I. Tổng quan về điều khiển thích nghi động cơ không đồng bộ ba pha
Nghiên cứu về điều khiển thích nghi cho động cơ không đồng bộ ba pha tại HCMUTE tập trung vào việc cải thiện hiệu suất và độ chính xác trong điều khiển động cơ. Động cơ không đồng bộ được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp nhờ vào những ưu điểm như khởi động đơn giản và chi phí thấp. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của nó là đặc tính cơ phi tuyến, điều này gây khó khăn trong việc điều khiển chính xác. Việc áp dụng các phương pháp điều khiển hiện đại như công nghệ điều khiển và hệ thống điều khiển đã giúp cải thiện đáng kể hiệu suất của động cơ. Đặc biệt, việc loại bỏ cảm biến tốc độ (sensorless) đã trở thành xu hướng phát triển trong ngành công nghiệp, giúp giảm chi phí và đơn giản hóa quy trình lắp đặt.
1.1. Mô hình động cơ không đồng bộ
Mô hình động cơ không đồng bộ ba pha được xây dựng dựa trên các đại lượng 3 pha ở dạng vector không gian. Hệ trục tọa độ tĩnh (α, β) và hệ trục tọa độ quay (d, q) được sử dụng để mô tả các trạng thái của động cơ. Mô hình này cho phép phân tích và điều khiển động cơ một cách hiệu quả hơn. Việc xây dựng mô hình toán trong Matlab_Simulink giúp mô phỏng và kiểm tra các phương pháp điều khiển khác nhau, từ đó đưa ra các giải pháp tối ưu cho việc điều khiển động cơ trong thực tế.
1.2. Các phương pháp điều khiển động cơ không đồng bộ
Có nhiều phương pháp điều khiển động cơ không đồng bộ, trong đó phương pháp điều khiển vectơ (FOC) và điều khiển trực tiếp moment (DTC) là hai phương pháp phổ biến nhất. Phương pháp FOC cho phép điều khiển độc lập từ thông và moment, trong khi DTC cung cấp hiệu suất cao hơn trong việc điều khiển động cơ. Tuy nhiên, cả hai phương pháp này đều gặp khó khăn khi thông số động cơ thay đổi, đặc biệt là trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao. Việc áp dụng các bộ quan sát tốc độ như Model Reference Adaptive Systems (MRAS) giúp cải thiện độ chính xác trong điều khiển, đặc biệt là trong các điều kiện không ổn định.
II. Nghiên cứu ứng dụng điều khiển sensorless
Nghiên cứu về điều khiển sensorless cho động cơ không đồng bộ ba pha tại HCMUTE đã chỉ ra rằng việc loại bỏ cảm biến tốc độ không chỉ giúp giảm chi phí mà còn đơn giản hóa quy trình bảo trì. Các phương pháp điều khiển sensorless hiện nay đang được phát triển mạnh mẽ, với nhiều nghiên cứu tập trung vào việc ước lượng tốc độ và từ thông mà không cần sử dụng cảm biến. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng công nghiệp, nơi mà độ tin cậy và hiệu suất là rất cần thiết.
2.1. Ước lượng tốc độ và từ thông
Việc ước lượng tốc độ và từ thông trong điều khiển sensorless thường sử dụng các mô hình động cơ và các bộ quan sát. Các bộ quan sát vòng kín như Kalman filter và các bộ quan sát dựa trên mô hình động cơ đã được chứng minh là hiệu quả trong việc cải thiện độ chính xác của việc ước lượng. Tuy nhiên, việc thiết kế các bộ quan sát này cần phải cân nhắc đến sự nhạy cảm của các thông số động cơ, điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống điều khiển.
2.2. Thực nghiệm và kết quả
Các thí nghiệm thực tế đã chỉ ra rằng việc áp dụng điều khiển sensorless cho động cơ không đồng bộ ba pha có thể đạt được hiệu suất cao trong nhiều điều kiện làm việc khác nhau. Kết quả mô phỏng cho thấy rằng động cơ hoạt động ổn định ngay cả khi điện trở stator thay đổi, điều này chứng tỏ tính khả thi của phương pháp điều khiển thích nghi trong thực tế. Việc áp dụng các phương pháp điều khiển hiện đại không chỉ giúp nâng cao hiệu suất mà còn mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu trong lĩnh vực điều khiển động cơ.
