I. Hệ Thống Năng Lượng Mặt Trời Điều Khiển Động Cơ
Năng lượng mặt trời đang là giải pháp tiềm năng cho ngành điện, đặc biệt là ứng dụng điều khiển động cơ. Việc tận dụng nguồn năng lượng sạch này đòi hỏi tối ưu hóa hệ thống và kỹ thuật điều khiển động cơ ba pha AC hiệu quả. Các nghiên cứu trong nước tập trung ứng dụng pin năng lượng mặt trời cho hộ gia đình và vùng sâu vùng xa, trong khi các dự án quy mô lớn đang trong giai đoạn đầu. Trên thế giới, các nhà máy điện năng lượng mặt trời như PS20 ở Tây Ban Nha đã chứng minh hiệu suất vượt trội, cung cấp điện cho hàng ngàn hộ dân và giảm thiểu phát thải CO2 đáng kể.
1.1. Tình Hình Nghiên Cứu Tính Cấp Thiết
Nhu cầu năng lượng toàn cầu ngày càng tăng, trong khi nguồn năng lượng hóa thạch dần cạn kiệt và gây ô nhiễm môi trường. Năng lượng mặt trời, với ưu điểm sạch và gần như vô tận, là giải pháp thay thế tối ưu. Ứng dụng năng lượng mặt trời vào điều khiển động cơ, đặc biệt là động cơ ba pha phổ biến trong công nghiệp, là hướng đi cần thiết và cấp bách. Các nghiên cứu về điều khiển động cơ bằng năng lượng mặt trời cần được đẩy mạnh để đáp ứng nhu cầu thực tiễn.
1.2. Mục Tiêu Phạm Vi Nghiên Cứu
Đề tài tập trung thiết kế và xây dựng mô hình điều khiển động cơ ba pha AC không đồng bộ sử dụng năng lượng mặt trời. Mô hình sử dụng vi xử lý DSPIC để điều khiển và hiển thị thông số hệ thống trên màn hình LCD. Phạm vi nghiên cứu giới hạn ở mô hình công suất thấp, nhưng có thể mở rộng cho các ứng dụng thực tế trong tương lai. Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng mặt trời và ứng dụng công nghệ điều khiển động cơ tiên tiến.
II. Giải Pháp Điều Khiển Động Cơ Ba Pha Bằng PWM
Phương pháp PWM (Pulse Width Modulation) điều khiển động cơ ba pha bằng cách thay đổi độ rộng xung điện áp cung cấp cho động cơ. Kỹ thuật điều chế độ rộng xung này cho phép điều khiển tốc độ và momen xoắn của động cơ ba pha một cách chính xác và hiệu quả. Phương pháp PWM được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển động cơ hiện đại, từ các ứng dụng công nghiệp đến dân dụng.
2.1. Vi Điều Khiển DSPIC30F4011
DSPIC30F4011 là vi điều khiển mạnh mẽ, tốc độ xử lý cao, được sử dụng để tạo xung PWM điều khiển động cơ. DSPIC30F4011 tích hợp nhiều ngoại vi, bao gồm bộ định thời Timer, bộ chuyển đổi ADC, và khối PWM chuyên dụng. Nhờ đó, việc điều khiển động cơ ba pha trở nên linh hoạt và hiệu quả hơn.
2.2. Pin Năng Lượng Mặt Trời
Pin năng lượng mặt trời là thành phần không thể thiếu trong hệ thống, chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng. Pin năng lượng mặt trời hoạt động dựa trên hiệu ứng quang điện, tạo ra dòng điện khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Điện năng từ pin năng lượng mặt trời được sử dụng để cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống, bao gồm cả vi điều khiển và động cơ.
