Bài giảng Điều khiển số hệ thống điện cơ điều khiển máy điện/động cơ điện - Chương 8: Điều khiển số động cơ

(ĐK.CMĐXC) T©B 
Chöông 8: Bộ điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha VIII.1 
Chương 8: ĐIỀU KHIỂN SỐ ĐỘNG CƠ 
I. Cấu trúc một hệ thống điều khiển động cơ 
I.1. Sơ đồ khối một hệ thống điều khiển động cơ KĐB 3 pha 
Bộ điều khiển 
Bộ xử lý 
PWM
QEP ADC
SCI
I/O
ADC
L3 
L2 
L1 
N
L
TL
ai 
MTu 
BBĐ 
ω
–
*
sdi + PI 
PI 
MTi 
–
+
*
rψ
CTĐ 
ω
*
slω 
rω rθ 
*
sqi
sdi
sqi
sdiΔ
sqiΔ
'
sdu 
'
squ 
sdu
squ
 ∫
PI 
– 
+ *ω ωΔ
ω+ 
+ *slω 
bi 
au 
bu 
cu 
rθ 
rθ 
Motor 
~3 
(ĐK.CMĐXC) T©B 
Chöông 8: Bộ điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha VIII.2 
(ĐK.CMĐXC) T©B 
Chöông 8: Bộ điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha VIII.3 
I.2. Các khối chức năng 
¾ Bộ chỉnh lưu 
¾ Bộ nghịch lưu 3 pha và mạch kích (FPGA, DSP) 
¾ Hãm 
¾ Bộ xử lý 
(ĐK.CMĐXC) T©B 
Chöông 8: Bộ điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha VIII.4 
dsPIC 
DSP 
¾ Cảm biến đo lường 
¾ Mạch giao tiếp, nối mạng 
(ĐK.CMĐXC) T©B 
Chöông 8: Bộ điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha VIII.5 
II. Cảm biến đo lường 
II.1. Đo điện áp DC 
Sử dụng bộ chuyển đổi ADC của bộ điều khiển thông qua mạch chia áp... 
II.2. Cảm biến đo dòng điện 
Đo điện áp trên điện trở Shunt 
Biến dòng 
Ñ.cô KÑB 
== 
 3~ 
Vdc
Ñieàu 
khieån 
M
3~
a b c
Bieán 
taàn 
2= 
 3 
isa
isb
isα
isβ
rje θ− 
isd 
isq 
θr
TL
ai 
MTu 
BBĐ 
ω–
*
sdi + PI 
PI 
MTi 
–
+
*
rψ
CTĐ 
ω
*
slω 
rω rθ 
*
sqi
sdi
sqi
sdiΔ
sqiΔ
'
sdu 
'
squ 
sdu
squ
 ∫
PI 
– 
+ *ω ωΔ
ω+ 
+ *slω 
Động 
cơ 
bi 
au 
bu 
cu 
rθ 
rθ 
(ĐK.CMĐXC) T©B 
Chöông 8: Bộ điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha VIII.6 
Cảm biến Hall 
II.3. Cảm biến đo tốc độ 
Tachometter 
(ĐK.CMĐXC) T©B 
Chöông 8: Bộ điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha VIII.7 
Incremental Encoder 
(ĐK.CMĐXC) T©B 
Chöông 8: Bộ điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha VIII.8 
Absolute Encoder (đo góc) 
(ĐK.CMĐXC) T©B 
Chöông 8: Bộ điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha VIII.9 
III. Một số ưu điểm khi sử dụng bộ điều khiển tốc độ động cơ 
Bộ biến tần 
Ưu điểm của bộ biến tần: 
 Giảm hệ thống cơ khí (rulo, xích, hộp số tăng giảm tốc,) 
 Giảm tiếng ồn 
 Tiết kiệm năng lượng (tổn hao cơ và tổn hao nhiệt) 
 Thay đổi tốc độ dễ dàng 
 Khởi động mềm và dừng mềm 
 Ổn định tốc độ 
(ĐK.CMĐXC) T©B 
Chöông 8: Bộ điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha VIII.10 
Nối mạng điều khiển từ xa 
Đồng bộ tốc độ dễ dàng 
(ĐK.CMĐXC) T©B 
Chöông 8: Bộ điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha VIII.11 
IV. Hệ thống điều khiển số động cơ không đồng bộ ba pha 
Phần cứng 
 Chỉnh lưu 
 Nghịch lưu 
 Cảm biến (Hall, Incremental - Absolute Encoder, Tachocometter, ) 
 Bộ điều khiển 
 Giao tiếp, I/O, Keypad, LED 
 Bộ Xử lý 
Phần mềm 
Thuật toán 
Đáp ứng: điên áp sin xung, dòng sin xung. 
V. Bộ biến tần 
Ưu điểm: 
 Điều chỉnh được tốc độ 
 Ổn định tốc độ 
 Giảm hệ thống cơ, giảm ồn 
 Tiết kiệm năng lượng (tổn hao cơ và tổn hao nhiệt) 
Chọn biến tần 
 Sixstep 
 Một pha, Ba pha 
 Công suất (>=) 
 Điện áp (>=) 
 Chức năng, Nhãn hiệu 
 EMC 
Cài đặt 
 Thông số động cơ 
 Thông số điều khiển, Tần số PWM 
Chọn chế độ 
 Chế độ vòng hở (V/f, FFC) 
 Chế độ hồi tiếp (PID) 
 Chế độ điều khiển không cảm biến 
Cách điều chỉnh 
 Chỉnh trên keypad 
 Chỉnh nhiều cấp tốc độ (giảm phần cơ: rulo, hộp số, curoa) 
 Chỉnh bằng biến trở 
 Chỉnh từ PLC, đồng bộ biến tần 
Nối mạng đồng bộ 
Sử dụng 
 Dây dẫn nối trước và sau biến tần 
 Nguồn động lực 
 Công suất động cơ 
 Quá tải, ngắn mạch 
 Cài đặt sai 
 Chế độ hiển thị 
 Bảo vệ nhiệt cho động cơ