Luận văn thạc sĩ về điều khiển trượt động cơ không đồng bộ ba pha

• Tác giả: Hồ Văn Nhiều
• Người hướng dẫn: PGS.TS Dương Hoài Nghĩa
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM
• Chuyên ngành: Điện - Điện Tử
• Đề tài: Nghiên cứu điều khiển trượt cho động cơ không đồng bộ ba pha
• Loại tài liệu: Luận văn
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM TẠ
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Lý do chọn đề tài
• 1.2. Tình hình nghiên cứu
• 1.3. Mục tiêu và nhiệm vụ
• 1.4. Giới hạn đề tài
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.6. Nội dung luận văn
• 2. CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH HÓA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
• 2.1. Giới thiệu
• 2.2. Cơ sở lý thuyết vector không gian và hệ tọa độ
• 2.2.1. Biểu diễn vector không gian cho các đại lượng ba pha
• 2.2.2. Hệ trục tọa độ cố định stator (α – β)
• 2.2.3. Hệ trục tọa độ quay (d – q) hay còn gọi là hệ tọa độ từ thông rotor
• 2.2.4. Mô hình hóa động cơ không đồng bộ ba pha
• 2.2.5. Điều khiển tốc độ từ thông
• 2.2.6. Sự ước tính tốc độ
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT
• 3.1. Bộ điều khiển chế độ trượt
• 3.1.1. Đạo hàm của luật điều khiển
• 3.1.2. Thiết kế bộ điều khiển khuếch đại (Gain control)
• 3.1.3. Giảm hiện tượng chattering
• 3.1.4. Thiết kế từ thông λ
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
• 4.1. Thông số mô phỏng
• 4.2. Các trường hợp mô phỏng
• 4.2.1. Trường hợp 1
• 4.2.2. Trường hợp 2
• 4.2.3. Trường hợp 3
• 4.2.4. Trường hợp 4
• 4.2.5. Trường hợp 5
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
• DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT
• DANH SÁCH CÁC HÌNH

I. Tổng quan về nghiên cứu điều khiển trượt cho động cơ không đồng bộ ba pha

Nghiên cứu điều khiển trượt cho động cơ không đồng bộ ba pha đang trở thành một lĩnh vực quan trọng trong ngành công nghiệp hiện đại. Động cơ không đồng bộ ba pha được sử dụng rộng rãi nhờ vào tính đơn giản và hiệu suất cao. Tuy nhiên, việc điều khiển chính xác tốc độ của loại động cơ này vẫn là một thách thức lớn. Phương pháp điều khiển trượt đã được chứng minh là một giải pháp hiệu quả để cải thiện độ chính xác và độ ổn định trong điều khiển động cơ.

1.1. Tình hình nghiên cứu điều khiển động cơ không đồng bộ

Nghiên cứu về điều khiển động cơ không đồng bộ đã diễn ra từ lâu với nhiều phương pháp khác nhau như V/f, FOC, DTC và SMC. Mỗi phương pháp đều có ưu điểm và nhược điểm riêng, nhưng điều khiển trượt đang nổi bật nhờ khả năng xử lý các biến động và nhiễu trong hệ thống.

1.2. Lợi ích của việc áp dụng điều khiển trượt

Điều khiển trượt mang lại nhiều lợi ích như khả năng điều chỉnh tốc độ chính xác, giảm thiểu hiện tượng chattering và cải thiện độ ổn định của hệ thống. Điều này giúp động cơ hoạt động hiệu quả hơn trong các ứng dụng công nghiệp.

II. Vấn đề và thách thức trong điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha

Mặc dù động cơ không đồng bộ ba pha có nhiều ưu điểm, nhưng việc điều khiển chúng vẫn gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như độ chính xác trong điều khiển tốc độ, sự thay đổi tải và nhiễu từ môi trường bên ngoài đều ảnh hưởng đến hiệu suất của động cơ.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến điều khiển động cơ

Các yếu tố như thay đổi tải, sai số mô hình và nhiễu đo lường có thể gây ra sự không ổn định trong quá trình điều khiển. Việc hiểu rõ các yếu tố này là rất quan trọng để thiết kế bộ điều khiển hiệu quả.

2.2. Thách thức trong việc duy trì độ ổn định

Duy trì độ ổn định trong điều khiển động cơ không đồng bộ là một thách thức lớn. Các phương pháp điều khiển truyền thống thường không đủ mạnh để xử lý các biến động lớn trong hệ thống.

III. Phương pháp điều khiển trượt cho động cơ không đồng bộ ba pha

Phương pháp điều khiển trượt là một trong những giải pháp hiệu quả nhất để điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha. Phương pháp này dựa trên việc hồi tiếp các biến trạng thái của hệ thống để điều chỉnh quỹ đạo pha của động cơ.

3.1. Nguyên lý hoạt động của điều khiển trượt

Điều khiển trượt hoạt động bằng cách thiết lập một mặt phẳng trượt mà quỹ đạo pha của hệ thống sẽ hướng tới. Khi quỹ đạo pha nằm trên mặt trượt, động cơ sẽ tiến về vị trí mong muốn một cách ổn định.

3.2. Thiết kế bộ điều khiển trượt

Bộ điều khiển trượt được thiết kế dựa trên mô hình động cơ và các thông số hệ thống. Việc thiết kế này cần phải xem xét các yếu tố như điện trở rotor và sự thay đổi tải để đảm bảo đáp ứng tốc độ lý tưởng.

IV. Ứng dụng thực tiễn của điều khiển trượt trong động cơ không đồng bộ

Điều khiển trượt đã được áp dụng thành công trong nhiều ứng dụng công nghiệp, từ các máy móc sản xuất đến hệ thống tự động hóa. Kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp này giúp cải thiện đáng kể hiệu suất và độ tin cậy của động cơ.

4.1. Kết quả mô phỏng và thực nghiệm

Các mô phỏng trên phần mềm Matlab/Simulink cho thấy bộ điều khiển trượt hoạt động hiệu quả trong việc duy trì tốc độ động cơ ổn định, ngay cả khi có sự thay đổi tải và nhiễu.

4.2. So sánh với các phương pháp điều khiển khác

Kết quả so sánh với các phương pháp điều khiển khác như PI cho thấy điều khiển trượt có khả năng đáp ứng tốt hơn trong các tình huống phức tạp, giảm thiểu sai số và cải thiện độ ổn định.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu điều khiển trượt

Nghiên cứu điều khiển trượt cho động cơ không đồng bộ ba pha đã mở ra nhiều hướng đi mới trong việc cải thiện hiệu suất và độ ổn định của động cơ. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều ứng dụng thực tiễn hơn nữa.

5.1. Hướng phát triển trong nghiên cứu

Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc tối ưu hóa thuật toán điều khiển trượt để cải thiện hơn nữa hiệu suất và khả năng ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau.

5.2. Tác động của công nghệ mới

Sự phát triển của công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo và học máy có thể được tích hợp vào điều khiển trượt, mở ra những khả năng mới trong việc điều khiển động cơ không đồng bộ.