nguyễn Quang Địch (2019) “Xây dựng hệ thống thử nghiệm cho hệ truyền động nam châm vĩnh cửu”, Hội nghị triển lãm quốc tế lần thứ 5 về Điều khiển và Tự động hóa (VCCA – 2019), Hà Nội, 11-2019.[3] Le Nam Duong, Vu Hoang Phuong, Nguyen Văn Lien, Tran Trong Minh, (2021) “ A Modified Deadbeat Current Controller for Field Oriented Induction Motor Drivers”, The 2021 International Conference on System Science and Engineering (ICSSE), Ho Chi Minh, Viet Nam, pp 241- 2458 August 2021[4] Tung Duong Do, Nam Duong Le, Vu Hoang Phuong, Nguyen Tung Lam (2022)“Implementation of FOC Algorithm Using FPGA for GaN-based Three Phase Induction Motor Drive”, Bulletin of Electrical Engineering and Informatics Vol. 11, No. 2, April 2022, pp. 636~645.[5] Nam Duong Le, Le Quang Linh, Nguyen Tien Huy Cong, Phuong Vu, Tung Lam Nguyen, (2023) “Field- programmable gate array based Field Oriented Control for PMSM Drive”, TELKOMNIKA Telecommunication Computing Electronics and Control, Vol. 21, No. 2, April 2023, pp. 448~458. MỞ ĐẦU1. Tính cấp thiết của đề tàiTrong suốt 20 năm qua, việc điều khiển các hệ thống điện côngnghiệp đặc biệt là các động cơ xoay chiều ba pha đã được tập trungvào các nghiên cứu quan trọng và đã đạt được nhiều cải tiến đáng kể.Sự phát triển này chủ yếu xuất phát từ cuộc cách mạng công nghệdẫn đến sự xuất hiện của các thành phần mạnh mẽ cho phép thựchiện các thuật toán điều khiển ngày càng phức tạp hơn. Với việc cảithiện độ tin cậy và hiệu suất của công nghệ số, điều khiển số đãchiếm ưu thế hơn điều khiển tương tự. Thật vậy, so với điều khiểntương tự truyền thống, điều khiển số mang lại nhiều lợi ích như tínhmềm dẻo trong việc chỉnh sửa các chương trình điều khiển, thích ứngvới các hệ thống và các điều kiện vận hành khác nhau, không bị ảnhhưởng bởi nhiễu, và không nhạy với sự thay đổi của các tham sốthành phần. Ngày nay, điều khiển số chủ yếu được thực hiện với viđiều khiển (µP) hoặc bộ xử lý tín hiệu số (DSP) do tính mềm dẻo củaphần mềm và chi phí thấp. Do đó các bộ điều khiển DSP được nhiềukỹ sư coi là một giải pháp thích hợp các thành phần này có một đơnvị logic toán học đặc biệt dành riêng cho tính toán theo thời gianthực. Chúng cũng tích hợp các thiết bị ngoại vi như bộ chuyển đổi tínhiệu tương tự - số (ADCs) và các timer, phù hợp với yêu cầu điềukhiển của các động cơ điện. Tuy nhiên, một số ưu điểm của điềukhiển tương tự vẫn còn rất khó khăn để thay thế, chẳng hạn như tínhchính xác, và nhất là sự chậm trễ vòng lặp phản hồi. Trên thực tế,mặc dù các chương trình đa xử lý hoặc các bộ xử lý DSP hiệu suấtcao có thể giải quyết vấn đề này nhưng chúng vẫn còn giới hạn đốivới các cấu trúc thuật toán phức tạp và chi phí của chúng có thể vượtquá lợi ích mà chúng mang lại.Mảng cổng lập trình (FPGA) cũng có thể được xem như là một giảipháp thích hợp để tăng hiệu suất của các bộ điều khiển và giảmkhoảng cách giữa điều khiển tương tự và điều khiển số. Khi kết hợpvới ADC nhanh, khả năng tính toán nhanh của FPGA cho phép tínhtoán thời gian thực vài micro giây của các thuật toán điều khiển bất 1kể sự phức tạp của chúng. Mặt khác, FPGA cho phép phát triển kiếntrúc điều khiển thích nghi tốt với các tần số lấy mẫu khác nhau. Đồngthời ...