Thư viện tri thức trực tuyến
Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật
© 2023 Siêu thị PDF - Kho tài liệu học thuật hàng đầu Việt Nam
Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu hệ điều khiển ổ từ chủ động tích hợp trong hệ truyền động động cơ bánh
Nội dung xem thử
Mô tả chi tiết
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
NGUYỄN DANH HUY
NGHIÊN CỨU HỆ ĐIỀU KHIỂN Ổ TỪ CHỦ ĐỘNG TÍCH
HỢP TRONG HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐỘNG CƠ- BÁNH ĐÀ
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA
Ngành: Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa
Mã số: 9520216
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. BÙI QUỐC KHÁNH
Hà Nội – 2019
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả
trong luận án hoàn toàn trung thực và chưa từng được tác giả khác công bố.
Người hướng dẫn khoa học
PGS.TS Bùi Quốc Khánh
Hà Nội, ngày 24 tháng 05 năm 2019
Tác giả luận án
Nguyễn Danh Huy
ii
LỜI CẢM ƠN
Vượt qua một thử thách dài và khó khăn để có được kết quả này, tôi đã nhận
được sự giúp đỡ, động viên của nhiều người. Tôi rất biết ơn thầy hướng dẫn PGS Bùi
Quốc Khánh đã tận tình hướng dẫn chuyên môn và động viên tôi hoàn thành quyển
luận án. Xin trân trọng cảm ơn các thầy, các cô, các bạn đồng nghiệp tại Bộ môn Tự
động hóa Công nghiệp và nhiều bạn bè trong trường đã hỗ trợ, ủng hộ về mọi mặt
trong quá trình nghiên cứu của tôi. Cảm ơn gia đình đã chia sẻ và tạo mọi điều kiện
để tôi yên tâm hoàn thành công việc nghiên cứu cũng như tất cả công việc cơ quan,
xã hội.
Hà Nội, ngày 24 tháng 05 năm 2019
Nguyễn Danh Huy
iii
MỤC LỤC
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT...............................................................................................vi
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU............................................................................................vii
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... xv
1. CHƯƠNG 1................................................................................................................1
KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐỘNG CƠ - BÁNH ĐÀ TÍCH HỢP Ổ TỪ
CHỦ ĐỘNG ......................................................................................................................1
1.1. Lịch sử phát triển hệ tích lũy năng lượng dùng bánh đà .......................................1
1.2. Tổng quan về hệ truyền động động cơ - bánh đà có tích hợp ổ đỡ từ. ...................4
1.3. Phân tích nguyên lý chung hệ TĐ ĐC-BĐ có tích hợp ổ đỡ từ..............................9
1.3.1. Nguyên lý làm việc của bánh đà.....................................................................10
1.3.2. Nguyên lý làm việc của hệ truyền động động cơ – bánh đà.............................11
1.3.3. Nguyên lý làm việc của ổ đỡ từ ......................................................................11
1.4. Tổng quan các phương pháp điều khiển ổ từ chủ động trong hệ truyền động động
cơ-bánh đà. ..................................................................................................................16
1.5. Định hướng nghiên cứu......................................................................................19
1.5.1. Chọn cấu hình ổ từ chủ động .........................................................................19
1.5.2. Xây dựng mô hình điều khiển ổ từ..................................................................22
1.5.3. Thiết kế điều khiển .........................................................................................22
1.5.4. Xây dựng mô hình thử nghiệm........................................................................22
1.6. Kết luận .............................................................................................................22
2. CHƯƠNG 2..............................................................................................................23
XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐỘNG CƠ - BÁNH
ĐÀ TÍCH HỢP Ổ TỪ CHỦ ĐỘNG..................................................................................23
2.1. Động học quá trình điện cơ của ổ từ. .................................................................23
2.1.1. Động học quá trình điện cơ của ổ từ kép........................................................23
2.1.2. Phương trình trạng thái cho một ổ từ chủ động..............................................25
2.2. Động lực học của hệ ổ từ chủ động trong truyền động động cơ-bánh đà. ...........26
2.2.1. Phân tích lực cho hệ ổ từ. ..............................................................................26
2.2.2. Động lực học của hệ ổ từ chủ động trong hệ tọa độ u, v, w . ..........................30
2.2.3. Chuyển vị điều khiển......................................................................................41
2.2.4. Động lực học của bánh đà nâng bằng ổ từ trong hệ z, θx, θy ..........................44
2.3. Cấu trúc chung hệ điều khiển ổ từ tích hợp trong hệ TĐ ĐC-BĐ........................45
2.4. Phân tích mô hình điều khiển.............................................................................47
2.4.1. Đặc điểm về điều khiển:.................................................................................47
iv
2.4.2. Đặc điểm về hoạt động:.................................................................................48
2.5. Kết luận. ............................................................................................................49
3. CHƯƠNG 3..............................................................................................................50
THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN TUYẾN TÍNH CHO HỆ Ổ TỪ CHỦ ĐỘNG CỦA TRUYỀN
ĐỘNG ĐỘNG CƠ - BÁNH ĐÀ........................................................................................50
3.1. Phân tích tính phi tuyến của mô hình động lực học ổ từ .....................................50
3.2. Thiết kế tuyến tính hóa cho một ổ từ kép. ...........................................................51
3.3. Thiết kế điều khiển nâng theo mô hình tuyến tính của một cặp ổ từ. ...................56
3.3.1. Tổng hợp mạch vòng điều khiển vị trí. ...........................................................56
3.3.2. Mô phỏng điều khiển nâng theo mô hình tuyến tính của một cặp ổ từ.............57
3.4. Thiết kế điều khiển nâng bánh đà theo mô hình tuyến tính của ổ từ. ...................61
3.4.1. Mô phỏng hệ 3 ổ từ điều khiển tuyến tính.......................................................63
3.5. Nhận xét. ...........................................................................................................70
3.6. Kết luận. ............................................................................................................70
4. Chương 4..................................................................................................................72
THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN PHI TUYẾN CHO HỆ Ổ TỪ CỦA TRUYỀN ĐỘNG ĐỘNG CƠ
– BÁNH ĐÀ THEO NGUYÊN LÝ PHẲNG.......................................................................72
4.1. Nguyên lý phẳng và điều khiển phẳng ................................................................72
4.1.1. Định nghĩa hệ phẳng......................................................................................72
4.1.2. Thiết kế quỹ đạo đặt.......................................................................................75
4.2. Thiết kế điều khiển phẳng khi nâng cho hệ ổ từ của truyền động động cơ–bánh đà
theo hệ tọa độ u, v, w....................................................................................................79
4.2.1. Thiết kế điều khiển theo phương pháp tựa phẳng. ..........................................79
4.2.2. Thiết kế điều khiển quá trình nâng lên vị trí cân bằng....................................85
4.2.3. Thiết kế điều khiển duy trì ở vùng vị trí cân bằng...........................................92
4.2.4. Thiết kế bù nhiễu bằng bộ bù feedforward......................................................94
4.3. Thiết kế điều khiển phẳng cho hệ bánh đà-ổ từ trong hệ z, θx, θy ........................96
4.3.1. Điều khiển nâng bánh đà lên vị trí cân bằng. .................................................96
4.3.2. Duy trì bánh đà ở vị trí cân bằng. ..................................................................98
4.3.3. Mô phỏng điều khiển phi tuyến hệ bánh đà ổ từ. ............................................99
4.4. Kết luận, đánh giá............................................................................................100
5. CHƯƠNG 5............................................................................................................101
5.1. Mô tả cấu hình thí nghiệm................................................................................101
5.2. Trình tự thực hiện thí nghiệm:..........................................................................101
5.2.1. Thiết lập ghép nối DSP với các tín hiệu vào/ra điều khiển hệ ổ từ................101
v
5.2.2. Thiết lập ghép nối DSP với các tín hiệu vào/ra điều khiển động cơ truyền động
bánh đà...................................................................................................................104
5.3. Xây dựng giao diện thí nghiệm.........................................................................105
5.3.1. Giao diện thí nghiệm điều khiển theo hệ u, v, w............................................106
5.3.2. Giao diện thí nghiệm điều khiển theo hệ u, v, w............................................108
5.4. Thí nghiệm và lấy kết quả của giai đoạn nâng tĩnh...........................................110
5.4.1. Nâng tĩnh khi điều khiển theo u,v, w.............................................................110
5.4.2. Nâng tĩnh điều khiển theo z, θx, θy. ...............................................................111
5.5. Thí nghiệm khởi động và duy trì tốc độ bánh đà...............................................112
5.6. Thí nghiệm quá trình xả cho bánh đà. ..............................................................114
5.7. Thí nghiệm điều khiển phi tuyến.......................................................................116
5.7.1. Xây dựng giao diện vận hành, giám sát cho phương pháp phi tuyến.............116
5.8. Kết luận. ..........................................................................................................119
6. PHỤ LỤC...............................................................................................................129
6.1. Thông số thiết kế..............................................................................................129
6.2. Thiết kế bánh đà...............................................................................................129
6.3. Thiết kế ổ từ.....................................................................................................131
6.3.1. Tính toán lực nâng cho ổ từ .........................................................................132
6.3.2. Tính toán các thông số nam châm điện. .......................................................133
6.3.3. Chọn cảm biến đo vị trí và hệ đo vị trí. ........................................................135
6.3.4. Thiết kế cụm bệ đỡ bánh đà..........................................................................136
6.3.5. Thiết kế khung vỏ hệ bánh đà:......................................................................137
6.3.6. Cơ cấu lắp cảm biến. ...................................................................................139
6.3.7. Chế tạo, lắp ráp bánh đà, nam châm và cảm biến vị trí................................139
6.3.8. Lắp ráp cụm nắp dưới: ................................................................................139
6.3.9. Lắp ráp cụm nắp trên: .................................................................................140
6.3.10.Lắp ráp bánh đà ..........................................................................................141
6.3.11.Lắp ráp khung vỏ và cảm biến. ....................................................................141
6.4. Thiết kế chế tạo các bộ biến đổi công suất, đo lường và điều khiển cho các ổ từ.
142
6.4.1. Thiết kế mạch khuyếch đại công suất ...........................................................142
6.4.2. Thiết kế mạch điều khiển dòng điện..............................................................147
6.4.3. Hiệu chỉnh bộ điều chỉnh dòng điện .............................................................150
vi
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Viết tắt Ghi chú Tiếng Anh Ý nghĩa
FESS Flywheel Energy Store System Hệ thống tích trữ năng lượng
bánh đà
KERS Kinetic Energy Recovery Systems Hệ thống thu hồi năng lượng
bằng động năng
UPS Uninteruptible Power Supply Cấp nguồn không gián đoạn
PWM Pulse Width Modulation Điều chế độ rộng xung
MLS Magnetic Levitation System Hệ thống nâng từ
DSP Digital Signal Proccessing Xử lý tín hiệu số
ADC Analog to Digital Converter Chuyển đổi tương tự sang số
DAC Digital to Analog Converter Chuyển đổi số sang tương tự
SMC Sliding Mode Control Điều khiển chế độ trượt
PID Proportional Integral Derivative Bộ điều khiển tỷ lệ - tích phân
– đạo hàm
DOD Depth of Discharge Độ xả sâu
BBĐ Bộ biến đổi
vii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU
Ký hiệu Đơn vị Ý nghĩa
Fem N Lực điện từ
m kg Khối lượng bánh đà
g
2
m s/ Gia tốc trọng trường
e m Khe hở không khí
z m Độ lệch vị trí đọc trục
B W / 2
b m Mật độ từ thông
1 2 L L, H Điện cảm cuộn dây nam châm
1 2 R R, Điện trở cuộn dây nam châm
Độ từ thẩm của vật liệu sắt từ
0 Độ từ thẩm của môi trường chân không
r
Độ từ thẩm tương đối
n Số vòng dây
Wa Năng lượng tích trữ
Ka Hệ số tỷ lệ với dòng điện
Kn Hệ số tỷ lệ với độ dịch chuyển
KP Hệ số khuếch đại của bộ điều khiển
KD Hệ số đạo hàm của bộ điều khiển
KI Hệ số tích phân của bộ điều khiển
s Toán tử Laplace
A 2
m Tiết diện mạch từ
Hệ số cấu tạo nam châm ổ từ
, , F F F u v w N Lực điện từ của các ổ từ tại các góc u v w , ,
, ,
u v w
z z z m Độ lệch vị trí tại các góc bánh đà
Fze N Lực điện từ dọc trục
, M M xe ye Nm Mô men điện từ lật theo trục x, y
, x y rad Góc nghiêng theo trục x, y
viii
Fzd N Lực nhiễu dọc trục
, M M xd yd Nm Mô men nhiễu theo trục quay x, y
, , x y z J J J 2 N m s . . Mô men quán tính theo các trục x, y, z
r m Bán kính tác động của ổ từ lên bánh đà
D m Đường kính vành ngoài bánh đà
d m Đường kính vành trong bánh đà
H m Chiều dày bánh đà
1 1 1
2 2 2
, ,
, ,
u v w
u v w
i i i
i i i
A Dòng điện các cuộn dây nam châm
0
I A Dòng điện tiền từ hóa (dòng điện lệch)
Tbx s Chu kỳ điều chế độ rộng xung của bộ biến đổi
ix
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Bánh đà đã được thử nghiệm bởi USFS....................................................3
Hình 1.2. Hệ bánh đà do hãng Pillar (Đức) chế tạo.................................................3
Hình 1.3. Hệ thống FES dùng bánh đà của hãng Beacon Power..............................4
Hình 1.4. Một số kiểu FESS cỡ nhỏ dùng bánh đà. ..................................................4
Hình 1.5. Hệ thống động cơ - bánh đà với ổ từ 5 bậc tự do......................................5
Hình 1.6. Cấu tạo hệ thống bánh đà tích trữ năng lượng điển hình..........................9
Hình 1.7. Nguyên tắc cơ bản nam châm điện. ........................................................12
Hình 1.8. Mô hình hệ nâng vật bằng lò xo. ............................................................12
Hình 1.9. Cấu trúc cơ bản của ổ từ chủ động.........................................................13
Hình 1.10. Đặc tính quan hệ lực điện từ theo dòng điện. .......................................15
Hình 1.11. Hệ nâng từ bằng nam châm kép (ổ từ kép)............................................15
Hình 1.12. Cấu hình hệ truyền động động cơ - bánh đà tích hợp ổ từ làm mô hình thử
nghiệm...................................................................................................................20
Hình 1.13. Cấu hình hệ ổ từ của mô hình thử nghiệm. ...........................................21
Hình 2.1. Mô tả ổ từ kép với hai nam châm điện....................................................24
Hình 2.2. Cấu trúc một cơ cấu ổ từ. .......................................................................25
Hình 2.3. Phân tích lực bánh đà trong các hệ tọa độ. ............................................26
Hình 2.4. Tính quy đổi giữa hệ (u, v, w) và (z, , x y
) về vị trí và lực. ....................28
Hình 2.5. Mô tả các ổ từ tương đương trong hệ y
( , , ) x
z .....................................41
Hình 2.6. Tương quan giữa các dòng điện 2 2 2 , ,
z x y
i i i và 2 2 2w , ,
u v
i i i ..........................43
Hình 2.7. Sơ đồ nguyên lý điều khiển ổ từ chủ động trong mô hình truyền động động
cơ -bánh đà............................................................................................................46
Hình 2.8. Cấu trúc điều khiển ổ từ trong hệ ổ từ chủ động trong mô hình truyền động
động cơ -bánh đà...................................................................................................47
Hình 3.1. Quan hệ giữa lực F và dòng điện i của các nam châm điện....................51
Hình 3.2. Nguyên lý ổ từ với dòng điện tiền từ hóa ................................................51
x
Hình 3.3. Cấu trúc điều khiển ổ từ kép khi có dòng tiền từ hóa I0...........................52
Hình 3.4. Đặc tính F(iC) với các giá trị I0 khác nhau..............................................54
Hình 3.5. Cấu trúc ổ từ tại điểm làm việc tuyến tính ..............................................54
Hình 3.6. Đặc tính F(iC) với các giá trị I0 khác nhau khi y=0 (điểm cân bằng). .....55
Hình 3.7. Đặc tính F(y) với các giá trị I0 khác nhau khi iC=0.................................55
Hình 3.8. Đặc tính F(iC) với I0 = 1,8A khi z thay đổi..............................................56
Hình 3.9. Đặc tính F(iC) với I0 = 1,8A tại z=0 (điểm cân bằng).............................56
Hình 3.10. Cấu trúc mạch vòng vị trí lân cận điểm cân bằng.................................57
Hình 3.11. Kết quả mô phỏng điều khiển ổ từ theo mô hình tuyến tính hóa. ...........57
Hình 3.12. Cấu trúc điều khiển đầy đủ cho một ổ từ theo mô hình tuyến tính.........58
Hình 3.13. Mô phỏng ổ từ đơn nâng từ điểm (z 0,01 ) mm tới điểm cân bằng với
mạch vòng dòng điện lý tưởng và không có hạn chế tốc độ lượng đặt....................58
Hình 3.14. Mô phỏng ổ từ đơn nâng từ điểm (z 0,1 ) mm tới điểm cân bằng với mạch
vòng dòng điện lý tưởng và có hạn chế tốc độ lượng đặt........................................59
Hình 3.15. Vị trí (a), dòng điện (b), điện áp (c), của ổ từ với nguồn 250VDC ........60
Hình 3.16. Cấu trúc điều khiển tuyến tính hệ bánh đà ổ từ theo , ,
x y
z .................63
Hình 3.17. Vị trí , ,
x y
z (a); w
,z ,z u v
z (b); dòng điện , ,
x y z
i i i
(c) và w
, ,
u v
i i i (d) với
vị trí ban đầu nằm ngang, không có nhiễu. ............................................................64
Hình 3.18. Vị trí , ,
x y
z (a); w
,z ,z u v
z (b); dòng điện điều khiển , ,
x y z
i i i
(c) và
w
, ,
u v
i i i (d) với vị trí ban đầu nghiêng, không có nhiễu ngoài tác động...................65
Hình 3.19. Vị trí , ,
x y
z (a); w
,z ,z u v
z (b); dòng điện , ,
x y z
i i i
(c) và w
, ,
u v
i i i (d) với
vị trí ban đầu nghiêng, có nhiễu ngoài tác động lên bánh đà. ................................66
Hình 3.20. Lực nhiễu tác động lên bánh đà tại các góc (a) và dao động vị trí (b). .67
Hình 3.21. Động học bánh đà khi quay..................................................................68
Hình 3.22. Vị trí , ,
x y
z khi bánh đà không quay (a) và quay (b), có nhiễu. .........68
Hình 3.23. Tốc độ quay và lực nhiễu tác động vào bánh đà khi tăng tốc................69
xi
Hình 3.24. Vị trí , ,
x y
z khi nâng bánh đà từ vị trí ban đầu xa điểm cân bằng. ....69
Hình 4.1. Cấu trúc tựa phẳng với mô hình ngược làm bộ điều khiển feedforward..73
Hình 4.2. Cấu trúc điều khiển tựa phẳng với 2 bộ điều khiển feedforward và feedback.
..............................................................................................................................74
Hình 4.3. Cấu trúc điều khiển tựa phẳng với khâu tạo quỹ đạo đặt........................74
Hình 4.4. Bộ điều khiển truyền thẳng (tính toán dòng điện đặt). ............................83
Hình 4.5. Cấu trúc điều khiển tựa phẳng cho hệ đối xứng......................................86
Hình 4.6. Quỹ đạo đặt ,
j1 j 2
z z và ** **
, j1 j2 z z ................................................................87
Hình 4.7. Quỹ đạo đặt, quỹ đạo thực khi chưa có khâu bù sai lệch mô hình...........87
Hình 4.8. Khâu bù sai lệch mô hình. ......................................................................88
Hình 4.9. Cấu trúc điều khiển phẳng có bù sai lệch mô hình cho ổ từ góc u...........88
Hình 4.10. Vị trí (a), điện áp (b), dòng điện (c), của ổ từ điều khiển phẳng............89
Hình 4.11. Vị trí (a), điện áp (b), dòng điện (c), của ổ từ điều khiển phẳng............90
Hình 4.12. Vị trí (a), điện áp (b), dòng điện (c), của ổ từ điều khiển phẳng............91
Hình 4.13. Vị trí (a), dòng điện (b), của ổ từ..........................................................93
Hình 4.14. Vị trí các góc (a) khi có lực nhiễu cân bằng tác động (b)......................94
Hình 4.15.Cấu trúc hệ điều khiển tựa phẳng với khâu bù nhiễu feedforward.. .......94
Hình 4.16. Khâu bù nhiễu feedforward. .................................................................95
Hình 4.17. Vị trí (a) và lực nhiễu tác động (b) khi hệ có bù feedforward................95
Hình 4.18. Vị trí các góc u, v, w của bánh đà khi có nhiễu không đối xứng............96
Hình 4.19. Khâu bù sai lệch mô hình và tính toán dòng điện cho trục z. ................97
Hình 4.20. Khâu bù và tính toán dòng điện đặt cho chuyển động
x
......................98
Hình 4.21. Cấu trúc điều khiển phẳng hệ ổ từ chủ động trong hệ , ,
x y
z .............98
Hình 4.22. Vị trí w
,z ,z u v
z (a); , ,
x y
z (b) khi nhiễu tác động lên bánh đà (c) trong
một quá trình hoạt động của hệ truyền động động cơ – bánh đà ............................99
Hình 5.1. Cấu hình hệ thí nghiệm. .......................................................................101
Hình 5.2. Cấu hình kênh vào đo vị trí cho dS-1104..............................................102
xii
Hình 5.3. Cấu hình kênh ra đặt dòng điện cho dS-1104. ......................................104
Hình 5.4. Cấu hình hệ truyền động động cơ để nạp (quay) và xả (hãm) cho bánh đà.
............................................................................................................................104
Hình 5.5. Biến tấn và trở xả để nạp và xả cho bánh đà ........................................105
Hình 5.6. Giao diện điều khiển tuyến tính theo u, v, w. ........................................106
Hình 5.7. Phần nhập vị trí đặt, hiển thị vị trí thực và sai lệch vị trí mỗi góc.........107
Hình 5.8. Phần nhập các thông số bộ PID điều chỉnh vị trí..................................107
Hình 5.9. Phần hiển thị các giá trị ra của của bộ điều khiển vị trí và của từng thành
phần (P, I, D) của bộ điều chỉnh ..........................................................................107
Hình 5.10. Phần đặt dòng từ hóa I0 và hiển thị dòng điện đặt .............................107
Hình 5.11. Giao diện điều khiển tuyến tính theo z, θx, θy.....................................108
Hình 5.12. Phần giao diện nhập vị trí, góc đặt, hiển thị vị trí và góc thực khi điều
khiển theo z, θx, θy...............................................................................................109
Hình 5.13. Phần nhập các thông số bộ điều chỉnh vị trí. ......................................109
Hình 5.14. Phần hiển thị các giá trị ra của của bộ điều khiển z, θx, θy và giá trị
chuyển đổi sang u, v, w........................................................................................109
Hình 5.15. Phần đặt dòng từ hóa I0 và hiển thị dòng điện đặt..............................109
Hình 5.16. Vị trí và góc nghiêng khi nâng tĩnh theo u, v, w..................................110
Hình 5.17. Vị trí và góc nghiêng khi nâng tĩnh theo z, θx, θy.................................111
Hình 5.18. Vị trí và góc nghiêng khi quay ở 1350 v/phút......................................113
Hình 5.19. Vị trí và góc nghiêng tại thời điểm hãm bánh đà dùng (xả). ...............115
Hình 5.20. Giao diện thử nghiệm thuật toán tạo quỹ đạo đặt. ..............................116
Hình 5.21. Thử nghiệm tạo quỹ đạo đặt vị trí trên ControlDesk...........................117
Hình 5.22. Thử nghiệm tạo quỹ đạo đặt dòng điện trên ControlDesk...................117
Hình 5.23. Tín hiệu ra đặt dòng điện thực của dS1104.........................................118
Hình 5.24. Sai lệch tín hiệu ra đặt dòng điện thực do giới hạn tốc độ tính toán của
dS1104.................................................................................................................118
Hình 6.1. HÌnh dạng bánh đà mô hình. ................................................................129
Hình 6.2. Thiết kế chi tiết bánh đà. ......................................................................131
xiii
Hình 6.3. Thiết kế trục bánh đà............................................................................131
Hình 6.4. Tính chọn kích thước mạch từ. .............................................................133
Hình 6.5. Kích thước mạch từ nam châm. ............................................................134
Hình 6.6. Thiết kế cụm nam châm. .......................................................................134
Hình 6.7. Bố trí lắp ổ từ và ghép nối bánh đà – động cơ/máy phát.......................137
Hình 6.8. Thiết kế khung vỏ ngoài........................................................................138
Hình 6.9. Thiết kế nắp trên và nắp dưới. ..............................................................138
Hình 6.10. Thiết kế cơ cấu lắp cảm biến. .............................................................139
Hình 6.11. Cụm nắp dưới đã lắp ráp....................................................................140
Hình 6.12. Cụm nắp trên đã lắp ráp.....................................................................140
Hình 6.13. Hệ ổ từ - bánh đà – đông cơ đã lắp ráp. .............................................141
Hình 6.14. Lắp đặt khung vỏ và cảm biến. ...........................................................141
Hình 6.15. Sơ đồ nguyên lý ghép nối IR2110 cho mạch lực..................................143
Hình 6.16. Cảm biến đo dòng Hall và cách kết nối. .............................................144
Hình 6.17. Mạch công suất với đo dòng dùng LA25P. .........................................144
Hình 6.18. Sơ đồ mạch lực bộ biến đổi. ...............................................................145
Hình 6.19. Mạch lực bộ băm xung đã lắp ráp. .....................................................146
Hình 6.20. Mạch vòng dòng điện điều khiển các nam châm điện. ........................148
Hình 6.21. Mạch điều khiển dòng điện.................................................................149
Hình 6.22. Mạch điều khiển đã lắp ráp................................................................150
Hình 6.23. Đáp ứng bộ điều khiển dòng điện. ......................................................151
xiv
DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1. Thông số mô hình thực nghiệm …………………………………………….42