Mô hình động cơ không đồng bộ xoay chiều ba pha

Nguyễn Hoài Nam – Nguyễn Tiến Lộc- Lớp KSTN ĐKTĐ K51 Báo cáo thực tập

1

Mục Lục

1. Mô hình động cơ không đồng bộ xoay chiều ba pha (ĐCKĐB).................... 2

1.1. Hệ phương trình của ĐCKDB ..................................................................... 2

a. Trên hệ tọa độ ￾￾ ....................................................................................... 2

b. Trên hệ tọa độ ￾￾........................................................................................ 3

1.2. Mô hình trạng thái liên tục của ĐCKĐB ..................................................... 4

a. Trên hệ tọa độ αβ ........................................................................................ 4

b. Trên hệ tọa độ dq ........................................................................................ 7

2. Điều khiển tuyến tính hóa chính xác ............................................................ 10

2.1. Đặt vấn đề ................................................................................................. 10

2.2. Tuyến tính hóa chính xác hệ phi tuyến MIMO .......................................... 12

2.2.1. Đạo hàm vô hướng hay đạo hàm Lie ................................................... 12

2.2.2. Vector bậc tương đối tối thiểu của hệ MIMO ...................................... 12

2.2.3. Điều khiển tuyến tính hóa chính xác hệ MIMO ................................... 13

2.3. Kết luận .................................................................................................... 15

3. Cấu trúc điều khiển phi tuyến tách kênh trực tiếp dành cho ĐCKĐB ...... 16

3.1. Vấn đề tồn tại của các cấu trúc điều khiển tuyến tính ................................ 16

3.2. Cấu trúc điều khiển phi tuyến cho ĐCKĐB dựa trên nguyên lý tuyến tính

hóa chính xác ..................................................................................................... 17

3.2.1. Tính phi tuyến của mô hình động cơ ................................................... 17

3.2.2. Bộ điều khiển phi tuyến dựa trên nguyên lý tuyến tính hóa chính xác.. 18

3.2.3. Cấu trúc điều khiển tách kênh thông qua phản hồi trạng thái ............. 22

Nguyễn Hoài Nam – Nguyễn Tiến Lộc- Lớp KSTN ĐKTĐ K51 Báo cáo thực tập

2

1. Mô hình động cơ không đồng bộ xoay chiều ba pha (ĐCKĐB)

Máy điện xoay chiều ba pha được mô tả bởi hệ phương trình vi phân bậc cao,

nguyên nhân là do các cuộn dây pha được phân bố rải về mặt không gian và các

tương tác qua lại giữa các mạch từ. Trong mục này, ta sử dụng mô hình trạng thái

liên tục để mô tả động cơ, phục vụ cho việc thiết kế bộ điều khiển phi tuyến theo

nguyên lý tuyến tính hóa chính xác được đề cập ở phần sau.

Các đại lượng điện và từ thông được mô tả dưới dạng vector với các thành phần

thực. Các chỉ số quy ước:

 Chỉ số viết bên phải, trên cao:

f đại lượng mô tả trên hệ tọa độ tựa theo từ thông (hệ tọa độ dq)

s đại lượng mô tả trên hệ tọa độ αβ, cố định với stator

r đại lượng mô tả trên hệ tọa độ cố định với rotor

 Chỉ số viết bên phải, phía dưới:

Chữ cái thứ 1 : s đại lượng mạch stator

r đại lượng mạch rotor

Chữ cái thứ 2 : d, q các thành phần thuộc hệ tọa độ dq

α, β các thành phần thuộc hệ tọa độ αβ

 Các đại lượng viết đậm: vector, ma trận

1.1. Hệ phương trình của ĐCKDB

a. Trên hệ tọa độ ￾￾

 Phương trình điện áp stator(trên hệ thống cuộc dây stator):

￾￾

￾ = ￾￾￾￾

￾ +

￾￾￾

￾

￾￾ (1.1)

￾￾ : điện trở stator; ￾￾

￾ : từ thông stator

 Phương trình điện áp rotor(trên hệ thống cuộc dây rotor ngắn mạch):

￾ = ￾￾￾￾

￾ +

￾￾￾

￾

￾￾ (1.2)

￾￾: điện trở rotor; ￾￾

￾ : từ thông rotor ; 0: vector rỗng

 Phương trình từ thông: