Một số vấn đề về phương pháp điều khiển trực tiếp momen động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc.pdf

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-------------------------------
TRƯƠNG MINH TẤN
MỘT SỐ VẤN ĐỀ V ỀU KHIỂN PHƯƠNG PH
Ề ĐI ÁP
TRỰC TIẾP MOMEN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA
PHA R OR L
OT ỒNG SÓC
L K
UẬN VĂN THẠC SỸ Ỹ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH: THIẾT B ỆN –
Ị ĐI ĐIỆN TỬ
Hà Nội – 2004

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-------------------------------
TRƯƠNG MINH TẤN
MỘT SỐ VẤN ĐỀ V ỀU KHIỂN PHƯƠNG PH
Ề ĐI ÁP
TRỰC TIẾP MOMEN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA
PHA R OR L
OT ỒNG SÓC
L K
UẬN VĂN THẠC SỸ Ỹ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH: THIẾT B ỆN –
Ị ĐI ĐIỆN TỬ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: ỄN THẾ C
TS. NGUY ÔNG
Hà Nội – 2004

1 LuËn v¨n tèt nghiÖp cao häc
Môc lôc
Trang
Môc lôc----------------------------------------------------------------------------------------- 1
Lêi nãi ®Çu----------------------------------------------------- 4
--------------------------------
Ch-¬ng 1: Tæng quan vÒ hÖ thèng ®iÒu khiÓn chuyÓn ®éng §CK§B 3 pha----- 7
1.1 Tæng quan vÒ hÖ thèng ®iÒu khiÓn chuyÓn ®éng 7
-----------------------------
1.1.1 C tróc hÖ ®iÒu khiÓn chuyÓn ®éng----- 7
Êu -------------------------------
1.1.2 Ph©n lo¹i hÖ thèng ®iÒu khiÓn chuyÓn ®éng 9
----------------------------
1.1.3 HÖ thèng ®iÒu khiÓn chuyÓn ®éng sö dông §CK§B 9
------------------
1.1.4 Ph©n tÝch sai sè ®iÒu khiÓn-------------------------------------------- 10
---
1.1.5 Sai sè do c¸c l-îng nhiÔu lo¹n kh¸c--------------------------------- 13
---
1.1.6 Mét sè m« h×nh ®iÒu khiÓn chuyÓn ®éng 14
-------------------------------
1.2 ThiÕt bÞ biÕn tÇn------------------------------------- 14
------------------------------
1.2.1 Nguyªn lý ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p tÇn sè ®Çu ra- 16
vµ ------------------------
1.2.2 NghÞch l-u ®éc lËp nguån dßng------------ 17
------------------------------
1.2.3 NghÞch l-u ®éc lËp nguån ¸p 18
--------------------------------------------
1.2.4 Ph-¬ng ph¸p ®iÒu biÕn ®é réng xung PWM 20
----------------------------
Ch-¬ng 2: M« h×nh to¸n häc cña ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé ba pha 25
-----------
2.1 HÖ ph-¬ng tr×nh c¬ b¶n cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé 3 pha rotor lång sãc 25
---
2.2 BiÓu diÔn vect¬ kh«ng gian c¸c ®¹i l-îng ba pha
cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé----------------------------------------------------- 30
2.3 ChuyÓn hÖ to¹ ®é cho vect¬ kh«ng gian--------------------------------------- 31
2.4 Mét sè hÖ to¹ ®é sö dông nghiªn cøu, thiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu khiÓn------- 32
2.4.1 HÖ to¹ ®é cè ®Þnh víi stator (hÖ to¹ ®é 32
) ------------------------
2.4.2 HÖ to¹ ®é cè ®Þnh víi tõ tr-êng quay (hÖ to¹ ®é dq) 32
--------------
2.5 M« h×nh liªn tôc cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé 3 pha------------------------- 33

2.5.1 M« h×nh cña §CK§B trªn hÖ to¹ ®é cè ®Þnh stator ( ) 33
 ---------
2.5.2 M« h×nh cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé
trªn hÖ to¹ ®é tõ th«ng rotor (hÖ to¹ ®é dq)-------------------------38
2.6 M« h×nh gi¸n ®o¹n cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha 41
---------------------
2.6.1 M« h×nh gi¸n ®o¹n cña ®éng c¬ trªn hÖ to¹ ®é 41
----------------
2.6.2 M« h×nh gi¸n ®o¹n cña ®éng c¬ trªn hÖ to¹ ®é
tõ th«ng rotor (dq)----------------------- 43
------------------------------
Ch-¬ng 3: Çc ph-¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu
kh«ng ®ång bé ba pha--------------------------------------------------------- 45
.1 §Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé---------------------------------------45
3
3.2 Çc ph-¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn ®éng c¬ kh«ng ®ång bé----------------------- 46
3.2.1 LuËt ®iÒu chØnh tÇn sè ------------------------------ 48
-------------------
3.2.2 LuËt ®iÒu chØnh tõ th«ng---------------------------------------------- 49
3.2.3 Ph-¬ng ph¸p ®iÒu khiÎn vect¬ 50
----------------------------------------
3.2.2.1 Ph-¬ng ph¸p tùa theo tõ th«ng rotor RFO
(Rotor Flux Orientation)------- 51
------------------------------
3.2.2.2 Ph-¬ng ph¸p ®iÒu khÓn trùc tiÕp momen DTC
(Direct Torque Control) 54
--------------------------------------
3.2.2.3 So s¸nh hai ph-¬ng ph-¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn
RFO vµ DTC 57
---------------------------------------------------
Ch-¬ng 4: §iÒu khiÓn trùc tiÕp momen ®éng c¬ kh«ng ®ång bé-------------------58
4.1 §iÒu chÕ vect¬ ®iÖn ¸p kh«ng gian---------------- 58
-----------------------------
4.2 Quan hÖ gi÷a vect¬ tõ th«ng stator vµ vect¬ ®iÖn ¸p stator----------- 62
-------
4.3 Quan hÖ gi÷a çc thµnh phÇn t¹o nªn momen 63
---------------------------------
4.4 M« h×nh tæng qu¸t cña ph-¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn trùc tiÕp momen--------- 64
4.4.1 M« h×nh tæng qu¸t -----------------------------64
------------------------
4.4.2 X©y dùng vµ tæng hîp hÖ ®iÒu khiÓn trùc tiÕp momen

®éng c¬ kh«ng ®ång bé ------------------------------65
-------------------
4.4.2.1M« h×nh §CK§B trong ph-¬ng ph¸p ®iÒu
khiÓn trùc tiÕp mom --------------------------------------- 65
en
4.4.2.2 M« h×nh kh©u quan s¸t 66
--------------------------------------
4.4.2.3 Kh©u nhËn d¹ng vÞ trÝ sector------------------------------- 67
4.4.2.4 Bé ®iÒu chØnh momen vµ tõ th«ng-------------------------67
4.4.2.5 B¶ng chän Lookup 69
-------------------------------------------
4.4.2.6 Kh©u ®iÒu chÕ ¸p 72
--------------------------------------------
4.4.2.7 Kh©u chuyÓn ®æi to¹ ®é-------------------------------------72
4.4.2.8 M« pháng hÖ thèng vµ mét sè kÕt qu¶-------------------- 72
Ch-¬ng 5: Tæng hîp hÖ thèng ®iÒu khiÓn sè ®éng c¬ kh«ng ®ång bé dïng
ph-¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn trùc tiÕp momen 80
--------------------------------
5.1 HÖ thèng ®iÒu khiÓn sè ®éng c¬ kh«ng ®ång bé
dïng ph-¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn trùc tiÕp momen 83
---------------------
5.2 M« h×nh vµ tæng hîp m¹ch vßng tèc ®é ----------------------------- 85
--
5.3 M« h×nh vµ tæng hîp m¹ch vßng vÞ trÝ -----------------------------89
----
KÕt luËn--------------------------------------------------- ----------------------------- 94
--------
Tµi liÖu tham kh¶o--------------------------------------------------------------------------- 97
Phô lôc1---------------------------------------------------------------------------------------- 98
Phô lôc 2--------------------------------------------------------------------------------------- 107

Lêi nãi ®Çu
Ngµy nay ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ®Æc biÖt lµ ®éng c¬ 3 pha rotor lång sãc ®· vµ
®ang chiÕm -u thÕ ®Æc biÖt trªn thÞ tr-êng trong n-íc còng nh- trªn thÕ giíi. S¶n l-îng
cña çc nhµ m¸y chÕ t¹o ®éng c¬ ®iÖn ë n-íc ta hiÖn nay chñ yÕu lµ ®éng c¬ kh«ng
®ång bé. §éng c¬ nµy cã nh÷ng -u ®iÓm næi bËc nh- kÕt cÊu ®¬n gi¶n, dÔ chÕ t¹o, kÝch
th-ít nhá gän h¬n so víi çc lo¹i ®éng c¬ kh¸c cã cïng c«ng suÊt, lµm viÖc tin cËy,
®¬n gi¶n vµ an toµn trong vËn hµnh, gi¸ thµnh h¹. . ., vµ ®Æc biÖt lµ trong nh÷ng n¨m
gÇn ®©y, do øng dông çc tiÕn bé kü thuËt trong ®iÖn tö tin häc mµ çc hÖ thèng ®iÒu
khiÓn tù ®éng ®-îc ph¸t triÓn vµ cã sù ®æi thay rÊt lín. C«ng nghÖ vi m¹ch ph¸t triÓn
khiÕn cho viÖc s¶n xuÊt çc thiÕt bÞ ®iÖn tö ngµy cµng hoµn thiÖn vµ çc bé biÕn ®æi
®iÖn tö c«ng suÊt trong çc hÖ thèng ®iÒu khiÓn kh«ng nh÷ng ®¸p øng ®-îc kh¶ n¨ng
t¸c ®éng nhanh, ®é chÝnh x¸c cao mµ cßn gãp phÇn gi¶m kÝch th-ít vµ h¹ gi¸ thµnh cña
hÖ thèng. §Æc biÖt trong nh÷ng thËp kû gÇn ®©y tr-íc sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ vµ ngµy
cµng hoµn thiÖn cña çc ph-¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn chuyÓn ®éng ®éng c¬ kh«ng ®ång bé,
hµng lo¹t çc øng dông ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ®· vµ ®ang më ra mét kû nguyªn míi
trong ®iÒu khiÓn häc kü thuËt.
Th«ng th-êng ®éng c¬ xoay chiÒu nãi chung, ®éng c¬ kh«ng ®ång bé nãi riªng
®-îc ®iÒu khiÓn b»ng çc thiÕt bÞ biÕn ®æi tÇn sè. Çc bé ®iÒu chØnh tÇn sè hiÖn nay ®·
®-îc sö dông réng r·i mang l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ cao. §Ó ®iÒu khiÓn ®éng c¬ xoay chiÒu
còng cã rÊt nhiÒu ph-¬ng ph¸p ®-îc ®Ò xuÊt nh-ng ph-¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn vect¬
(ph-¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn tùa theo tõ th«ng rotor, ph-¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn trùc tiÕp
momen) ®· t¹o nªn thµnh c«ng trong çc s¶n phÈm th-¬ng m¹i. Hai ph-¬ng ph¸p trªn
®Òu cã chung nguyªn lý lµ ¸p ®Æt nhanh momen vµ tõ th«ng vµ cã cïng chung mét ®èi
t-îng ®iÒu khiÓn ®ã lµ ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu ba pha. VÒ çch thøc x©y dùng hai
ph-¬ng ph¸p nµy th× kh¸c nhau. Cã thÓ nãi r»ng, m« h×nh ®iÒu khiÓn vµ thuËt to¸n theo
ph-¬ng ph¸p tùa theo theo tõ th«ng rotor th× kh¸ phøc t¹p, ng-îc l¹i víi nã ph-¬ng
ph¸p ®iÒu khiÓn trùc tiÕp momen cã thuËt to¸n kh¸ ®¬n gi¶n nh-ng cho hiÖu qu¶ ®iÒu
khiÓn hÖ thèng cao, cô thÓ lµ ®¸p øng momen nhanh.

XuÊt ph¸t tõ nh÷ng vÊn ®Ò mµ thùc tiÔn ®Æt ra trªn ®©y, ®-îc sù ®ång ý cña
tr-êng §H B¸ch khoa Hµ néi, Bé m«n ThiÕt bÞ ®iÖn - ®iÖn tö vµ ThÇy gi¸o h-íng dÉn
TS. NguyÔn ThÕ C«ng, t¸c gi¶ ®· chän ®Ò tµi: Mét sè vÊn ®Ò vÒ ph-¬ng ph¸p ®iÒu
khiÓn trùc tiÕp momen ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha rotor lång sãc.
Môc ®Ých cña ®Ò tµi:
LuËn v¨n sÏ ¸p dông lý thuyÕt ®iÒu khiÓn hiÖn ®¹i vµo hÖ thèng ®iÒu khiÓn
®éng c¬ kh«ng ®ång bé ®Ó n©ng cao chÊt l-îng ®iÒu khiÓn theo qui luËt t¸c
®éng nhanh nh»m t¨ng n¨ng suÊt gia c«ng vµ chÊt l-îng s¶n phÈm.
Ph-¬ng ph¸p nghiªn cøu:
-Nghiªn cøu lý thuyÕt ®Ó x©y dùng thuËt to¸n ®iÒu khiÓn;
-M« h×nh ho¸ vµ m« pháng trªn m¸y tÝnh ®Ó kiÓm nghiÖm çc kÕt qu¶
nghiªn cøu lý thuyÕt.
Néi dung cña b¶n luËn v¨n ®-îc chia lµm 5 ch-¬ng víi néi dung tãm t¾t nh- sau:
Ch-¬ng thø nhÊt tr×nh bµy tæng quan vÒ hÖ thèng ®iÒu khiÓn chuyÓn ®éng trong
c«ng nghiÖp, ph©n tÝch sai sè trong hÖ thèng ®iÒu khiÓn nµy, kh¸i qu¸t vÒ çc bé biÕn
tÇn cô thÓ biÕn tÇn cã kh©u trung gian mét chiÒu.
Ch-¬ng thø hai tr×nh bµy viÖc thÕt lËp m« h×nh to¸n cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé
3 pha rotor lång sãc, ch-¬ng nµy còng ®Ò cËp ®Õn mét çch tãm t¾t lý thuyÕt cña m¸y
®iÖn tæng qu¸t hai pha, viÖc biÓu diÔn çc ®¹i l-îng ba pha d-íi d¹ng vect¬ kh«ng gian,
viÖc chuyÓn to¹ ®é cho vect¬ kh«ng gian vµ nghiªn cøu mèi quan hÖ gi÷a ®iÖn c¶m vµ
hç c¶m víi çc tham sè tÝnh to¸n th-êng ®-îc sö dông trong lý thuyÕt m¸y ®iÖn vµ ®-a
ra hÖ ph-¬ng tr×nh ®éng c¬ kh«ng ®ång bé trªn hÖ to¹ ®é 2 pha ( ), (dq) vµ m« h×nh

liªn tôc, gi¸n ®o¹n m« t¶ hÖ thèng.
Ch-¬ng thø ba tr×nh bµy çc ph-¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn ®éng c¬ xoay chiÒu kh«ng
®ång bé ba pha nh-ng chñ yÕu ®Ò cËp ®Õn ph-¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn tÇn sè vµ ph-¬ng
ph¸p ®iÒu khiÓn vect¬.
Ch-¬ng thø t- tr×nh bµy ph-¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn trùc tiÕp momen, trong ®ã cã
xÐt ®Õn çc mèi quan hÖ gi÷a vect¬ tõ th«ng stator vµ vect¬ ®iÖn ¸p stator, gi÷a çc
thµnh phÇn t¹o nªn momen. Ch-¬ng nµy ®-a ra m« h×nh tæng qu¸t cña ph-¬ng ph¸p
®iÒu khiÓn trùc tiÕp momen vµ sö dông phÇn mÒm m« pháng Simulink- Matlab thiÕt lËp
m« h×nh vµ gi¶i b»ng ph-¬ng ph¸p sè.

Ch-¬ng thø n¨m tr×nh bµy çch thøc x©y dùng hÖ thèng ®iÒu khiÓn sè ®éng c¬
kh«ng ®ång bé trªn c¬ së ®iÒu khiÓn trùc tiÕp momen. ch-¬ng nµy, ®Ó tæng hîp çc
ë
bé ®iÒu chØnh (tèc ®é, vÞ trÝ), t¸c gi¶ còng sö dông phÇn mÒm Matlab d-íi d¹ng m-file
m« t¶ hÖ thèng vµ d-¹ vµo qòy ®¹o cùc ®Ó chän bé ®iÒu chØnh.
PhÇn kÕt luËn sÏ kh¸i qu¸t l¹i nh÷ng kÕt qu¶ ®· ®¹t ®-îc trong qu¸ tr×nh nghiªn
cøu, nh÷ng tån t¹i vµ h-íng ph¸t triÓn cña ®Ò tµi.
§Ó ®¹t ®-îc kÕt qu¶ nµy t¸c gi¶ ®· nhËn ®-îc sù gióp ®ì nhiÖt t×nh cña çc ThÇy
c« vµ ®ång nghiÖp. T¸c gi¶ v« cïng biÕt ¬n sù gióp ®ì tËn t×nh cña ThÇy gi¸o h-íng
dÉn TS. NguyÔn ThÕ C«ng, cña çc ThÇy c« Bé m«n ThiÕt bÞ ®iÖn - ®iÖn tö tr-êng §¹i
häc B¸ch khoa Hµ néi, çc ThÇy c« cã liªn quan ®Õn lÜnh vùc chuyªn m«n trong vµ
ngoµi tr-êng, çc b¹n bÌ vµ ng-êi th©n ®· hÕt lßng gióp ®ì, ®éng viªn vµ t¹o mäi ®iÒu
kiÖn thuËn lîi ®Ó t¸c gi¶ hoµn thµnh b¶n luËn v¨n nµy.
Do thêi gian dµnh cho luËn v¨n vµ tr×nh ®é b¶n th©n cã h¹n nªn b¶n luËn v¨n nµy
kh«ng thÓ tr¸nh ®-îc nh÷ng thiÕu sãt. T¸c gi¶ còng biÕt ¬n vµ tr©n träng mäi ý kiÕn
gãp ý, x©y dùng cña çc ThÇy c« vµ çc ®ång nghiÖp ®Ó b¶n luËn v¨n nµy ®-îc hoµn
thiÖn h¬n.
th¸ng 8 n¨m 2004
Hµ néi, ngµy 20
T¸c gi¶ : Tr-¬ng Minh TÊn

Ch-¬ng 1
Tæng quan vÒ hÖ thèng ®iÒu khiÓn chuyÓn ®éng
®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha
1.1.Tæng quan vÒ hÖ thèng ®iÒu khiÓn chuyÓn ®éng:
§iÒu khiÓn chuyÓn ®éng (Motion Control) lµ tËp hîp çc tri thøc thuéc lÜnh vùc
®iÒu khiÓn vµ phèi hîp nhiÒu hÖ truyÒn ®éng t¹o thµnh çc chuyÓn ®éng ®· ®Þnh theo
yªu cÇu c«ng nghÖ.
ThËt vËy, çc m¸y mãc trong c«ng nghiÖp phôc vô trong çc d©y chuyÒn c«ng
nghÖ, muèn t¹o thµnh çc chi tiÕt hay çc s¶n phÈm, th× ®Òu ph¶i cã trong nã nh÷ng
chuyÓn ®éng cÇn thiÕt, thËm chÝ çc chuyÓn ®éng nµy l¹i liªn ®éng chÆt chÏ víi nhau.
Ch¼ng h¹n, trªn çc m¸y c¾t kim lo¹i, muèn gia c«ng ®-îc çc chi tiÕt th× ph¶i cã çc
chuyÓn ®éng chÝnh, chuyÓn ®éng ¨n dao vµ chuyÓn ®éng phô, çc chuyÓn ®éng nµy
phèi hîp víi nhau theo yªu cÇu cña qu¸ tr×nh c«ng nghÖ, nh-ng mÆt kh¸c mçi chuyÓn
®éng l¹i cã yªu cÇu riªng vÝ dô nh- : ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é, ®é tr¬n ®iÒu chØnh, tÝnh
chÊt cña momen c¶n....
Trong thùc tÕ çc hÖ thèng ®iÒu khiÓn chuyÓn ®éng (§KC§) ph¶i t¹o ra çc
chuyÓn dÞch c¬ häc lµ quay trßn hay tÞnh tiÕn hoÆc võa quay trßn võa tÞnh tiÕn (song
ph¼ng). Nguån ®éng lùc cho çc chuyÓn ®éng nµy cã thÓ lµ nhiÖt, thuû lùc, khÝ nÐn,
®iÖn.... . §èi víi nh÷ng hÖ thèng §KC§ trong lÜnh vùc truyÒn ®éng ®iÖn th× môc tiªu c¬
b¶n lµ ph¶i ®¶m b¶o gi¸ trÞ yªu cÇu cña çc ®¹i l-îng ®iÒu chØnh mµ kh«ng phô thuéc
vµo t¸c ®éng nhiÔu lªn hÖ thèng.
1.1.1 :
CÊu tróc hÖ ®iÒu khiÓn chuyÓn ®éng
B§ M
Mx
§L
NL
TH§
H×nh 1.1: CÊu tróc chung cña hÖ §KC§ - truyÒn ®éng ®iÖn

HÖ thèng §KC§ cÇn ph¶i tin cËy, chÝnh x¸c, gi¸ thµnh rÎ vµ tiÕt kiÖm n¨ng
l-îng, th-êng gåm 6 phÇn sau:
1. Nguån n¨ng l-îng ®iÖn (NL) víi ®iÖn ¸p vµ tÇn sè æn ®Þnh.
2. Bé biÕn ®æi ®iÒu khiÓn _ Drives (B§) cã ®iÖn ¸p thay ®æi hoÆc c¶ ®iÖn ¸p vµ
tÇn sè thay ®æi, çc bé biÕn ®æi ®· ®-îc cÊu t¹o tõ Thyristor, ®Õn Tranzistor,
®Õn MOSFET, IGBT, ®Õn çc bé ®iÒu khiÓn vÐc t¬ vµ hiÖn nay lµ çc bé biÕn
®æi ®iÒu khiÓn tiÕt kiÖm n¨ng l-îng víi hiÖu suÊt cao.
3. HÖ thèng ®iÒu khiÓn SERVO mét chiÒu, xoay chiÒu t-¬ng tù, SERVO sè vµ
nèi m¹ng (Network SERVO) theo hÖ kÝn cÊu tróc nhiÒu vßng ®-îc sö dông
çc liªn hÖ ph¶n håi c¬ - ®iÖn thÝch hîp trong tõng m¹ch vßng.
4. §éng c¬ ®iÖn (M) gåm çc lo¹i mét chiÒu, xoay chiÒu víi d¶i c«ng suÊt nhá
tõ 0,003 ®Õn 0,75 KW, lo¹i trung b×nh tõ 0,75 ®Õn 15 KW, lo¹i lín tõ 15 KW
trë lªn ®Õn 55 KW, ®iÖn ¸p 24V, 48V mét chiÒu hoÆc 100V, 200V, 400V
xoay chiÒu, ®éng c¬ tuyÕn tÝnh cã lùc kÐo tõ 140N ®Õn 6000N, ®éng c¬ b-íc
víi çc b-íc thay ®æi trong giíi h¹n tõ 180 0
®Õn 1
0
vµ nhá h¬n n÷a.
5. Çc bé truyÒn c¬ khÝ.
6. Phô t¶i (Mx).
HÖ §KC§ yªu cÇu sö dông çc kü thuËt cña nhiÒu lÜnh vùc nh- h×nh 1-2, lµ m¸y
tÝnh vµ çc m¹ch tÝch hîp cì lín VLSI (Verry Large Scale Intergration), tù ®éng ho¸
CAD
VLSI
§iÖn tö t-¬ng tù vµ sè
M¸y tÝnh
Lý thuyÕt ®iÒu khiÓn M¸y ®iÖn
Bé biÕn ®æi
ThiÕt bÞ b¸n dÉn c«ng suÊt
HÖ thèng
§KC§
H×nh 1-2:Çc lÜnh vùc liªn quan ®Õn ®iÒu khiÓn chuyÓn ®

thiÕt kÕ CAD (Computer Aided Design), lý thuyÕt ®iÒu khiÓn, kü thuËt ®iÖn tö t-¬ng tù
vµ ®iÖn tö sè, thiÕt bÞ b¸n dÉn c«ng suÊt, çc bé biÕn ®æi n¨ng l-îng vµ çc lo¹i m¸y ®iÖn.
Ba lÜnh vùc chñ yÕu liªn quan ®Õn sù ph¸t triÓn cña hÖ thèng §KC§ ®ã lµ : §iÖn
tö c«ng suÊt (bao gåm c¶ thiÕt bÞ vµ m¹ch ®iÖn), m¸y ®iÖn(chñ yÕu lµ çc lo¹i ®éng c¬
®iÖn) vµ kü thuËt ®iÒu khiÓn (bao gåm c¶ kü thuËt xö lý tÝn hiÖu). Khã cã thÓ nãi lÜnh
vùc nµo quan träng h¬n. Tuy vËy, sù ®ãng gãp cña ba lÜnh vùc trªn vµo sù ph¸t triÓn
§KC§ lµ rÊt to lín. Do ®ßi hái cña viÖc t¨ng hiÖu qu¶ vµ c¶i tiÕn chÊt l-îng s¶n phÈm,
çc thiÕt bÞ kü thuËt ngoµi viÖc gi¶m gi¸ thµnh cßn ph¶i t¨ng hiÖu suÊt, gi¶m sãng hµi
cña nguån, kÕt cÊu gän nhÑ, sö dông thuËn tiÖn vµ tiªu chuÈn ho¸ cao.
Trong xu thÕ hiÖn nay, çc hÖ §KC§ ngµy cµng tin cËy, chÝnh x¸c h¬n, dÔ sö
dông vµ gi¸ thµnh rÎ h¬n lµ v×:
- Sö dông çc thiÕt bÞ b¸n dÉn c«ng suÊt cã tÇn sè vµ hiÖu suÊt cao.
- Sù ph¸t triÓn cña kÕt cÊu m¸y ®iÖn míi.
- Sö dông çc algorithm ®iÒu khiÓn hiÖn ®¹i trùc tiÕp, tinh x¶o.
1.1.2 Ph©n lo¹i hÖ thèng ®iÒu khiÓn chuyÓn ®éng:
-NÕu quan t©m ®Õn tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ta cã bé ®iÒu chØnh t-¬ng tù (analog) vµ
bé ®iÒu chØnh sè (digital).
-NÕu quan t©m ®Õn cÊu tróc hoÆc thuËt ®iÒu khiÓn ta cã : ®iÒu khiÓn thÝch nghi,
®iÒu khiÓn vÐct¬.. ..
-NÕu quan t©m ®Õn sè trôc truyÒn ®éng trong hÖ thèng th× cã çc hÖ mét trôc (hÖ
SISO_ Single Input, Single Output), çc hÖ nhiÒu trôc (hÖ MIMO_ Multi Input, Multi
Output).
-NÕu xÐt nhiÖm vô chung cña hÖ thèng cã thÓ chia lµm 2 lo¹i:
+HÖ §KC§ ph¼ng.
+HÖ §KC§ kh«ng gian.
:
1.1.3 HÖ thèng ®iÒu khiÓn chuyÓn ®éng sö dông ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé
§éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu kh«ng ®ång bé cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n, lµm viÖc tin cËy vµ
gi¸ thµnh rÎ h¬n so víi ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu. MÆt kh¸c thiÕt bÞ biÕn tÇn víi kü thuËt

®iÒu khiÓn cao ®ang chiÕm -u thÕ trong çc øng dông ®iÒu khiÓn hiÖu suÊt cao. §Ó
thóc ®Èy sù ph¸t triÓn cña truyÒn ®éng xoay chiÒu th× tr-íc hÕt ph¶i ph¸t triÓn ®iÖn tö
c«ng suÊt, çc m¹ch tÝch hîp, çc m¹ch vi xö lý ®Ó t¹o nªn çc bé biÕn ®æi c«ng suÊt
®iÒu khiÓn.
§iÒu khiÓn ®éng c¬ xoay chiÒu phøc t¹p h¬n ®éng c¬ mét chiÒu vµ sÏ rÊt phøc
t¹p khi ®ßi hái hiÖu suÊt cao. Nguyªn nh©n c¬ b¶n lµ nhiÒu quan hÖ phi tuyÕn (n,M, I),
xö lý phøc t¹p çc tÝn hiÖu håi tiÕp, ®iÒu khiÓn phøc t¹p nguån cung cÊp cã ®iÖn ¸p vµ
tÇn sè biÕn thiªn.
Ph-¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn truyÒn thèng vÝ dô ®èi víi phô t¶i cã momen lµ kh«ng
®æi th× sö dông çc bé biÕn ®æi víi f
U =const, tuy nhiªn hiÖu suÊt thÊp vµ c«ng suÊt bÞ
h¹n chÕ. Trong tr-êng hîp yªu cÇu cao h¬n ng-êi ta sö dông ®iÒu khiÓn v« h-íng liªn
quan ®Õn ph¶n håi hÖ sè tr-ît, ®iÒu khiÓn momen vµ tõ th«ng víi qui luËt tr-ît, ®iÒu
khiÓn vÐct¬, ®iÒu khiÓn mê .. . .
1.1.4 Ph©n tÝch sai sè ®iÒu khiÓn:
§é chÝnh x¸c ®iÒu chØnh cña hÖ lóc nµy ®-îc x¸c ®Þnh lµ ®¹i l-îng tû lÖ nghÞch
víi sai lÖch cña ®¹i l-îng ®iÒu chØnh trong tr¹ng th¸i x¸c lËp vµ tùa x¸c lËp. Çc sai
lÖch th-êng gÆp lµ sai lÖch tuyÖt ®èi (cã thø nguyªn) vµ sai lÖch t-¬ng ®èi (%). §é
chÝnh x¸c tû lÖ nghÞch víi sai lÖch t-¬ng ®èi


1

trong ®ã lµ ®é chÝnh x¸c,
  lµ sai lÖch t-¬ng ®èi.
§Ó t¨ng ®é chÝnh x¸c nghÜa lµ t×m ph-¬ng ph¸p gi¶m çc sai lÖch ®iÒu chØnh cña
hÖ thèng, ®iÒu quan träng lµ cÇn hiÓu râ nh÷ng sai lÖch ®ã vµ chóng kÕt hîp víi nhau
nh- thÕ nµo ®Ó t¹o ra sai sè lín h¬n trong çc hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn tù ®éng. MÆt
dï trong mét sè tr-êng hîp, çc sai sè cã thÓ triÖt tiªu lÉn nhau gÇn nh- hoµn toµn,
song lu«n lu«n ph¶i gi¶ ®Þnh nh÷ng tæ hîp sai sè xÊu nhÊt.
Ngoµi nh÷ng sai sè do thiÕt bÞ cña hÖ, th× kh«ng thÓ tr¸nh khái mét sai sè nµo ®ã
do ng-êi ®iÒu khiÓn, ng-êi thao t¸c hoÆc quan s¸t g©y ra. §Ó thuËn tiÖn cho viÖc kh¶o

x¸c, ë ®©y lo¹i bá çc sai sè g©y ra do yÕu tè con ng-êi, mµ chØ ®Ò cËp ®Õn çc sai sè
g©y ra do thiÕt bÞ.
XÐt h×nh 1-3, ta cã:
Hµm truyÒn hÖ thèng hë cã d¹ng:
1
...
1
...
)
(
)
(
)
( 1
1
0
1
1
0







 



v
n
v
n
m
m
v
h
p
a
p
a
p
b
p
b
p
k
p
E
p
Y
p
W -1)
(1
Hµm truyÒn hÖ thèng kÝn cã d¹ng
)
(
1
)
(
)
(
)
(
)
(
p
W
p
W
p
X
p
Y
p
W
h
h
k


 -2)
(1
Ta tÝnh sai lÖch E(p) cña hÖ khi biÕt X(p)
Y(p) = Wh(p) . E(p) -3)
(1
Thay(1-3) vµo (1-2) ta cã :
)
(
1
)
(
)
(
)
(
).
(
p
W
p
W
p
X
p
E
p
W
h
h
h


E(p) =
Hay )
(
.
)
(
1
1
p
X
p
Wh

-4)
(1
Sai sè tÜnh ký hiÖu lµ S
t: St = )
(
lim t
t



Víi (t) lµ hµm gèc sai sè øng víi ¶nh Laplace cña nã lµ E(p). Dùa vµo ®Þnh lý

tiÕn ®Õn giíi h¹n cña ¶nh vµ gèc trong biÕn ®æi Laplace
)
(
lim
)
(
lim
0
p
E
t
p
t 



 -5)
(1
V× thÕ sai sè S
t sÏ lµ:
St = )
(
lim t
t



=
0
lim ( )
1 ( )
p
h
p
X p
W p
 
-6)
(1
C«ng thøc (1-6) ®· thÓ hiÖn sai sè hÖ thèng quan hÖ chÆt chÏ víi tÝn hiÖu ®Çu vµo
X(p), ®ång thêi còng quan hÖ víi hµm sè truyÒn W
h(p) cña b¶n th©n hÖ thèng, tøc lµ
cÊu tróc hÖ thèng. Víi tr¹ng th¸i cÊu tróc hÖ thèng ®· ®Þnh, tÝn hiÖu ®Çu vµo sÏ lµ mÆt
chñ yÕu ¶nh h-ëng ®Õn sai sè hÖ thèng. Çc d¹ng tÝn hiÖu ®Çu vµo th-êng ®-îc sö dông
Wh(p)
y
E
x
(-)
H×nh 1-3:CÊu tróc hÖ ®iÒu khiÓn
tù ®éng

lµ : hµm nh¶y bËc ®¬n vÞ (W = 1(t)), hµm tuyÕn tÝnh (W = W
0.t), hµm parabol (W =
W0.t2
), hµm ®iÒu hoµ (W = W
0 sin t)vµ cã thÓ lµ hµm ngÉu nhiªn (vÒ to¸n häc cã thÓ

ph©n tÝch hµm ngÉu nhiªn thµnh c¸c hµm d¹ng chuÈn nãi trªn).
VÝ dô ta xÐt mét hÖ cÊp 4 sau, h×nh 1-4
Hµm truyÒn ®¹t hÖ hë cã d¹ng :
Wh(p)=W1(p).W2(p).W3(p)
Wh(p) =
)
1
)(
1
( 3
2
2
1
2
1


 p
T
p
T
p
T
p
k
k
NÕu x(t) = 1(t) ta cã x(p) =
p
1
, thay vµo (1-6)
St =
p
p
T
p
T
p
T
p
k
k
p
p
1
.
)]
1
)(
1
(
/[
1
lim
3
2
2
1
2
1
0 




St =
2
1
3
2
2
1
3
2
2
1
0 )
1
)(
1
(
)
1
)(
1
(
lim
k
k
p
T
p
T
p
T
p
p
T
p
T
p
T
p
p 







= 0
Còng víi hÖ thèng trªn nÕu ta bá kh©u tÝch ph©n ®i th×:
Wh(p) =
)
1
)(
1
( 3
2
2
1
2
1


 p
T
p
T
p
T
k
k
Sai lÖch tÜnh
St =
2
1
0 1 1
1
)
(
1
lim
k
k
p
p
W
p
h
p 



NÕu vÉn gi÷ hÖ thèng nh- h×nh 1-4 nghÜa lµ vÉn cßn kh©u tÝch ph©n, nh-ng víi
hµm t¸c ®éng ®Çu vµo lµ x(t) = k
0 .t x(p) = k
 0/p2
H×nh 1-4:HÖ ®iÒu khiÓn tù ®éng cÊp
1
1
1

p
T
k
1
2
2
2
2

 p
T
p
T
k
p
1
(-)
E
W1(p) W2(p) W3(p)
Y
X

St = 2
0
3
2
2
1
2
1
0
.
)]
1
)(
1
(
/[
1
lim
p
k
p
T
p
T
p
T
p
k
k
p
p 




St =
2
1
0
2
0
2
1
3
2
2
1
3
2
2
1
0
.
)
1
)(
1
(
)
1
)(
1
(
.
lim
k
k
k
p
k
k
k
p
T
p
T
p
T
p
p
T
p
T
p
T
p
p
p









Trong ®ã k0 lµ biªn ®é tÝn hiÖu vµo. Nh- vËy ë ®©y dï cã kh©u tÝch ph©n nh-ng
víi t¸c ®éng ®Çu vµo kh¸c ®i (x(t) = k
0.1(t)) th× hÖ vÉn tån t¹i sai lÖch tÜnh.
1.1.5 Sai sè do çc l-îng nhiÔu lo¹n kh¸c:
T¸c ®éng nhiÔu th-êng thÊy nh- trªn h×nh 1-5. Trong ®ã x lµ tÝn hiÖu ®Æt (®iÒu
khiÓn), y lµ ®¸p øng ®Çu ra, E lµ sai lÖch ®iÒu khiÓn, k(p) lµ hµm sè truyÒn cña bé ®iÒu
khiÓn vµ ®èi t-îng ®iÒu khiÓn, çc nhiÔu t¸c ®éng vµo hÖ bao gåm:
+NhiÔu t¸c ®éng ®Çu vµo Z
1 (sù thay ®æi cña ®iÖn ¸p, sù kh«ng tuyÕn tÝnh cña
chiÕt ¸p ®iÒu chØnh l-îng ®Æt.. .) t¹o nªn sai sè l-îng ®Æt.
+NhiÔu t¸c ®éng vµo c¬ cÊu ®o l-êng Z
2 (¶nh h-ëng cña nhiÖt ®é vµ ®é Èm ®Õn
çc bé c¶m biÕn nh- m¸y ph¸t tèc, m¸y biÕn dßng ®iÖn.. .) t¹o nªn sai sè do nhiÔu cña
®¹i l-îng ®o l-êng.
+NhiÔu t¸c ®éng vµo bé ®iÒu chØnh Z
3 (lµm tr«i ®iÓm kh«ng) t¹o nªn sai sè bé
®iÒu chØnh.
+Çc nhiÔu lo¹n cña phô t¶i Z4 (sù thay ®æi cña th«ng sè h×nh häc çc chuyÓn
®éng lµm momen qu¸n tÝnh thay ®æi, çc lùc ma s¸t vµ lùc c¶n ph¸t sinh phô thuéc vµo
vËn tèc vµ gia tèc .. .) t¹o nªn sai sè ®¹i l-îng ®iÒu chØnh.
ë chÕ ®é tÜnh k(p) = k
0
k(p)
y
E
x
(-)
Z2
Z4
Z3
Z1
H×nh 1-5 : HÖ ®iÒu chØnh tù ®éng truyÒn ®éng ®iÖn víi çc nh

y =
0
4
3
2
1
4
0
3
2
1
0
0
1
1
)
(
1 k
Z
Z
Z
Z
x
Z
k
Z
Z
Z
x
k
k











-7)
(1
Tõ (1-7) rót ra nhËn xÐt : NÕu nh- hÖ sè khuÕch ®¹i k
0 ®ñ lín th× nhiÔu lo¹n Z
4
(phô t¶i) cã thÓ bï ®-îc, cßn nhiÔu lo¹n Z1, Z2, Z3 th× kh«ng thÓ kh¾c phôc ®-îc, nã sÏ
lµm gi¶m ®é chÝnh x¸c tÜnh cña hÖ. Nh- vËy çc thiÕt bÞ trong hÖ ®iÒu chØnh tù ®éng
truyÒn ®éng ®iÖn nh- çc bé biÕn ®æi, çc lo¹i ®éng c¬ vµ çc bé c¶m biÕn ®o l-êng t¹o
nªn çc sai sè kh«ng thÓ kh¾c phôc ®-îc, mµ chØ cã thÓ h¹n chÕ b»ng çch lùa chän
thiÕt bÞ lo¹i tèt h¬n, chÊt l-îng cao h¬n cho hÖ.
1.1.6 Mét sè m« h×nh ®iÒu khiÓn chuyÓn ®éng:
H×nh 1-6a: ChuyÓn ®éng quay
H×nh 1-6b: ChuyÓn ®éng tuyÕn tÝnh H×nh 1-6c: ChuyÓn ®éng ®Æc biÖt
1.2 ThiÕt bÞ biÕn tÇn:
ThiÕt bÞ biÕn tÇn (BT) lµ thiÕt bÞ biÕn ®æi ®iÖn n¨ng mét chiÒu hoÆc xoay chiÒu
cã tÇn sè cè ®Þnh f
1 ng lµ 50 Hz) thµnh nh÷ng dßng ®iÖn xoay chiÒu cã tÇn sè ®iÒu
(th-ê
khiÓn ®-îc lµ f
2 nhê çc kho¸ ®iÖn tö. BT chia lµm çc lo¹i nh- biÓu ®å sau:

§èi víi biÕn tÇn m¸y ®iÖn: Cã kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p ra vµ tÇn sè ra mét
çch ®éc lËp; hiÖu suÊt chung cña bé biÕn ®æi thÊp; qu¸n tÝnh khi ®iÒu chØnh tÇn sè lín;
khèi l-îng vµ gi¸ thµnh cao…cho nªn kh¶ n¨ng øng dông bÞ h¹n chÕ.
§èi víi biÕn tÇn trùc tiÕp dïng van b¸n dÉn: Cã s¬ ®å cÊu tróc ®¬n gi¶n; hiÖu
suÊt biÕn ®æi n¨ng l-îng cao; viÖc thay ®æi tÇn sè ra (f
2) khã kh¨n vµ phô thuéc vµo tÇn
sè ®Çu vµo (f
1); ph¹m vi øng dông cña çc bé biÕn ®æi nµy bÞ h¹n chÕ v× giíi h¹n d-íi
cña tÇn sè kho¶ng 10 HZ ( khi f1 = 50Hz ) vµ giíi h¹n trªn kh«ng v-ît qu¸ f 1.
§èi víi biÕn tÇn gi¸n tiÕp ViÖc ph¶i biÕn n¨ng l-îng hai lÇn lµm gi¶m hiÖu suÊt
:
cña biÕn tÇn, song bï l¹i lo¹i biÕn tÇn nµy cho phÐp thay ®æi dÔ dµng f
2 kh«ng phô
thuéc f1 trong mét d¶i réng c¶ trªn vµ d-íi f 1 v× tÇn sè ra chØ phô thuéc vµo m¹ch ®iÒu
khiÓn. H¬n n÷a víi sù øng dông hÖ ®iÒu khiÓn sè nhê kü thuËt vi xö lý vµ dïng van b¸n
b¸n dÉn c«ng nghÖ cao ®· cho phÐp ph¸t huy tèi ®a çc -u ®iÓm cña biÕn tÇn lo¹i nµy.
BiÕn tÇn gi¸n tiÕp (biÕn tÇn cã kh©u trung gian mét chiÒu):
ThiÕt bÞ biÕn tÇn
BiÕn tÇn m¸y ®iÖn BiÕn tÇn van
BiÕn tÇn trùc tiÕp BiÕn tÇn gi n tiÕp
BiÕn tÇn nguån ¸p BiÕn tÇn nguån dßng
NghÞch l-u th-êng NghÞch l-u PWM
§C
CL
U1; f1 U2; f2var
+
NL
KTG
mét
chiÒu
+
- -
Kh©u §K
H×nh 1-7: CÊu tróc biÕn tÇn

-Kh©u chØnh l-u (CL): nh»m ®Ó biÕn ®æi ®iÖn ¸p vµ tÇn sè cña l-íi ®iÖn thµnh
nguån mét chiÒu nhê thiÕt bÞ chØnh l-u cã ®iÒu khiÓn hoÆc kh«ng cã ®iÒu khiÓn.
-Kh©u trung gian mét chiÒu (bé läc): dïng ®Ó läc gi÷ cho ®iÖn ¸p ra hoÆc dßng
®iÖn ra cña kh©u CL lµ h»ng sè tuú vµo môc ®Ých sö dông cña bé nghÞch l-u.
-Kh©u nghÞch l-u (NL): dïng ®Ó biÕn nguån mét chiÒu thµnh nguån xoay chiÒu
cã ®iÖn ¸p vµ tÇn sè thay ®æi dïng cho t¶i
-Kh©u ®iÒu khiÓn ®iÖn ¸p vµ tÇn sè dïng cho t¶i.
1.2.1 Nguyªn lý ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p vµ tÇn sè ®Çu ra:
T: b-íc l-îng tö theo thêi gian
U:b-íc l-îng tö theo møc
NT = T/ T: sè b-íc l-îng tö theo thêi gian trong mét chu kú

M¹ch t¹o xung cho c¸c bé dÞch xung ®iÒu khiÓn nghÞch l-u cã tÇn sè thay ®æi (f
x
= var), do ®ã b-íc l-îng tö thay ®æi ( T = var), cßn sè b-íc l-îng tö theo thêi gian gi÷

kh«ng ®æi (N
T = const). Nh- vËy muèn thay ®æi tÇn sè ®iÖn ¸p ra f
2 cÇn ph¶i thay ®æi
tÇn sè cña bé ph¸t xung fx cßn biªn ®é ®iÖn ¸p ra U
2 ®-îc thay ®æi b»ng c¸ch thay ®æi
b-íc l-îng tö theo møc U. Trong tr-êng hîp ®Æc biÖt nghÞch l-u øng dông do qui luËt

®iÒu khiÓn van mµ b-íc l-îng tö U tù h×nh thµnh, v× vËy muèn ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p ra

chØ cÇn thay ®æi nguån mét chiÒu ®-a vµo nghÞch l-u.
Nguyªn lý ®iÒu chØnh tÇn sè:
* T = var; N
 T = const 2
1 1
var
T
f
T N T
   

* T = const; N
 T = var 2
1 1
var
T
f
T N T
   

T
U
T

2

u(t)

1.2.2 NghÞch l-u ®éc lËp nguån dßng:
S¬ ®å nguyªn lý h×nh 1-8, gåm mét cÇu chØnh l-u vµ mét cÇu nghÞch l-u, trong
cÇu nghÞch l-u mçi Thyristor ®-îc nèi tiÕp thªm mét diod, gäi lµ diod chÆn, trong mçi
nöa cÇu cã 3 tô ®iÖn, çc diod D
1D6 nh»m çch ly gi÷a çc tô ®iÖn chuyÓn m¹ch vµ
d©y quÊn çc pha cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé (t¶i lµ §CK§B) ®Ó chóng kh«ng t¹o
thµnh m¹ch céng h-ëng lµm ¶nh h-ëng ®Õn qu¸ tr×nh chuyÓn m¹ch.
Nguån cung cÊp mét chiÒu ®-îc lÊy tõ nguån chØnh l-u cã ®iÒu khiÓn th«ng qua
cuén d©y L
d cã ®iÖn c¶m ®ñ lín ®Ó cung cÊp cho biÕn tÇn b»ng nguån dßng ®iÖn h»ng I
d.
Bé nghÞch l-u dïng 2 nhãm van ®Êu theo s¬ ®å cÇu, nhãm anot chung (T
1, T3,
T5) vµ nhãm catot chung (T2, T4, T6), gãc dÉn mçi van lµ 1200
®iÖn. Thø tù dÉn çc van
theo thø tù tõng cÆp nh- sau: T
1-T2; T2-T3; T3-T4; T4-T5; T5-T6; T6-T1, tr×nh tù më çc
van theo thø tù 1, 2, 3, 4, 5, 6, 1…
Theo thø tù ®iÒu khiÓn më çc van ta nhËn thÊy r»ng çc van sÏ c¾t dßng I
d
thµnh çc khèi h×nh ch÷ nhËt 1 khèi ©m vµ 1 khèi d-¬ng kÐo dµi 120
0
®iÖn, khèi nä
çch khèi kia 60 0
®iÖn. Nh- vËy do çch ®iÒu khiÓn më çc van ®· t¹o ra 3 dßng ®iÖn
lÖch pha nhau vÒ thêi gian lµ 120
0
nh- h×nh 1-9.
Gi¸ trÞ hiÖu dông dßng t¶i
2
3
s d
I I

Gi¸ trÞ hiÖu dông cña dßng c¬ b¶n trong ph©n tÝch chuçi Fourier
1
6
s d
I I


D6
§C
Ld
Id
~
T1 T3 T5
T4 T6 T2
C1 C2
C3
C4 C5
C6
D4 D2
D1 D5
D3 a
b
c
H×nh 1-8 : S¬ ®å nguyªn lý cña nghÞch l-u ®éc lËp nguån dßng

NÕu bá qua tæn hao trªn c¸c van vµ tæn hao do c¸c thµnh phÇn sãng hµi bËc cao.
Tõ ®iÒu kiÖn c©n b»ng c«ng suÊt gi÷a nguån vµ t¶i
UdId = 3.Us1Is1cos
trong ®ã :
Ud; Id dßng vµ ¸p ®Çu vµo cña bé nghÞch l-u
Us1; Is1 trÞ hiÖu dông cña ¸p vµ dßng pha thµnh phÇn c¬ b¶n cña ph©n tÝch Fourier
gãc lÖch pha gi÷a dßng vµ ¸p bËc 1

1
1
3 cos 3 6cos
d d d
s
s
U I U
U
I

 
 
1.2.3NghÞch l-u ®éc lËp nguån ¸p:
T4
H×nh 1-10: S¬ ®å nguyªn lý bé biÕn tÇn nghÞch l-u ®éc lËp nguån ¸p
~
Ld
§C
Id T1 T3 T5
T6 T2
C
a
b
c
I II III
C6
C1 C2
C3
C4 C5
Id
isa
isb
isc
t
t
t
t
0
0
0
0
Id
T1
T3
T5
T4
T6
T2
600
600
600
600
600
600
600
H×nh 1-9:Gi¶n ®å ph©n phèi xung vµ dßng ®iÖn ®Çu ra cña bé nghÞch l-u dßng

Nhãm chØnh l-u I võa lµm chøc n¨ng biÕn ®æi ®iÖn ¸p tõ xoay chiÒu thµnh mét
chiÒu, võa cã nhiÖm vô ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p U
d. Bé läc ph¼ng gåm L
d vµ C. PhÇn chÝnh
cña nhãm nghÞch l-u lµ çc van tõ T1T
6, chóng ®-îc më theo thø tù çc van 1, 2, 3, 4,
5, 6, 1…
, çch nhau 1/6 chu kú cña ¸p ra. Nh- vËy t¹i mçi thêi ®iÓm cã hai van th«ng,
mét nèi víi cùc d-¬ng vµ mét nèi víi cùc ©m cña ®iÖn ¸p Ud. B»ng çch thay ®æi thêi
gian th«ng cña çc van ta thay ®æi ®-îc
thêi gian chu kú cña ¸p ra nghÜa lµ ®iÒu
chØnh ®-îc tÇn sè ra.
C1 C
 6 dïng ®Ó chuyÓn m¹ch gi÷a
çc van, çc diod trong nhãm nghÞch l-u
III cã t¸c dông ng¨n t¸ch çc tô chuyÓn
m¹ch víi phô t¶i, kh«ng cho çc tô trªn
phãng ®iÖn qua t¶i, çc diod trong nhãm II
t¹o thµnh mét cÇu ng-îc cã t¸c dông më
®-êng cho dßng ®iÖn ph¶n kh¸ng tõ phÝa
t¶i ch¶y vÒ tô C, dßng ®iÖn nµy xuÊt hiÖn do sù lÖch pha gi÷a dßng vµ ¸p cña t¶i.
Khi t¶i ®Êu sao, gi¸ trÞ hiÖu dông cña ®iÖn ¸p pha ®-îc x¸c ®Þnh nh- sau:
3 2 3
2
2 2 2 2
0 0 3 2 3
2
1 1
( ) ( ) ( )
2 3 3 3
d d d
pha pha
U U U
U u d d d d
 
 
 
   
 
 
   
 
 
 
   
NhËn xÐt chung:
-D¹ng ®iÖn ¸p ra cã d¹ng xung ch÷ nhËt theo hai møc (+U
d -U
, d) hoÆc 3 møc
(+Ud , 0, -Ud). Khi ph©n tÝch theo Fourier th× ngoµi thµnh phÇn sãng c¬ b¶n (sin mong
muèn) cßn chøa nhiÒu sãng hµi bËc cao, ¶nh h-ëng xÊu ®Õn sù lµm viÖc cña t¶i.
-Khi sö dông çc bé läc ®Ó gi¶m sãng hµi bËc cao th× sÏ lµm cho kÝch th-ít, gi¸
thµnh cña bé biÕn tÇn t¨ng lªn ®¸ng kÓ
§Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nµy, ng-êi ta sö dông ph-¬ng ph¸p ®iÒu biÕn ®é réng xung
PWM (Pusle Width Modulation)
Ua
T1
T2
T3
T4
T5
T6
0 600
1200
1800
2400
3000
3600
2Ud/3
H×nh 1-11: §å thÞ ®iÖn ¸p ®Çu ra
nghÞch l-u vµ gãc dÉn 180
0

1.2.4 Ph-¬ng ph¸p ®iÒu biÕn ®é réng xung PWM:
-T¹o sãng h×nh sin cã tÇn sè b»ng tÇn sè ra cña bé nghÞch l-u, ta gäi lµ sãng ®iÒu
biªn u r (reference) víi tÇn sè fr vµ biªn ®é U
r.
-T¹o sãng tam gi¸c cã tÇn sè lín h¬n nhiÒu so víi sãng ®iÒu biªn, ta gäi lµ sãng
mang uc(carier) víi tÇn sè fc vµ biªn ®é Uc
-So s¸nh gi÷a uc vµ ur, c¸c giao ®iÓm cña hai sãng nµy sÏ x¸c ®Þnh gãc chuyÓn
m¹ch cña c¸c van c«ng suÊt cña bé nghÞch l-u.
Gäi ; 1
r
u u
c
U
M M
U
  lµ tû sè ®iÒu biÕn biªn ®é
; 1
r
f f
c
f
M M
f
 lµ tû sè ®iÒu biÕn tÇn sè
Tõ h×nh 1-12 ta nhËn thÊy r»ng:
Gi¸ trÞ ®iÖn ¸p ra cã biªn ®é kh«ng ®æi ( U

d); Khi thay ®æi M
u hoÆc M
f ta sÏ cã
®é réng xung ra thay ®æi, cho nªn ®iÖn ¸p ra thay ®æi.
H×nh1-12: BiÓu ®å thêi gian minh ho¹ ph-¬ng ph¸p PWM

§Ó hiÓu râ h¬n ta xÐt s¬ ®å biÕn tÇn mét pha sau:
*PWM ®¬n cùc (Unipolar):
Trong ph-¬ng ph¸p ®iÒu biÕn nµy, hai Transistor th¼ng hµng lu©n phiªn ®ãng c¾t
t¹i c¸c thêi ®iÓm mµ ®iÖn ¸p sãng mang b»ng ®iÖn ¸p sãng ®iÒu biªn. §iÖn ¸p ra cña bé
nghÞch l-u lµ mét chuçi xung cã gi¸ trÞ 0 vµ + U
d trong nöa chu kú d-¬ng vµ cã gi¸ trÞ 0
vµ -Ud trong nöa chu kú ©m, h×nh 1-13
*PWM l-ìng cùc (Bipolar):
C¸c Transistor ®-îc ®iÒu khiÓn tõng cÆp T
1, T3 vµ T
2 , T4. §iÖn ¸p ra cña bé
nghÞch l-u lµ mét chuçi xung cã gi¸ trÞ +Ud vµ -Ud trong c¶ chu kú sãng ®iÒu biªn, h×nh
1-14.
H×nh1-13:D¹ng sãng ur vµ u
c vµ u(t) khi thùc hiÖn PWM ®¬ncùc.
+
-
Ud
D1
D4
T1 T2
T4
T3
T¶i
it
D2
D3
u(t)

H×nh1-14:D¹ng sãng ur vµ uc vµ u(t) khi thùc hiÖn PWM l-ìng cùc.
PWM l-ìng cùc ba pha:
§èi víi biÕn tÇn ba pha th× ng-êi ta chØ thùc hiÖn ®-îc PWM l-ìng cùc, ë ®©y
ng-êi ta dïng ba ®iÖn ¸p ®iÒu biÕn (u
rA, urB, urC) ®èi xøng lÖch nhau mét phÇn ba chu kú
cña sãng biÕn ®iÖu vµ chØ dïng mét sãng mang (u
c) cho c¶ ba pha, h×nh 1-15
*PWM víi ur lµ sãng c¬ b¶n vµ c¸c sãng hµi bÆc 3 vµ béi 3:
VÒ nguyªn t¾c th× d¹ng sãng ra theo kiÓu PWM ®¬n cùc, nh-ng ®Ó gi¶i quyÕt
c¸c vÊn ®Ò nh-: C¶i thiÖn chÕ ®é ®iÖn ¸p ra víi biªn ®é sãng hµi Ýt nhÊt; Kh¶ n¨ng tËn
dông c«ng suÊt cña nguån Ud; §iÒu chØnh dÔ dµng ®iÖn ¸p ra.
- PWM hµi bËc 3 ( Third Harmonic PWM)
D6
D4
Ud
T2
D1
T1
T4
T3
a
T5
T6
D3 D5
D2
b
c
+

ur = U1[sint + U3sin3  
t] ; víi = 2 fr
D¹ng sãng u r, uc nh- h×nh 1-16a
H×nh1-15: D¹ng sãng ur vµ uc vµ ®iÖn ¸p trªn t¶i.
- PWM ph©n cùc:
ur ®-îc thùc hiÖn b»ng c¸ch t¹o ra hai sãng ®iÒu biªn cã cïng biªn ®é vµ tÇn sè
fr, 3fr nh-ng mçi sãng ®-îc céng thªm vµ bít ®i mét gi¸ trÞ mét chiÒu cã gi¸ trÞ 0,5
ur1 = +0,5 + U1[sint + U3sin3t]
ur2 -0,5 + U
= 1[sint + U3sin3t] ; Víi 1 0,5
U 
D¹ng sãng u r, uc nh- h×nh 1-16b
- PWM ph©n cùc cã c¶i thiÖn d¶i ®iÒu chØnh:
ur1 = +0,5 + U1[sint + U3sin3t] + uo
ur2 -0,5 + U
= 1[sint + U3sin3t] + uo ;

Víi u 0 ®-îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc: u
0 = 
1
max( , , ) min( , , )
2 a b c a b c
u u u u u u

ua, ub, uc lµ biÓu thøc tøc thêi cña u
r cña ba pha
D¹ng sãng u r, uc nh- h×nh 1-16c
a) c)
b)
H×nh1-16: Çc d¹ng sãng kh¸c nhau cña u r vµ uc
Ngµy nay, víi sù øng dông hÖ ®iÒu khiÓn sè nhê kü thuËt vi xö lý vµ dïng van
lùc lµ çc thiÕt bÞ b¸n dÉn c«ng nghÖ cao ®· cho phÐp ph¸t huy tèi ®a çc -u ®iÓm cña
biÕn tÇn. Cho nªn hÖ truyÒn ®éng biÕn tÇn - ®éng ®iÖn xoay chiÒu dÇn dÇn thay thÕ çc
hÖ truyÒn ®éng ®iÖn mét chiÒu. ThËt vËy, víi sù x©m nhËp cña kü thuËt vi xö lý vµ kü
thuËt ®iÒu khiÓn ®· cho phÐp gi¶i quyÕt çc thuËt to¸n phøc t¹p ®iÒu khiÓn ®éng c¬ ®iÖn
xoay chiÒu ba pha trong thêi gian thùc víi chÊt l-îng ®iÒu khiÓn rÊt cao. MÆt kh¸c,
truyÒn ®éng ®iÖn xoay chiÒu cã kÝch th-íc nhá, tû lÖ gi¸ thµnh trªn c«ng suÊt nhá, dÔ
vËn hµnh, b¶o d-ìng do kh«ng cã vµnh gãp. ViÖc ®iÒu khiÓn hÖ thèng trë nªn thuËn
tiÖn h¬n do viÖc ph©n cÊp çc chøc n¨ng ®iÒu khiÓn tõ trung t©m xuèng çc phÇn tö vµ
ghÐp nèi víi nhau qua çc bus tiªu chuÈn ho¸. ChÝnh v× vËy, b¶n luËn v¨n chØ ®Ò cËp
®Õn hÖ truyÒn ®éng xoay chiÒu trong hÖ thèng ®iÒu khiÓn chuyÓn ®éng. Cô thÓ lµ ®iÒu
khiÓn chuyÓn ®éng ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha rotor lång sãc.

25 LuËn v¨n tèt nhiÖp cao häc
Chương 2
MÔ HÌNH TOÁN HỌC CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
2.1 Hệ phương trình cơ bản của động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc
Để mô tả quá trình điện từ của máy điện không đồng bộ, cũng như quá trình
biến đổi năng lượng biến đổi năng lượng, cần thiết phải thiết lập các hệ phương trình
biến đổi điện cơ. Có ba loại phương trình mô tả toán học cho động cơ không đồng bộ
(ĐCKĐB): Loại phương thứ nhất theo kirchop viết cho mạch cuộn dây; loại phương
trình thứ hai viết cho dẫn động; loại phương trình thứ ba mô tả mối quan hệ đặc trưng
cho qúa trình chuyển đổi điện cơ và ngược lại.
Về phương diện động, ĐCKĐB được mô tả bằng một hệ phương trình vi phân
bậc cao. Vì cấu trúc phân bố các cuộn dây phức tạp về mặt không gian (do cấu tạo
răng, rãnh), vì sự phân bố của từ thông móc vòng tại các vị trí của mạch từ và các bộ
phận dây quấn nên chúng ta phải chấp nhận một số điều kiện sau đây khi thiết lập hệ
phương trình mô tả máy.
t không gian
1.Các cuộn dây stator được bố trí một cách đối xứng về mặ
2.Các tổn hao sắt từ và sự bão hoà từ có thể bỏ qua
3.Dòng từ hoá và từ trường được phân bố hình sin trên bề mặt khe từ
Trụ ẩ
c chu n
Stato
r
Rotor
Cuộn dây
pha A
Cuộn dây
pha C
Cuộn dây
pha B
ia
ib
ic uA
uC
uB
iC
iB
iA










Hình 2.1:Mô hình đơn gi n c a ng c không ng b ba pha rotor l ng
ả ủ độ ơ đồ ộ ồ
ó

4.Các giá trị điện trở và điện cảm tạm được coi là không đổi.
Máy điện không đồng bộ sau đây được xem như một hệ thống cuộn dây loại
thép được bố trí đó là stator và rotor. Khảo sát mối quan hệ giữa cuộn dây pha A của
stator và cuộn dây pha a của rotor. Cần phải nhấn mạnh rằng vị trí tương hổ giữa chúng
trong không gian khi rotor quay là liên tục không đổi. Trong tính toán thông thường
người ta giả thiết và cho phép biểu diễn mối quan hệ giữa cuộn dây pha A và a theo
phương trình:
MAa = McosAa -1)
(2
Trong đó: M là hỗ cảm lớn nhất ở vị tí trùng hợp giữa trục pha A và a , Henri
Aa là góc giữa trục cuộn dây A và a, Radian
Đối với ba pha stator, hệ phương trình điện áp được viết như sau:















C
s
C
C
B
s
B
B
A
s
A
A
i
R
dt
d
u
i
R
dt
d
u
i
R
dt
d
u



-2)
(2
Dưới dạng véctơ:
s
s
s
s i
R
dt
d
u 


-3)
(2
Tương tự đối với ba pha rotor:















c
r
c
b
r
b
a
r
a
i
R
dt
d
i
R
dt
d
i
R
dt
d



0
0
0
-4)
(2
Dưới dạng véctơ:

r
r
r
i
R
dt
d



0 -5)
(2
uA, uB, uC : Giá trị tức thời của điện áp pha stator;
A,B, C: Từ thông móc vòng của các pha A, B, C stator;
iA, iB, iC : Dòng điện pha A, B, C stator;
a,b, c: Từ thông móc vòng của các pha a, b, c rotor;
ia, ib, ic : Dòng điện pha a, b, c rotor;
)
(
, r
s 
 : Vectơ từ thông sator (rotor);
Rs: Điện trở pha sator;
Rr: Điện trở pha rotor đã qui đổi về stator;
s
u : Vectơ điện áp sator ;
)
(
, r
s i
i : Vectơ dòng điện stator (rotor).
Từ thông móc vòng, ví dụ pha A stator được xác định từ độ lớn thực của điện
cảm cuộn dây stator pha A (LA) và hỗ cảm giữa pha A với các cuộn dây khác của máy.
Từ quan hệ 1) ta có thể viết cho từ thông móc vòng stator và rotor. Đối với
-
(2
pha A và a như sau:
A = LAiA + MABiB + MACiC + MAacosAaia + MAbcos
Abib + MAccosAcic -6)
(2
a = Laia + Mabib + Macic + MaAcosaAiA + MaBcos
aBiB + MaCcos
aCiC -7)
(2
Đặt
LA = LB = LC = L1: Điện cảm tiêu tán phía cuộn dây stator;
La = Lb = Lc = L2 : Điện cảm tiêu tán phía cuộn dây rotor (đã qui đổi về stator);
MAB = MAC = MBC = M1: Hỗ cảm giữa các cuộn dây stator;
Mab = Mac = Mbc = M2: Hỗ cảm giữa các cuộn dây rotor;
MAa = MaA = MBa = .. . . = M: Hỗ cảm cực đại giữa các cuộn dây stator và
rotor.

Từ hình 2 1 ta có quan hệ :
-
aA= Aa= bB= 
Bb= cC= Cc = 
bA= Ab= cB= 
Bc= aC= Ca =  + 3
2
cA= Ac= aB= Ba= aC= Ca -
=  3
2
Biểu thức của điện cảm và hỗ cảm viết dưới dạng ma trân ta được
 









































cos
)
3
2
cos(
)
3
2
cos(
)
3
2
cos(
cos
)
3
2
cos(
)
3
2
cos(
)
3
2
cos(
cos
)
( M
Lm
 











1
1
1
1
1
1
1
1
1
L
M
M
M
L
M
M
M
L
M
s
L ; 











2
2
2
2
2
2
2
2
2
L
M
M
M
L
M
M
M
L
M
r
L
  1
s
s R
R  ;   1
r
r R
R 
 











C
B
A
s
u
u
u
U ;   
0

r
U
Với  )
(
m
L : Ma trận hỗ cảm giữa stator và rotor (đây cũng chính là hỗ cảm
giữa rotor và stator);
  
r
s L
L 
 ; : Ma trận điện cảm và hỗ cảm stator (rotor);
  
r
s R
R ; : Ma trận điện trở stator (rotor);
  
r
s U
U ; : Ma trận điện áp stator (rotor);
Hệ phương trình (2 ùng với (2 7) và phương trình từ thông
-2), (2-4), c -6), (2-
móc vòng stator và rotor đối với pha B và b; C và c tạo nên hệ phương trình dạng một
trong hệ phương trình vi phân của máy điện không đồng bộ, ta có thể viết gọn dưới
dạng ma trận như sau:

         
          












s
m
r
r
r
r
r
m
s
s
s
s
s
i
dt
d
L
i
dt
d
L
i
R
i
dt
d
L
i
dt
d
L
i
R
U
)
(
0
)
(




-8)
(2
Phương trình momen của máy điện không đồng bộ bằng [4]:
M = )
.
(
2
3
)
.
(
2
3
r
r
c
s
s
c i
p
i
p 
 
 -9)
(2
ở đây pc là số đôi cực của động cơ
Phương trình dẫn động có dạng
- M
M c =
dt
d
p
J
c

-10)
(2
Với : Tốc độ góc quay của rotor, rad/s;

J : Momen quán tính tác động lên trục động cơ;
Mc: Momen cản trên trục động cơ.
Trong đó: J = JR + Jt
Mc = Mc(0) + Mc(1)
JR: Momen quán tính của rotor động cơ;
Jt: Momen quán tính của tải quy đổi về trục động cơ;
Mc(0): Mô momen cản của bản thân trục động cơ (ma sát + quạt gió);
Mc(1): Mô momen cản của tải quy đổi về trục động cơ.
T -8), (2-9), (2-
ừ (2 10) ta viết gọn hệ phương trình cơ bản của máy điện không
đồng bộ như sau:

         
         






















dt
d
p
J
M
M
i
p
i
dt
d
L
i
dt
d
L
i
R
i
dt
d
L
i
dt
d
L
i
R
U
c
c
s
s
c
s
m
r
r
r
r
r
m
s
s
s
s
s






)
.
(
2
3
M
)
(
0
)
(
-11)
(2
Momen điện từ và tốc độ quay hay góc quay liên quan tới tốc độ góc theo

biểu thức:



dt
d
-12)
(2
hay 

 d
t)
(
0 


0 là vị trí ban đầu của rotor
2.2 Biểu diễn vectơ không gian các đại lượng ba pha của động cơ không
đồng bộ:
Trên hình 2-2 biểu diễn một cách tóm tắt sơ đồ cấu tạo của động cơ không đồng
bộ ba pha rotor lồng sóc. Ta không quan tâm đến các cuộn dây stator của động cơ đấu
sao () hay đấu tam giác ( ), song ba dòng điện i
 A, iB, iC chảy từ lưới vào động cơ với
giả thiết là máy đối xứng.
iA + iB + iC = 0 -13)
(2
Trong đó từng dòng điện pha được tính theo công thức :












)
240
cos(
)
120
cos(
)
cos(
0
0
t
i
i
t
i
i
t
i
i
s
s
C
s
s
B
s
s
A



-14)
(2
A
B
C
e
j120
ej240
(2/3)iA
(2/3)iBej120
(2/3)iCej240





iB
iC
is
Im
Re
Hình 2-3 : Vect không gian các i l ng pha
ơ đạ ượ
A B C
Rotor
Stato
iA iB iC
Hình 2-2: S ng c
ơ đồ độ ơ
không ng b ba pha
đồ ộ

Trên mặt phẳng cắt ngang của động cơ (ta gọi mặt phẳng cơ học), có ba cuộn
dây đặc lệch nhau 1200
. Nếu trên mặt phẳng đó ta thiết lập một mặt phẳng phức với
trục thực đi qua trục của cuộn dây pha A ta có thể xây dựng được véctơ không gian sau
đây:
  
j
s
i
c
i
B
A
s e
i
e
i
e
i
i
t
i 



0
0
240
120
3
2
)
( -15)
(2
Việc xây dựng vectơ )
(t
is -
từ các vectơ dòng điện ba pha được thể hiện trên hình 2
3
Như vậy vectơ s
i là một vectơ có modul không đổi quay trên mặt phẳng phức
với tốc độ s = 2 f
s (fs là tần số dòng điện stator) và tạo với trục thực (trục trùng với
trục của cuộn dây pha A) một góc  
= s t.
Ta cũng nhận thấy rằng các dòng điện của từng pha chính là hình chiếu của
vectơ mới thu được lên trục của các cuộn dây tương ứng. Bằng cách tương tự ta có thể
xây dựng vectơ không gian cho các đại lượng khác như điện áp, từ thông, dòng điện
rotor...
2.3 Chuyển hệ toạ độ cho vectơ không gian:
Ta xét một hệ toạ độ tổng quát xy và một hệ x*y*
có chung điểm gốc với xy và
nằm lệch đi một góc * so với xy. Quan sát một vectơ bất kỳ F ta có:
Trên hệ xy: y
x jF
F
F 
 -16)
(2

Trên hệ x*y*: *
*
*
y
x jF
F
F 
 -17)
(2
Từ hình 2 4 ta nhận thấy rằng :
-










*
*
*
*
*
*
cos
sin
sin
cos




y
x
y
y
x
x
F
F
F
F
F
F
-18)
(2
Từ (2-17) và (2-18) ta có
*
)
sin
)(cos
( *
*
* 

 j
y
x e
F
j
jF
F
F 



 -19)
(2
*
* 
j
e
F
F  -20)
(2
Đến đây, hai hệ toạ độ xy và x*
y*
được coi là cố định với nhau hay nói cách
khác là góc * và
được coi là không đổi, và nếu ta gắn vào 2 hệ toạ độ trên là stator
rotor của máy thì nó đã đảm bảo cố định với nhau một cách tương đối. Trong thực tế
* có thể là một góc biến thiên với tốc độ góc dt
d *

 . Trong trường hợp ấy, hệ toạ
độ x*
y*
sẽ là hệ toạ độ quay tròn với tốc độ góc  xung quanh điểm gốc toạ độ xy.
2.4 Một số hệ toạ độ sử dụng nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển:
2.4.1 Hệ toạ độ cố định với stator (hệ toạ độ 




)
Trên hình 2- và
3 ta đặt lên cho trục thực của mặt phẳng phức là , trục ảo là
 
quan sát các hình chiếu của vectơ dòng điện stator s
i lên hai trục, ta gọi hai hình chiếu
đó là is và is
, hình 2-5
x
x*
jy*
jy
Fy
*
Fy
Fx
Fx
*




*
F
Hình 2-4: Chuy n h cho vect không gian
ể ệ toạ độ ơ
Cuộn dây
pha A
Cuộn dây
pha B





j
is
is
is
120
0
Hình 2-5: Bi u di n vect
ể ễ ơ
dòng i n trên h
đ ệ ệ toạ độ
c nh v i stator
ố đị ớ

Ta nhận thấy rằng hai dòng điện trên là hai dòng điện hình sin và ba cuộn dây
của ĐCKĐB 3 pha đã được thay thế bằng hai cuộn dây cố định đặt trên hai trục .
Trên hình ta cũng dễ nhận thấy rằng dòng điện is chính bằng dòng điện thực của pha
A của máy điện 3 pha thực. Điều này rất có ý nghĩa cho công việc nghiên cứu tính toán
sau này khi xét động cơ làm việc với các bộ điều khiển bán dẫn có điện áp ra không
sin.
2.4.2 Hệ toạ độ cố định với từ trường quay (hệ toạ độ dq)
Giả sử ta quan sát một ĐCKĐB đang quay với tốc độ góc
dt
d
 . Trong đó 
là góc tạo bỡi trục rotor và trục chuẩn (trục đi qua trục cuộn dây pha A), hình 2-6. Trên
hình biểu diễn hai vectơ dòng điện stator s
i và vectơ từ thông r
 với modul và góc pha
bất kỳ nào đó. Vectơ từ thông rotor r
 quay với tốc độ góc
dt
d
f s
s
s


 
 2 .
Nếu ta xây dựng một hệ toạ độ có trục thực trùng với hướng của vectơ r
 và có
gốc trùng với gốc của hệ 6), và đặt tên cho nó là hệ toạ độ dq, ta thấy rằng
 (hình 2-
hệ toạ độ mới này quay xung quanh điểm gốc chung với tốc độ góc s. Vectơ s
i trên
toạ độ mới sẽ có các phần tử tương ứng là isd, isq, áp dụng công thức (2 18) cho hệ toạ
-
độ cố định và hệ toạ độ quay dq ta có thể viết:










s
s
s
s
sq
s
s
s
s
sd
i
i
i
i
i
i








sin
cos
cos
sin
-21)
(2
Trục Rotor




d
jq
j
isd




r
is
Cuộn dây
pha B




s
Trụ ừ
c t thông Rotor
(trụ ắ ớ
c g n v i đ ệ
i n áp

2.5 Mô hình liên tục của động cơ không đồng bộ 3 pha
2.5.1 Mô hình của ĐCKĐB trên hệ toạ độ cố định stator (hệ toạ độ 




):
Ưu điểm nổi bật của hệ toạ độ ở chỗ dòng điện i
  chính là dòng điện pha của
máy thực.
Nếu quan sát từ stator thì rotor đang quay với tốc độ so với stator một cách

tương đối, ta có thể nói: quan sát từ rotor, đó chính là chuyển động quay của stator với
tốc độ góc , ngược chiều quay với chiều quay rotor. điều đó cho phếp kết luận rằng,
- 
hệ toạ độ nằm cố định trên stator, chuyển động tương đối so với rotor bỡi tốc độ

góc - .

Từ -3), (2-
(2 5) và các phương trình từ thông stator và từ thông rotor, ta có fhệ
phương trình của động cơ trên hệ toạ độ như sau [4]:

dt
d
i
R
u
s
s
s
s
s
s
s


 -22)
(2
s
r
s
r
s
r
r j
dt
d
i
R 





0 -23)
(2
m
s
r
s
s
s
s
s L
i
L
i 

 -24)
(2

r
s
r
m
s
s
s
r L
i
L
i 

 -25)
(2
Từ (2 25) ta rút ra được
-24), (2-
)
(
1
m
s
s
s
r
r
s
r L
i
L
i 
  -26a)
(2
)
( m
s
s
s
r
r
m
s
s L
i
L
L

 
 -26b)
(2
Thay (2-26) vào (2-23), (2-24) ta được
dt
d
L
L
dt
i
d
L
i
R
u
s
r
r
m
s
s
s
s
s
s
s
s

 

 -27a)
(2
dt
d
j
T
T
L
i
s
r
r
s
r
r
m
s
s


 



 )
1
(
0 -27b)
(2
Ở đây:Ls = Lm + Ls
: Điện cảm stator
Lr = Lm + Lr: Điện cảm rotor
s
s
s
L
T
R
 : Hằng số thời gian stator
r
r
r
L
T
R
 : Hằng số thời gian rotor
r
s
m
L
L
L2
1

 : Hệ số tiêu tán tổng.
Đặt
m
r
r
m
r
r
L
L







 
 ,
,
;
Thay vào (2-27), đồng thơi chuyển sang viết đưới dạng các phần tử của vectơ ta
có hệ phương trình






































,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
1
1
1
1
1
1
1
)
1
1
(
1
1
1
)
1
1
(












































r
r
r
s
r
r
r
r
r
s
r
r
s
s
r
r
r
s
r
s
s
s
s
r
r
r
s
r
s
s
T
i
T
dt
d
T
i
T
dt
d
u
L
T
i
T
T
dt
di
u
L
T
i
T
T
dt
di
-28)
(2
Phương trình momen của động cơ có dạng:
)
.
(
2
3 s
s
s
r
r
m
c i
L
L
p
M 

hay )
(
2
3 ,
,
2



 
 s
r
s
r
r
m
c i
i
L
L
p
M 
 -29)
(2
Hệ phương trình (2 29) là mô hình động cơ điện đầy đủ của ĐCKĐB
-28), (2-
trên hệ toạ độ , hình 2-7, với hằng số thời gian T
được suy từ công thức
r
s T
T
T 






1
1
1
Mô hình trên chỉ đúng với trường hợp sử dụng biến tần nguồn áp, đối với biến
tần nguồn dòng thì mô hình dòng của động cơ không đồng bộ như hình 2 8, tương ứng
-
với hệ phương trình:




















)
(
2
3
1
1
1
1
,
,
2
,
,
,
,
,
,




















s
r
s
r
r
m
c
s
r
r
r
r
r
s
r
r
r
r
r
i
i
L
L
p
M
i
T
T
dt
d
i
T
T
dt
d
-30)
(2





s
L

1


pT
T

1 r
pT

1
1
r
T



1
r
m
c
L
L
p
2
3 2
pJ
pc
r
T


1
us is M




’
r Mc
(-)
(-)

Hệ phương trình (2 28) ta có thể viết lại dưới dạng phương trình trạng thái
-
s
s
s
s
s
s
u
B
x
A
dt
x
d

 -31)
(2
Trong đó:
s
s
u vectơ đại lượng đầu vào với các phần tử là số thực
s
x vectơ trạng thái với các phần tử là số thực

s
A ma trận hệ thống
s
B ma trận đầu vào








 s
s
s
s
s
A
A
A
A
A
22
21
12
11
;








 s
s
s
B
B
B
2
1



















)
1
1
(
0
0
)
1
1
(
11
r
s
r
s
s
T
T
T
T
A






;


















r
r
s
T
T
A










1
1
1
1
12













r
r
s
T
T
A
1
0
0
1
21 ;















r
r
s
T
T
A
1
1
22


;













s
s
s
L
L
B


1
0
0
1
1 ; 






0
0
0
0
2
s
B
 
 s
s
sT
s u
u
u  ;  ,
,



 
 r
r
s
s
sT
i
i
x 
2.5.2 Mô hình của động cơ không đồng bộ trên hệ toạ độ từ thông rotor (hệ
toạ độ dq):
Do hệ toạ độ từ thông rotor (hệ toạ độ dq) quay so với hệ toạ độ stator (hệ toạ độ
 
) với tốc độ là s nên trong phương trình điện áp của stator và rotor ta phải thêm các
thành phần phụ thuộc vào tốc độ. Mặt khác hệ toạ độ có trục thực d trùng với trục của
từ thông r
 vì vậy không tồn tại thành phần trục q của vectơ r
 trong trường hợp định
hướng một cách lý tưởng. Hệ phương trình mô tả mô hình cơ điện đầy đủ của động cơ
Hình 2-9: Mô hình t ng quan c a B trong không gian tr ng thái
ổ ủ ĐCKĐ ạ
Bs
xs
As
us
s dt
x
d
s

không đồng bộ trong trường hợp động cơ được nuôi bỡi biến tần nguồn áp có dạng như
(2-32) và mô hình động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc trên hệ toạ độ dq được
biểu diễn trên hình 2-10.














































sq
rd
r
m
c
rq
r
rd
s
sq
r
rq
s
rd
r
sd
r
rd
sq
s
rq
r
rd
sq
r
s
sd
s
sq
sd
s
rq
rd
r
sq
s
sd
r
s
sd
i
L
L
p
M
T
i
T
T
i
T
dt
d
u
L
T
i
T
T
i
dt
di
u
L
T
i
i
T
T
dt
di
,
2
,
,
,
,
,
,
,
,
,
2
3
1
)
(
1
0
)
(
1
1
1
1
1
)
1
1
(
1
1
1
)
1
1
(
































-32)
(2
Với
m
rq
rq
m
rd
rd
L
L



 
 ,
,
;
s -  = 
r ; r = 2 f
 r ; fr là tần số của mạch điện rotor
Hệ phương trình mô tả mô hình của ĐCKĐB trong trường hợp biến tần có mạch
một chiều trung gian là nguồn dòng dạng như (2 33) và mô hình động cơ không đồng
-
bộ ba pha rotor lồng sóc trên hệ toạ độ dq được biểu diễn trên hình 2-11.
,
,
,
2
,
1 1
1
0 ( )
3
2
rd
rd sd
r r
s rd sq
r
m
c rd sq
r
d
i
dt T T
i
T
L
M p i
L


  


   



    






-33)
(2





s
L

1


pT
T

1 r
pT

1
1
r
m
c
L
L
p
2
3 2
pJ
pc
s
L

1
us
us isd
isq
M




’
rd
Mc
(-)



1
r
T
1


pT
T

1





r
T
e-j s





s




r





usq
usd
(-)
(-)

Hệ phương trình (2 32) có thể được viết lại dưới dạng mô hình trạng thái phi tuyến:
-
s
f
f
s
f
f
f
f
x
N
u
B
x
A
dt
x
d



 -34)
(2
Trong đó:
f
s
u : Vectơ các đại lượng đầu vào
f
x : Vectơ các đại lượng đầu ra
f
A : Ma trận hệ thống
f
B : Ma trận đầu ra
N : Ma trận ghép phi tuyến

s : Đại lượng vào thứ ba ngoài hai phần tử
f
s
u








 f
f
f
f
f
A
A
A
A
A
22
21
12
11
;








 f
f
f
B
B
B
2
1



















)
1
1
(
0
0
)
1
1
(
11
r
s
r
s
f
T
T
T
T
A






;


















r
r
f
T
T
A










1
1
1
1
12













r
r
f
T
T
A
1
0
0
1
21 ;
















r
r
f
T
T
A
1
1
22















s
s
f
L
L
B


1
0
0
1
1 ; 






0
0
0
0
2
f
B ;















0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
N
2.6 Mô hình gián đoạn của động cơ không đồng bộ ba pha
Đối với mô hình liên tục, ta chỉ nhận được kết quả tốt đối với mô hình tuyến
tính hoặc mô hình chứa thành phần phi tuyến với biến thiên nhỏ. Trong ĐCKĐB, do
tính chất phi tuyến của một số đại lượng như momen, từ thông rotor, … gây ra sai số
trong quá trình tính toán hệ thống. Để khắc phục nhược điểm này trong việc mô tả
Bf
xf
Af
us
f
N




s
Phần phi tuy n
ế
dt
x
d f
Hình 2-12: Mô hình t ng quan c a B trong không gian
ổ ủ ĐCKĐ
tr to
ạ ơ ở ệ
ng thái trên c s h ạ độ dq

ĐCKĐB ta cần phải gián đoạn hoá mô hình liên tục tức là chia quá trình hoạt động của
động cơ thành các khoảng thời gian nhỏ. Trong mỗi khoảng thời gian này ta được phép
tuyến tính hoá các tham số của động cơ. Mô hình gián đoạn thu được ở đây là mô hình
tuyến tính song vẫn giữ nguyên tính chất hệ số hàm của hệ thống, do đó mô hình có
hiệu lực trong mọi phạm vi công tác của động cơ.
2.6.1 Mô hình gián đoạn của động cơ trên hệ toạ độ 




Sau khi tích phân phương trìn 31) trong phạm vi giữa hai thời điểm trích
h (2-
mẫu, ta thu được mô hình gián đoạn tương ứng.
)
(
).
,
(
)
(
).
,
(
)
1
( k
u
T
H
k
x
T
k
x
s
s
s
s
s
s


 

 -35)
(2
k=0, 1, 2,.......,  là bước của qúa trình
T là chu kỳ trích mẫu
s
 là ma trận quá độ trạng thái, phụ thuộc vào T và tốc độ góc 
s
H là ma trận đầu vào, phụ thuộc vào T và tốc độ góc 
 




0 !
)
(
).
(
exp
)
,
(
v
v
v
s
s
s
v
T
A
T
A
T 

 -36a)
(2
 
 




T
k
kT
s
s
s
s
s
B
T
A
B
d
T
H
)
1
(
0
1
!
)
(
)
,
(
)
,
( 







 -36b)
(2
Đối với các hệ thống có s
T 
400
 ,
s
s
H
,
 chỉ cần khai triển đến bậc nhất là đủ.








 s
s
s
s
s
T
22
21
12
11
)
,
(





 ;








 s
s
s
H
H
T
H
2
1
)
,
(



















)
1
1
(
1
0
0
)
1
1
(
1
11
r
s
r
s
s
T
T
T
T
T
T




 ;


















r
r
s
T
T
T
T
T
T











1
1
1
1
12














r
r
s
T
T
T
T
0
0
21
 ;
















r
r
s
T
T
T
T
T
T
1
1
22
















s
s
s
L
T
L
T
H


0
0
1 ; 






0
0
0
0
2
s
H ; I là ma trận đơn vị
Ta thấy
s
H2 -
là một ma trận rỗng, do vậy ta viết lại phương trình (2 35) như sau












)
(
)
(
)
1
(
)
(
)
(
)
(
)
1
(
,
22
21
,
1
,
12
11
k
k
i
k
k
u
H
k
k
i
k
i
s
r
s
s
s
s
s
s
s
s
s
s
r
s
s
s
s
s
s







-37)
(2
Dựa vào phương trình mô tả (2 37) theo biến đổi hàm rời rạc z, ta có mô hình
-
gián đoạn của ĐCKĐB trên hệ toạ độ , hình 2-13
2.6.2 Mô hình gián đoạn của động cơ trên hệ toạ độ từ thông rotor (dq)
Sau khi tích phân phương trì 34) trong phạm vi giữa hai thời điểm trích
nh (2-
mẫu, ta thu được mô hình gián đoạn tương ứng.
is
s
(k)
Mô hình dòng
z-1
I
z-1
I
H1
s





11
s





22
s





21
s





12
s
us
s
(k is
s
(k+1)




r
’s
(k+1)




r
’s
(k)
Mô hình t thông
ừ
Hình 2-13: Mô hình gián o n c a B trên h
đ ạ ủ ĐCKĐ ệ toạ độ 

)
(
).
,
,
(
)
(
).
,
,
(
)
1
( k
u
T
H
k
x
T
k
x
f
s
s
f
f
s
f
f




 

 -38)
(2
k=0, 1, 2,.......,  là bước của qúa trình
T là chu kỳ trích mẫu
Các ma trận
f
 và
f
H được tính
 T
N
A
T s
f
s
s
)
.
(
exp
)
,
,
( 


 
 -39a)
(2
 




T
k
kT
f
s
f
s
f
B
d
N
A
T
H
)
1
(
)
(
exp
)
,
,
( 



 -39b)
(2
Đối với các hệ thống có s
T 
400
 , thì giải tích chuỗi hai hàm mũ cơ số e, chỉ
lấy gần đúng bậc nhất.








 f
f
f
f
s
f
T
22
21
12
11
)
,
,
(






 ;








 f
f
s
f
H
H
T
H
2
1
)
,
,
( 





















)
1
1
(
1
)
1
1
(
1
11
r
s
s
s
r
s
f
T
T
T
T
T
T
T
T






 ;


















r
r
f
T
T
T
T
T
T











1
1
1
1
12













r
r
f
T
T
T
T
0
0
21
 ;


















r
s
s
r
f
T
T
T
T
T
T
1
)
(
)
(
1
22


















s
s
f
L
T
L
T
H


0
0
1 ; 






0
0
0
0
2
f
H ; I là ma trận đơn vị
-
Tương tự như hệ , ta biểu diễn (2
 38) như sau












)
(
)
(
)
1
(
)
(
)
(
)
(
)
1
(
,
22
21
,
1
,
12
11
k
k
i
k
k
u
H
k
k
i
k
i
f
r
f
f
s
f
f
s
f
s
f
f
r
f
f
s
f
f
s







-40)
(2

Dựa vào phương trình mô tả (2 40) theo biến đổi hàm rời rạc z, ta có mô hình
-
gián đoạn của ĐCKĐB trên hệ toạ độ từ thông (dq), hình 2-14.
Qua hai mô hình 2-13 và 2-14 ta thấy sự giống nhau về mặt hình thức giữa hai
mô hình trên hệ toạ độ và dq. Điều này cho phép xây dựng các khâu điều chỉnh

dòng (dù ở toạ độ nào) theo một phương pháp luận thống nhất.
Các thành phần của vectơ đầu vào (điện áp stator), vectơ trạng thái (gồm có
dòng stator và từ thông rotor) trên hệ toạ độ dq là các đại lượng một chiều và chỉ biến
thiên khi động cơ làm việc trong quá trình quá độ (chế độ động). Ngược lại, trên hệ 
các đại lượng đó là các đại lượng hình sin. Chính điều này dẫn đến sự khác nhau cơ
bản về chất lượng truyền động giữa hai phương án điều chỉnh.
Ta thấy
f
 có chứa s, còn
s
 thì không, đây chính là yếu tố gây nên tác động
qua lại giữa hai dòng isd và isq
IS
F
(K
Mô hình dòng
Z-1
I
Z-1
I
H1
F





11
F





22
F





21
F





12
F
US
F
( IS
F
(K+1




R
’F
(K+1
) 



R
’F
(K
Mô hình t thông
ừ
Hình 2-14: Mô hình gián o n c a B trên h t thông (dq)
đ ạ ủ ĐCKĐ ệ toạ độ ừ

Chương 3
CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU
KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
3.1 Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ:
Khi thành lập sơ đồ thay đồ thay thế trên, ta đã đưa ra một số giả thiết:
- Dây quấn 3 pha của động cơ là đối xứng
- Các thông số của mạch không đổi
- Tổng trở mạch từ hoá là không đổi, I không phụ thuộc vào phụ tải
mà chỉ phụ thuộc vào điện áp đặt vào stator của động cơ.
- Bỏ qua tổn hao ma sát, tổn hao trong lõi sắt
- Điện áp của lưới là hoàn toàn hình sin và đối xứng.
Từ hình 3-1 ta có:
Uf1: Trị số hiệu dụng của điện áp pha stator
I1, I
, I2: Các dòng điện stator, từ hoá, rotor đã qui đổi về stator
x1, x
, x’2 : Các điện kháng của mạch stator, mạch từ hoá, rotor đã qui đổi về stator
R1, R
, R’2: Các điện trở tác dụng của cuộn dây stator, mạch từ hoá, cuộn dây
rotor đã qui đổi về stator
s: độ trượt của động cơ
0
0




s
c
p
f1
0
2
  : Tốc độ góc từ trường quay, rad/s
s
R'
2
R1
x1 x’2
x
R
I1
I
I2
Uf1
Hình 3-1: S thay th 1 pha ng c không ng
ơ đồ ế độ ơ đồ
bộ

: Tốc độ góc của rotor, rad/s
f1: Tần số của điện áp đặt vào stator, hz
Trị hiệu dụng của dòng điện stator

















2
2
'
2
1
2
2
1
1
)
(
1
1
nm
f
x
s
R
R
x
R
U
I


-1)
(3
Trong đó: xnm = x1 + x2’: Điện kháng ngắn mạch
Trị hiệu dụng của dòng điện rotor đã qui đổi về stator















2
2
'
2
1
1
'
2
)
(
1
nm
f
x
s
R
R
U
I -2)
(3
Từ điều kiện cân bằng công suất của động cơ ta có phương trình momen của
động cơ có dạng









2
2
'
2
1
0
'
2
2
1
)
(
3
nm
ï
x
s
R
R
s
R
U
M

-3)
(3
Độ trượt tới hạn:
2
2
1
'
2
nm
th
x
R
R
s


 -4)
(3
Thay (3-4) vào (3-3) ta có momen tới hạn
)
(
2
3
2
2
1
1
0
2
1
nm
f
th
x
R
R
U
M




-5)
(3
Dấu “+” ứng với trạng thái động cơ và dấu “-” ứng với trạng thái máy phát.
3.2 Các phương pháp điều khiển động cơ không đồng bộ:
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật điện tử tin học, công nghệ chế
tạo bán dẫn công suất, ĐCKĐB đã khai thác được nhiều ưu điểm của mình, cạnh tranh
Hình 3-2: Đặc tính c c a
ơ ủ
độ ơ đồ ộ
ng c không ng b
-s
M
-Mth
Mth
+sth
-sth 0
0 +s

có hiệu quả với hệ truyền động động cơ một chiều. Người ta có thể điều chỉnh tốc độ
-
của ĐCKĐB trong một dải rộng không mấy khó khăn.
Để điều chỉnh động cơ không đồng bộ, người ta có thể dùng một trong các
phương pháp sau:
- Điều chỉnh điện áp ĐCKĐB bằng bộ biến đổi bán dẫn ;
- Điều chỉnh điện trở rotor bằng bộ biến đổi xung bán dẫn;
- Điều chỉnh công suất trượt bằng hệ nối tầng điện dưới đồng bộ;
- Điều chỉnh tần số ĐCKĐB bằng các bộ biến tần.
Trong các phương pháp trên, phương pháp điều chỉnh tần số được coi là nổi trội,
bỡi vì thông qua các bộ biến tần, động cơ điện xoay chiều có thể điều chỉnh với dải
điều chỉnh rộng và có tính chất động học cao.
Yêu cầu chính đối với đặc tính của truyền động tần số là đảm bảo độ cứng đặc
tính cơ và khả năng quá tải trong toàn bộ dải điều chỉnh tần số và phụ tải. Ngoài ra còn
có thể có vài yêu cầu về điều chỉnh tối ưu trong chế độ tĩnh (như đảm bảo momen lớn
nhất ứng với dòng điện đã cho. . . .)
*Nguyên tắc điều chỉnh tốc độ bằng tần số:
Như ta đã biết, tần số của lưới điện quyết định giá trị tốc độ góc của từ trường
quay trong máy điện, do đó bằng cách thay đổi tần số dòng stator (f1) ta có thể điều
chỉnh được tốc độ của động cơ.
Ta có tốc độ góc của từ trường quay :
c
p
f1
0
2
  ;
Tốc độ của động cơ : = 
0(1-s); s là hệ số trượt
Khi bỏ qua sụt áp trên dây quấn stator, ta có
U1 E
 1 = k1 f
1
Như vậy khi điều chỉnh tần số và giữ nguyên U1 không đổi thì từ thông động cơ sẽ
biến đổi, khi f1 giảm ,  lớn lên, làm cho mạch từ của động cơ bão hoà và dòng điện từ hoá
tăng lên, do đó các chỉ tiêu năng lượng xấu đi. Khi f1 tăng,  giảm, nếu M = k
2I
2cos2
không đổi thì I2 phải tăng lên, trong trường hợp này dây quấn động cơ phải chịu quá tải,

còn lõi thép thì non tải. Vì vậy khi điều chỉnh f1 thì phải kết hợp điều chỉnh U1 theo một
luật nhất định phụ thuộc tính chất của tải.
3.2.1 Luật điều chỉnh tần số:
Thuật toán điều chỉnh cả tần số lẫn điện áp phải thực hiện sao cho hệ số quá tải
const
M
M
c
th


 thì động cơ làm việc ở chế độ tốt nhất.
Từ (3 5), ta coi điện trở dây quấn stator rất nhỏ (R
- 1 0) và

c
p
f1
0
2
  ;xnm = x1 +
x2’ thì biểu thức tính momen tới hạn có thể tính như sau:
)
(
.
4
.
.
3
'
2
1
1
2
1
x
x
f
p
U
M
c
f
th



-6)
(3
Do x1 và x2’ đều phụ thuộc vào tần số nên
2
1
2
1
..
f
U
A
M
f
th 
Với A là hệ số phụ thuộc vào pc, x1, x2’
Vậy
2 2
1 1
2 2
1 1
f f dm
M
c dm c
U U
A A
f M f M
   -7)
(3
Mặt khác, ta có momen cản của cơ cấu sản xuất như sau:
k
dm
cdm
k
dm
cdm
c
f
f
M
M
M 

















1
1
0
0


-8)
(3
Thay (3-80 vào (3-7) ta được quan hệ sau:
k
dm
dm
f
f
f
f
U
U

















1
1
2
1
1
Hay const
f
U
f
U
k
dm
dm
f
k
f




2
1
1
1
2
1
1
1
-9)
(3
Từ (3 9) ta rút ra được qui luật điều chỉnh tần số điện áp như bảng 3
- -1
Đặc tính cơ hệ truyền động khi thay đổi tần số, điện áp và giữ const
M
M
c
th


 với
các tải khác nhau, hình 3-3.

Bảng 3-1
Số mũ đặc
trưng cho tải
Qui luật điều chỉnh
tần số điện áp
Mc Loại tải
0 const
f
U
 Mc = const
Cơ cấu máy nâng(cần trục,
thang máy, cơ cấu ăn dao )
1 const
f
U

3 Mc  
Máy phát một chiều, tải R,
ma sát nhớt
2 const
f
U

2 Mc  
2 Máy thuỷ khí, quạt, bơm,
chân vịt tàu thuỷ.
-1 const
f
U
 Mc 

1 Truyền động chính xác,
máy quấn dây
Nhận xét: Nếu dải điều chỉnh lớn mà sử dụng qui luật này sẽ phạm phải sai số
đặt biệt ở tần số thấp. Điều này cũng hoàn toàn dễ hiểu, vì ở vùng tần số làm việc thấp
thì sụt áp trên điện trở stator có thể so sánh được sụt áp trên điện kháng tản mạch
stator, đồng thời từ thông cũng giảm đi và do đó momen tới hạn cũng giảm. Để khắc
phục nhược điểm này và bù từ thông ở vùng tần số thấp người ta thiết lập một chiến
lược điều chỉnh mới để giữ cho từ thông rotor không đổi được gọi là “luật điều chỉnh từ
thông không đổi”.
3.2.2 Luật điều chỉnh từ thông:
Muốn giữ cho từ thông rotor không đổi trên toàn dải điều chỉnh đặc biệt ngay cả ở
vùng làm việc thấp, ta phải điều chỉnh dòng điện stator theo tần số trượt theo qui luật sau:
2
)
(
1 r
r
m
r
s T
L
I 
 

 -10)
(3
M
k = 2
 f1>f2>f3
M
k = -1
 Mc f1>f2>f3
Hình 3-3:Đặc tính c h n ng khi thay n s
ơ ệ truyề độ đổi tầ ố
M
k = 0
0
 Mc
Mđm
f1>f2>f3
f1
f2
f3
f1
f2
f3
0 0
f1
f2
f3



 
 0
r : Tốc độ trượt
Ta có sơ đồ nguyên lý điều chỉnh của hệ thống kín, hình 3-4.
Việc điều chỉnh thô điện áp theo tần số (3-9) và
điều chỉnh modul dòng điện theo luật (3 10). Nói tóm lại
-
đối với hệ điều chỉnh từ thông một cách gián tiếp, thông
qua điều chỉnh điện áp động cơ như sơ đồ trên cho ta thấy
chất lượng điêu chỉnh kém, độ chính xác thấp. Ngày nay
nhờ sự phát triển vượt bậc của tin học, với sự ra đời của kỹ thuật vi xử lý, vi điều khiển
tốc độ tính toán cực nhanh người ta đưa ra một phương pháp điều khiển hiện đại hơn
cho động cơ không đồng bộ để điều chỉnh tần số là phương pháp điều khiển vectơ.
3.2.3 Phương pháp điều khiển vectơ:
Trong phương pháp này người ta mô tả các đại lượng vật lý điện áp
stator, dòng điện stator, từ thông rotor…bằng những véc tơ không gian ; ; ...
s s r
u i  , tiến
hành khảo sát chúng trên toạ độ hai pha (u,jv) quay với tốc độ k. Thực hiện và khảo
sát trên hệ toạ độ hai pha này và sau cùng kết quả của quá trình điều khiển (điều chỉnh)
được biến đổi ngược lại thành tín hiệu chuẩn đưa vào điều khiển bộ nghịch lưu của
biến tần. Thực tế cho thấy điều chỉnh tần số ĐCKĐB bằng phương pháp điều khiển
Đ Đ
CK B
RI =
~
=
~
R
đ

0
r
+
+
-
Hình 3-4:S nguyên lý i u ch nh t n s
ơ đồ đ ề ỉ ầ ố
0
Is/Is m
đ
1
rth
r

vectơ phép điều chỉnh trong phạm vi rộng, điều chỉnh trơn tốc độ một cách tuỳ ý, có
khả năng cạnh tranh có hiệu quả với truyền động một chiều.
3.2.3.1Phương pháp tựa theo từ thông rotor RFO (Rotor Flux Orientation)
Từ hình (2-6) ta có:
rd = rrmax ; rq = 0
Vectơ dòng stator RFO với góc lệch viết trong hệ toạ độ
 .
Ta có t
j
r
r
s
e 

 max
 -11a)
(3

 
 t
j
s
s
s
e
I
i -11b)
(3
Từ phương trình 3, 4, 5 trong hệ 2 32 của mô hình trạng thái động cơ trên toạ độ
-
từ thông rotor.
















sq
r
r
m
c
s
r
m
r
r
sq
m
r
r
sd
i
L
L
p
M
L
R
L
i
L
p
T
i
max
max
max
2
3
)
(
)
1
(





-12)
(3
Mặt khác từ biểu thức : s
m
r
r
r i
L
i
L 


Hay )
(
1
m
s
r
r
r L
i
L
i 
 














sq
r
m
sq
m
rq
r
rq
sd
m
rd
r
rd
i
L
L
i
L
L
i
i
L
L
i
)
(
1
0
)
(
1


-13)
(3
Điều này chứng tỏ vectơ dòng điện rotor vuông góc với vectơ từ thông rotor.
Vậy khi vectơ từ thông rotor trùng với trục d của hệ toạ độ dq và có modul không đổi
thì (3-12), (3-13) ta rút ra một số đặc điểm cơ bản sau.
- Thành phần isd có giá trị không đổi và đóng vai trò dòng từ hoá
- Thành phần isq tạo ra momen quay cho ĐCKĐB

- Các thành phần isq, irq và momen tỷ lệ với nhau và tỷ lệ với tần số
trượt r = s - 
- Vectơ dòng điện rotor luôn vuông góc với vectơ từ thông rotor.
Như vây, nếu điều khiển ĐCKĐB bằng phương pháp RFO thì trong mạch điều
khiển không sử dụng biến thực của động cơ mà sử dụng các biến đã qui đổi về hệ toạ
độ từ thông rotor, lúc đó có thể điều khiển độc lập giữa từ thông và momen quay. Hơn
thế nữa ở đây ta chỉ làm việc với những đại lượng một chiều chứ không phải là những
đại lượng biến thiên hình sin cụ thể là:
- Để điều chỉnh từ thông rotor ta điều chỉnh dòng một chiều isd
- Để điều chỉnh momen quay ta điều chỉnh dòng một chiều isq
Điều này cho phép xây dựng một hệ thống điều khiển ĐCKĐB tương tự như hệ
thống điều khiển động cơ một chiều (isd tương đương với dòng điện kích từ, isq tương
đương dòng điện phần ứng tạo momen quay của động cơ điện một chiều)
Cơ sở để xây dựng hệ điều khiển này là cần phải xác định được giá trị tức thời
và vị trí không gian của vectơ từ thông để làm tín hiệu phản hồi. Trước hết ta xét một
hệ thống điều khiển ĐCKĐB bằng phương pháp tần số theo nguyên lý RFO cổ điển mà
tín hiệu từ thông được xác định bằng cảm biến Holl như sau, hình 3-5.
r
Đ Đ
CK B
BĐF2
=
~

BĐF1
B T
Đ
BLVT
T3
T2
+ -
rmax
*
* isq
*
isd
*
u1a
u1b
u1c
T1
isd
isq
a
b
rmax
isa
isb
is
is
cos
s
r
sins
Hình3-5:Nguyên lý RFO c i n
ổ đ ể

Hệ điều khiển được xây dựng từ ba bộ điều khiển lớn.
- Bộ tính toán các giá trị tức thời của các biến, T1
- Bộ điều chỉnh các biến, T2
- Bộ tính toán các giá trị cho trước của tín hiệu điều khiển, T3
Xem xét và khảo sát mục đích, các phần tử cơ bản và đặc điểm của bộ T1. Để
tính toán được biên độ và pha các biến của động cơ ba pha ta chỉ cần đo các giá trị tức
thời của biến đó trong hai pha của động cơ. Bộ T1 biến đổi những giá trị tức thời của từ
thông khe hở không khí a
, b (đo được cảm biến Holl) và giá trị thực của dòng ba
pha isa, isb (đo bằng cảm biến dòng điện) về những trị số từ thông móc vòng rotor rmax,
dòng từ hoá isd và dòng tác dụng isq . bộ T1 được tạo thành từ 4 bộ thành phần.
- Bộ biến đổi pha BĐF1 và BĐF2
- Bộ lọc vectơ BLVT
- Bộ biến đổi toạ độ BĐT
Các hàm coss và sins nhận được từ đầu ra của bộ lọc vectơ BLVT được sử
dụng cho bbộ BĐT để biến đổi toạ độ dòng điện is
, is sang isd và isq. Các giá trị isd và
isq ng
và cả giá trị tức thời của từ thông móc vò rmax, tốc độ được đưa vào bộ điều

chỉnh các biến T2 và được sử dụng để điều chỉnh sai lệch so với giá trị thực cho trước.
Các tín hiệu đặt rmax,  cùng với giá trị tức thời của các biến được đưa vào bộ
điều chỉnh T2 để tính toán những trị số đặt của các isd*, isq* và nhờ đó bộ tính toán các
tín hiệu T3 tạo được những tín hiệu điều khiển hình sin u1a, u1b, u1c để điều khiển bộ
biến đổi tần số.
Ngày nay nhờ thành tựu điện tử tin học người ta không còn xác định từ thông
rotor thông qua việc đo từ thông khe hở không khí bằng cảm biến Holl nữa mà người ta

dùng “ mô hình từ thông MHTT” có thể thực hiện ước lượng một cách chính xác giá
-
trị tức thời và góc pha của từ thông rotor trên cơ sở các đại lượng đo được như isq, isd,
. Trên cơ sở đó người ta xây dựng một cấu trúc hiện đại hơn về hệ thống diều khiển
ĐCKĐB theo nguyên lý RFO mà ở đó không cần phải đo từ thông bằng senxơ.
Cấu trúc hiện đại của một hệ truyền động dùng động cơ không đồng bộ nuôi bỡi
biến tần nguồn áp và điều chỉnh theo RFO. Từ mô hình trạng thái (2 34) và các ma trận
-
trạng thái của nó và rút ra nhận xét sau đây:
Hai đại lượng isd và isq là hai đại lượng không độc lập, mà phụ thuộc lẫn nhau
thông qua thành phần phi tuyến khâu điều chỉnh dòng phải được thiết kế dưới giác

độ coi ĐCKĐB là đối tượng điều chỉnh đa thông số và khâu điều chỉnh dòng lúc đó sẽ
là khâu điều chỉnh đa thông số, hình 3-6.
DTT: Khâu dẫn từ thông.
DCTT: Khâu điều chỉnh từ thông.
MHTT: Mô hình từ thông.
ĐCTĐQ: Khâu điều chỉnh tốc độ quay.
ĐCC: Khâu điều chỉnh dòng.
ĐCVTKG: Khâu điều chỉnh vectơ không gian.
Đ Đ
CK B

isq
*
isd
*
+
a
isd
s
rd’
isa
isb
ej s

3
2
ej s


MHTT
CTĐu
CTĐi
ĐCD
ĐCTT
=
~
b c
-
ĐCVTKG
ĐTT

*
rd*
is
usd
usq
is
us
us
isq
Hình 3-6: C u trúc hi n a m truy n ng dùng
ấ ệ đại củ ột hệ ề độ
Đ Đ ỡ ế ầ ồ đ ề ỉ
CK B nuôi b i bi n t n ngu n áp và i u ch nh theo RFO

3.2.3.2Phương pháp điều khển trực tiếp momen DTC(Direct Torque Control)
Điều chỉnh trực tiếp momen ĐCKĐB là phương pháp được xem là mới trong đó
việc phối hợp điều khiển bộ biến tần và ĐCKĐB là rất chặt chẽ. Logic chuyển mạch
của biến tần dựa trên trạng thái điện từ của động cơ mà không cần đến điều chế độ rộng
xung của biến tần. Do sử dụng công nghệ bán dẫn tiên tiến và các phần tử tính toán có
tốc độ cao mà phương pháp DTC cho các đáp ứng đầu ra thay đổi rất nhanh.
Phần cốt lõi của phương pháp được mô tả trên hình 3 7, gồm các khối sau: bộ
-
điều chỉnh có trễ với logic chuyển mạch tối ưu, mô hình động cơ cho phép tính toán
nhanh và chính xác các giá trị thực của momen động cơ tốc độ quay của rotor và từ
thông stator với tín hiệu vào là dòng điện các pha động cơ và giá trị tức thời của điện
áp mạch một chiều. Các giá trị thực này được so sánh với các giá trị đặt để tạo ra tác
động điều khiển bỡi các bộ điều chỉnh momen và các mạch vòng bên ngoài.
Logic chuyển mạch tối ưu cho nghịch lưu sẽ được xác định trong từng chu kỳ
điều khiển (25 s) và được thực hiện bỡi các mạch điện tử chuyên dụng (ASIC). Thông

Đ ề ể
i u khi n
, M có trễ =
~
Logic
chuy n m
ể ạch
t u
ối ư
ASIC
Mô hình ng c
độ ơ
-Tính các i
đạ
lượng
- n d
Nhậ ạng
thông số
Ui
IS
S1, S2, S2
 M
BT
Đ Đ
CK B
Mđ
M
đ

e
Bit M
Bit 
Bit k
đ
Hình 3-7: i u khi n tr p
Đ ề ể ực tiế

tin về trạng thái của các khoá bán dẫn lực (S1,S2, S3) được dùng để tính vectơ điện áp
stator.
Điều khiển trực tiếp momen dựa trên lý thuyết điều khiển trường định hướng
máy điện không đồng bộ, trong đó các đại lượng điện từ được mô tả bỡi các vectơ:
vectơ từ thông, vectơ dòng điện, vectơ điện áp được biểu diễn trong hệ toạ độ stator,
hình 3-8.
Hình sao điện áp có sáu vectơ thành phần và có hai vectơ điện áp zero tương
ứng với nghịch lưu nguồn áp hai mức.
Momen điện từ [3] là tích vectơ giữa vectơ từ thông stator và vectơ từ thông
rotor hoặc giữa vectơ dòng điện stator và vectơ từ thông


 sin
2
3
r
s
r
s
m
c
L
L
L
p
M  -14)
(3
Biên độ vectơ từ thông stator thường được giữ không đổi và do đó momen được
điều chỉnh bỡi góc giữa các vectơ từ thông. Các động cơ bình thường có hằng số thời

gian điện từ của mạch rotor rất nhỏ, như vậy có thể coi từ thông rotor là ổn định và
biến đổi chậm hơn từ thông stator. Vì thế có thể đạt được momen yêu cầu bằng cách
quay vectơ từ thông stator theo hướng nào đó càng nhanh càng có hiệu quả.
3.2.3.3So sánh hai phương phương pháp điều khiển RFO và DTC
Hình 3-8: i u ch nh vect t thông stator tr p theo sai l ch momen
Đ ề ỉ ơ ừ ực tiế ệ

r


Chiều quay
s

s
i

u2
u1
u3
u4
u5 u6
u0
u7

Khác với phương pháp tựa theo từ thông rotor RFO hoạt động dựa trên vòng
điều chỉnh dòng stator (mục 3.2.3.1), áp đặt hai thành phần dòng tạo từ thông isd và
dòng tạo momen quay isq . Xung kích thích van được tạo từ các giá trị điện áp do khâu
điều chỉnh dòng đưa tới khâu điều chế vectơ. Tư tưởng chính của phương pháp DTC
(mục 3.2.3.2) là tạo xung kích thích van trực tiếp trên cơ sở sai lệch từ thông stator và
sai lệch momen quay hay nói cách khác trong phương pháp RFO, điện áp us chỉ tác
động trực tiếp tới dòng is để rồi dòng tác động đến từ thông rotor r với quán tính thể hiện
bỡi hằng số thời gian rotor Tr, trong phương pháp DTC vectơ s đáp lại trực tiếp mỗi thay
đổi điện áp us.
Bảng so sánh chung
Phương pháp điều khiển
RFO
Phương pháp điều khiển DTC
Hệ toạ độ Hệ toạ độ dq Hệ toạ độ 
Thông số được
điều chỉnh
Momen
Từ thông rotor
Dòng điện stator
Momen
Từ thông stator
Vectơ điện áp stator
Thông số cần đo
Tốc độ quay rotor
Điện áp stator
Thông số được
tính toán
Tần số trượt
Vị trí từ thông rotor
Momen
Từ thông stator
Momen
Momen được điều chỉnh gián
tiếp thông qua dòng điện
stator
Momen được điều chỉnh trực
tiếp bằng các khâu điều chỉnh
phi tuyến 2, 3 trạng thái
Từ thông
Được điều chỉnh gián tiếp
thông qua dòng điện stator
Được điều chỉnh trực tiếp bằng
các khâu điều chỉnh phi tuyến
2, 3 trạng thái
Thông số thay đổi
Bộ điều chỉnh thay đổi theo
hằng số thời gian rotor
Bộ điều chỉnh thay đổi theo giá
trị momen
Thực hiện
Phức tạp
Yêu cầu khối lượng tính toán
Độ phức tạp trung bình
Yêu cầu tính toán không nhiều

lớn.

Chương 4
ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP MOMEN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
So với các loại động cơ khác, thì cấu tạo ĐCKĐB rotor lồng sóc tương đối đơn
giản. Tuy nhiên việc điều khiển tốc độ lại phức tạp hơn.
Trên thực tế, điều khiển ĐCKĐB chủ yếu dựa vào khả năng biến đổi tần số và
thay đổi điện áp khi sử dụng thiết bị biến tần, mặt dù có nhiều dạng điêu khiển
ĐCKĐB như biến đổi điện áp xoay chiều ba pha nhưng thông dụng nhất là cấu trúc bộ
biến đổi AC AC như hình 4
- -
DC -1
Nguyên tắc cơ bản của cấu trúc bộ biến đổi này là điện áp xoay chiều được
chỉnh lưu thành điện áp một chiều, điện áp một chiều qua bộ nghịch lưu thành điện áp
xoay chiều có tần số, điện áp có thể thay đổi cấp cho động cơ. Với đặc điểm của bộ
biến đổi AC AC như hình vẽ. Việc điều khiển ĐCKĐB 3 pha trở nên linh hoạt
- DC -
và dễ dàng thích nghi với các loại nguồn cấp khác nhau. Chẳng hạng như nguồn một
pha, nguồn ba pha hoặc nguồn một chiều từ ắc quy, ví dụ tại những nơi chỉ có nguồn
cấp một pha, ta có thể dùng ĐCKĐB 3 pha, bằng cách chỉnh lưu điện áp một pha và
thông qua bộ biến đổi nghịch lưu tạo ra được điện áp ba pha mong muốn.
4.1 Điều chế vectơ điện áp không gian:
Rs,L
iA
iC
iB
Đ Đ
CK B
Ngh ch l u
ị ư
DC  AC
Chỉ ư
nh l u
AC  DC
Bus
DC
+
-
UDC
Đầu và o
Đầu ra
AC
Ngu n cung c p DC
ồ ấ
( c quy.. .)
ắ
Đ ề ể đ ắ
i u khi n óng, ng t
cb
ca ca’ cb’ cc’
cc
uA
uB
uC
un
3~
Hình 4-1: S tiêu bi u c a m bi n t n ngu n áp
ơ đồ ể ủ ột hệ ế ầ ồ

Mỗi pha của động cơ có thể nhận một trong hai trạng thái:
1 nối với cực “ +” của UDC
-
0 nối với cực “ ” của UDC
Do có 3 cặp van bán dẫn nên sẽ tồn tạo 23
= 8 khả năng nối các pha của động cơ
với UDC -1
như trong bảng 4
Bảng 4-1: Các khả năng nối pha của đông cơ với U DC
STT 0 1 2 3 4 5 6 7
Pha A 0 1 1 0 0 0 1 1
Pha B 0 0 1 1 1 0 0 1
Pha C 0 0 0 0 1 1 1 1
Điện áp pha của động cơ: usA,usB, usC được tính toán theo bus DC (UDC) và ba
khoá chuyển mạch Ca, Cb, Cc
usA = uA - un = RsiA +
dt
di
L A
+ EA -1)
(4
usB = uB - un = RsiA +
dt
di
L B
+ EB -2)
(4
usC = uC - un = RsiC +
dt
di
L C
+ EC -3)
(4
Rs, L là điện trở, điện cảm của cuộn dây
EA, EB, EC là sức điện động của cuộn dây
Cộng ba phương trình (4 3) vế theo vế
-1), (4-2), (4-
uA + uB + uC -3un = (iA + iB + iC)Rs +
dt
i
i
i
d
L C
B
A )
( 

+EA + EB + EC -4)
(4
Xem hệ thống là đối xứng iA + iB + iC = 0
EA + EB + EC = 0
Ta có usA + usB + usC = 0 -5)
(4

un =
3
1
(uA + uB + uC) -
(4
6)
Như vậy
usA = uA -
3
1
(uA + uB + uC) = C
B
A u
u
u
3
1
3
1
3
2

 -7)
(4
usB = uB -
3
1
(uA + uB + uC) = C
B
A u
u
u
3
1
3
2
3
1


 -8)
(4
usC = uC -
3
1
(uA + uB + uC) = C
B
A u
u
u
3
2
3
1
3
1


 -9)
(4
Điện áp ba pha uA, uB, uC có quan hệ với UDC và Ca, Cb, Cc
uA = Ca UDC -10)
(4
uB = Cb UDC -11)
(4
uC = Cc UDC -12)
(4
Trong đó Ca, Cb, Cc = 0 hoặc 1
và Ca’ = 1 - Ca ; Cb’ = 1 -Cb ; Cc’ = 1 - Cc -13)
(4
Từ các quan hệ trên ta có
usA = )
3
1
3
1
3
2
( c
b
a
DC C
C
C
U 
 -14)
(4
usB = )
3
1
3
2
3
1
( c
b
a
DC C
C
C
U 

 -15)
(4
usC = )
3
2
3
1
3
1
( c
b
a
DC C
C
C
U 

 -16)
(4
Giả sử xét khả năng thứ tư trong bảng 4-1
Ca = 0; Cb = 1; Cc = 1
Ta có usA = DC
U
3
2

usB = usC = DC
U
3
1

Ta nhận thấy tổ hợp thứ 4 tương đương với trường hợp ta đặt lên ba cuộn pha
vectơ điện áp s
u với modul 2.UDC/3 như hình 4 2. Để tìm điện áp thực sự rơi trên từng
-
pha, ta chỉ việc tìm hình chiếu của vectơ s
u lên trục của cuộn dây. Tương tự như đối
với khả năng 4 ta có thể tập hợp các gía trị điện áp theo các giá trị biến logic và xây
dựng được vectơ điện áp tương ứng cho tấc cả các vectơ còn lại, bảng 4-2.
Bảng 4-2: Giá trị điện áp trong nguồn U DC theo các giá trị biến logic
Biến logic Điện áp dây Điện áp pha Vectơ
Ca Cb Cc uAB uBC uCA usA usB usC
0 0 0 0 0 0 0 0 0 u0
1 0 0 UDC 0 -UDC 2UDC/3 -UDC/3 -UDC/3 u1
1 1 0 0 UDC -UDC UDC/3 UDC/3 -2UDC/3 u2
0 1 0 -UDC UDC 0 -UDC/3 2UDC/3 -UDC/3 u3
0 1 1 UDC 0 -UDC -2UDC/3 UDC/3 UDC/3 u4
0 0 1 0 -UDC UDC -UDC/3 -UDC/3 2UDC/3 u5
1 0 1 UDC -UDC 0 UDC/3 -2UDC/3 UDC/3 u6
1 1 1 0 0 0 0 0 0 u7
Các vectơ chuẩn được đánh số u0, u1,. . . ., u7. Trong đó hai vectơ u0 (cả ba cuộn
dây nối với cực âm “ ”) và u
- 7 (cả ba cuộn dây nối với cực dương “ +”) là các vectơ có
+
-
usA
usC
usB
Cuộn dây
pha A
Cuộn dây
pha B
Cuộn dây
pha C
us
us = 2.UDC/3
Hình 4-2: S n i 3 cu n dây pha v vect không gian ng v i kh n ng th
ơ đồ ố ộ à ơ ứ ớ ả ă ứ

Một số vấn đề về phương pháp điều khiển trực tiếp momen động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc.pdf

Một số vấn đề về phương pháp điều khiển trực tiếp momen động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Một số vấn đề về phương pháp điều khiển trực tiếp momen động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc.pdf

Similar to Một số vấn đề về phương pháp điều khiển trực tiếp momen động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc.pdf (20)

More from Man_Ebook

More from Man_Ebook (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Một số vấn đề về phương pháp điều khiển trực tiếp momen động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc.pdf