I. Giới thiệu về động cơ không đồng bộ sáu pha
Động cơ không đồng bộ sáu pha (SPIM) đã thu hút sự chú ý đáng kể trong nghiên cứu và ứng dụng công nghiệp. SPIM mang lại nhiều lợi ích so với động cơ ba pha truyền thống, bao gồm khả năng hoạt động ổn định hơn và hiệu suất cao hơn. Tuy nhiên, việc điều khiển SPIM cũng gặp phải nhiều thách thức do tính phi tuyến và sự không chắc chắn trong các thông số. Các vấn đề này bao gồm nhiễu tải và độ nhạy của thông số máy điện. Do đó, việc phát triển các phương pháp điều khiển thích nghi cho SPIM là rất cần thiết để cải thiện hiệu suất và độ ổn định của hệ thống.
1.1. Các vấn đề trong điều khiển SPIM
Hệ thống điều khiển SPIM phải đối mặt với nhiều vấn đề phức tạp hơn so với động cơ ba pha. Tính phi tuyến của SPIM dẫn đến khó khăn trong việc thiết lập các mô hình điều khiển chính xác. Ngoài ra, sự không chắc chắn trong các thông số máy điện và nhiễu tải có thể làm giảm hiệu suất điều khiển. Các nghiên cứu hiện tại đã chỉ ra rằng việc áp dụng các kỹ thuật điều khiển phi tuyến như Backstepping và Hamiltonian có thể cải thiện đáng kể chất lượng điều khiển cho SPIM.
II. Cấu trúc điều khiển phi tuyến BS_PCH
Cấu trúc điều khiển phi tuyến BS_PCH được đề xuất nhằm cải thiện chất lượng điều khiển vector cho SPIM. Bộ điều khiển tốc độ vòng ngoài sử dụng kỹ thuật Backstepping kết hợp với thành phần tích phân sai số theo dõi để tăng độ chính xác. Điều này giúp cải thiện tính bền vững của bộ điều khiển trong các điều kiện thay đổi tham số máy điện và nhiễu tải. Bộ điều khiển PCH cho dòng vòng trong cũng được thiết kế để đảm bảo khả năng bám đuổi tham chiếu và ổn định trong quá trình hoạt động.
2.1. Lợi ích của cấu trúc BS_PCH
Cấu trúc BS_PCH không chỉ cải thiện độ chính xác mà còn tăng cường khả năng ổn định của hệ thống điều khiển. Việc sử dụng các bộ quan sát trạng thái chính xác là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng điều khiển tốt cho SPIM. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng BS_PCH có thể giúp giảm thiểu các vấn đề liên quan đến độ nhạy tham số và nhiễu tải, từ đó nâng cao hiệu suất tổng thể của hệ thống.
III. Bộ quan sát tốc độ NNSM_SC_MRAS
Bộ quan sát tốc độ NNSM_SC_MRAS được phát triển để cải thiện chất lượng ước lượng tốc độ cho SPIM, đặc biệt là trong vùng tốc độ thấp và gần bằng không. Bộ quan sát này sử dụng mô hình tham chiếu dòng stator và mạng nơ ron để ước lượng tốc độ rotor. Việc áp dụng mạng nơ ron tuyến tính Adaline với thuật toán LS giúp giảm nỗ lực tính toán và khắc phục một số nhược điểm của các phương pháp trước đó.
3.1. Tính năng của NNSM_SC_MRAS
Bộ quan sát NNSM_SC_MRAS hoạt động trong chế độ dự báo, giúp tăng tốc độ hội tụ của thuật toán và giảm sai số ước lượng tốc độ. Việc sử dụng mô hình tham chiếu dòng stator giúp tránh các vấn đề tích phân thuần túy và ảnh hưởng của thay đổi tham số động cơ. Điều này không chỉ cải thiện độ chính xác của tốc độ ước lượng mà còn nâng cao chất lượng điều khiển cho hệ thống SPIM.
IV. Kỹ thuật giảm điện áp common mode
Kỹ thuật giảm điện áp common mode (RCMV) cho biến tần nguồn áp sáu pha là một phần quan trọng trong việc nâng cao chất lượng điều khiển cho SPIM. Kỹ thuật này giúp triệt tiêu ảnh hưởng bất lợi của điện áp common mode, từ đó cải thiện hiệu suất và độ ổn định của hệ thống. Việc áp dụng RCMV không chỉ đơn giản mà còn hiệu quả về mặt kinh tế, giúp giảm điện áp common mode xuống mức thấp nhất có thể.
4.1. Ứng dụng RCMV trong SPIM
Kỹ thuật RCMV đã được áp dụng thành công trong các hệ thống điều khiển SPIM, giúp cải thiện đáng kể chất lượng điều khiển. Việc kết hợp giữa bộ quan sát NNSM_SC_MRAS và cấu trúc điều khiển phi tuyến BS_PCH đã tạo ra một hệ thống điều khiển mạnh mẽ, có khả năng bám đuổi tín hiệu đặt và ổn định trong các điều kiện thay đổi tham số. Kết quả thực nghiệm cho thấy hệ thống này đáp ứng tốt các yêu cầu của hệ thống đẩy trong xe điện.
