Đang tải... (xem toàn văn)
Các khái niệm cơ bản về mô phỏng và các hệ điện cơ Các khái niệm cơ bản về mô phỏng và các hệ điện cơ Các khái niệm cơ bản về mô phỏng và các hệ điện cơ Các khái niệm cơ bản về mô phỏng và các hệ điện cơ
Chơng Thiết kế mô hệ thống điện máy điện không đồng 6.1 Mô tả toán học, sơ đồ cấu trúc trực quan mô máy điện tổng quát 6.1.1 Máy điện không đồng roto lồng sóc Động điện không đồng (ĐCĐKĐB) tổng quát biểu diễn hình 3.1, gồm có cuộn dây ba pha stato cuộn dây ba pha rôto Các cuộn dây stato rôto đợc mắc với nguồn điện áp đối xứng ba pha Mô tả toán học động điện dựa định luật biết Phơng trình cân sức điện động cuộn dây stato rôto dựa định luật Kiêchôp Hình 3.1 Động điện không đồng tổng quát Đối với stato: d A u A = R Ai A + dt dψ B u B = RB i B + dt dψ C uC = RCiC + dt Đối với rôto: (3.1a) dψ a ua = Raia + dt dψ b ub = Rbib + dt dψ c uc = Rcic + dt (3.1b) phơng trình (3.1a) (3.1b) chứa điện áp, dòng điện, từ thông tức thời stato rôto nh điện trở cuộn dây Thờng cuộn dây mắc đối xứng nên RA = RB = RB = RS (RS điện trở cuộn dây stato), Ra= Rb = Rc = RR (RR điện trở cuộn dây rôto) Định luật thứ hai đợc sử dụng định luật Ampe Định luật Ampe biểu diễn liên hệ từ thông tổng cuộn dây với dòng điện chạy qua cuộn dây §èi víi stato: ψ A = LAAi A + LABiB + LACiC + LAaia + LAbib + LAcic ψ B = LBAiA + LBBiB + LBC iC + LBaia + LBbib + LBcic ψ = L i + L i + L i + L i + L i + L i C CA A CB B CC C Ca a Cb b Cc c (3.2a) §èi víi r«to: ψ a = LaAi A + LaBiB + LaC iC + Laaia + Labib + Lacic ψ b = LbAi A + LbBiB + LbC iC + Lbaia + Lbbib + Lbcic ψ = L i + L i + L i + L i + L i + L i c cA A cB B cC C ca a cb b cc c (3.2b) Râ rµng để xác định từ thông tổng, phơng trình rằng, từ thông cuộn dây phụ thuộc vào dòng điện tất cuộn dây, mối phụ thuộc xuất qua hỗ cảm Trong phơng trình (3.2) LAA, LAB, LAC, Laa, Lbb, Lcc điện cảm cuộn dây, lại điện cảm hỗ dẫn cuộn dây tơng ứng Định luật thứ ba định luật II Niutơn Đây định luật cân mô men trục ®éng c¬: r r r d ωm J dt = M Mt (3.3) Trong đó: J (Kg.m2) mô men quán tính trục động có tính đến quán tính thân động nh quán tính cấu làm việc hộp giảm tốc dẫn đến trục động cơ; r m (1/rad) vận tốc góc động cơ; r M t (N.m) mô men cấu làm việc truyền đến trục động cơ, trờng hợp tổng quát hàm tốc độ góc quay Định luật cuối định luật Lenxơ hay qui tắc bàn tay trái Định luật nói lên mối liên hệ đại lợng véc tơ mô men, thông lợng tổng cộng dòng điện r r r M = k ( ìi ) (3.4) Có thể nhấn mạnh rằng, đợc mô tả toán học cách đầy đủ chặt chẽ nhng việc sử dụng phơng trình (3.1) đến (3.4) để nghiên cứu động điện gặp khó khăn định Sau số khó khăn bản: phơng trình (3.3) (3.4) có đại lợng véc tơ, phơng trình (3.1) (3.2) có đại lợng vô hớng; Số lợng phơng trình liên hệ với 16, số lợng hệ số 44; Các hệ số hỗ cảm cuộn dây stato rôto phơng trình (3.2) phơng trình có hệ số thay đổi; Phơng trình (3.4) phơng trình phi tuyến, có biến số nhân với phơng trình Trong phơng pháp mô tả toán học ĐCKĐB nói riêng tất động điện xoay chiều nói chung, phơng pháp điều khiển véc tơ không gian có kết khả quan Phơng pháp đơn giản cho phép giảm bớt hệ phơng trình đa trên, đồng thời phơng pháp cho phép phơng trình (3.1) ®Õn (3.4) n»m mét hƯ thèng nhÊt víi véc tơ biến trạng thái Bản chất phơng pháp là: Các giá trị tức thời biến trạng thái ba pha đối xứng (điện áp, dòng điện, từ thông tổng cộng) biến đổi toán học cho chúng biểu diễn véc tơ không gian, phép biến đổi toán học có dạng (Ví dụ ®èi víi dßng stato): r r r i = (i A + aiB + a 2iC ) (3.5) 2π j 4π j Trong ®ã ar = e , ar = e véc tơ tính đến độ lệch không gian cuộn dây; 2π 2π i A = I m cos(ω t ), iB = I m cos ωt − ÷, iC = I m cos t + ữ dòng ®iƯn ba pha ®èi xøng cđa stato Thay vào phơng trình (3.5) giá trị dòng điện tức thời, tìm đợc mô tả toán học véc tơ không gian dòng stato: r j j 2π 2π 3 iS = I m cos(ω t ) + e cos ωt − ÷+ e cos ωt + jωt ÷ = I m e Trên hình (3.2) biểu diễn hình học véc tơ không gian dòng điện Đây véc tơ mặt phẳng phức với modul I m quay với tốc độ góc theo chiều dơng (Im) B is ω (Re) A C H×nh 3.2 Véc tơ không gian dòng điện Hình chiếu véc tơ iS trục pha A, B, C xác định giá trị tức thời dòng điện pha, tơng tự tất điện áp, dòng điện từ thông phơng trình (3.1) (3.2) biểu diễn véc tơ không gian Về phơng diện động học, động không đồng đợc mô tả hệ phơng trình vi phân bậc cao Vì cấu trúc phân bố cuộn dây phức tạp mặt không gian mạch từ móc vòng ta phải chấp nhận số điều kiện sau mô hình hoá động cơ: - Các cuộn dây có thông số nh đợc bố trí cách đối xứng mặt không gian (các cuộn dây đặt lệch 1200); - Bỏ qua tổn hao lõi sắt từ, không xét tới ảnh hởng tần số thay đổi nhiệt độ điện trở, điện cảm tới cuộn dây; - Bỏ qua bão hoà mạch từ, tự cảm hỗ cảm cuộn dây đợc coi tuyến tính; - Dòng từ hoá từ trờng đợc phân bố hình sin bề mặt khe từ Sau ta tiến hành đơn giản hóa phơng trình theo bớc: Bớc 1: Để biến đổi phơng trình (3.1) chứa giá trị tức thời thành phơng trình dạng véc tơ không gian thực hiện: Phơng trình thứ nhân với 2/3, phơng trình thứ hai với 2r 2r a , phơng trình thứ ba với a cộng riêng 3 rôto stato Khi ta nhận đợc: r dr S r uS = RS iS + dt r r ur = R i + dψ R R R R dt r r r ψ S = LS iS + Lm (θ )iR ψr = L (θ )ir + L ir R m S R R (3.7) Trong đó: LS, LR điện cảm stato rôto, Lm() hỗ cảm stato rôto Vậy từ 12 phơng trình (3.1) (3.2) nhận đợc phơng trình (3.7) Bớc 2: Các hệ số hỗ cảm phơng trình từ thông tổng (3.7) kết từ phơng trình cân sức điện động stato viết hệ toạ độ cố định liên hệ với stato, với phơng trình cân sức điện động rôto đợc viết hệ toạ độ quay đợc liên hệ với rôto Phơng pháp véc tơ không gian cho phép viết phơng trình toạ độ quay với tốc độ k Trong trờng hợp phơng trình (3.7) đợc biến đổi vỊ d¹ng: r dψr S r r + jωkψ S uS = RS iS + dt r r ur = R i + dψ R + j (ω − ω )ψr R R k R R dt r r r ψ S = LS iS + Lm iR ψr = L ir + L ir R m S R R (3.8) Trong ®ã ω = p ωk; p số cặp cực động Các đại lợng không đổi, chúng có ý nghĩa vật lý quan trọng xác định theo thuyết minh (lý lịch) động làm thí nghiệm Bớc 3: Đây bớc liên quan đến xác định mô men Mô men phơng trình (3.4) tích véc tơ cặp véc tơ Từ phơng trình (3.8) thấy cặp cỈp sau: ( r r r r r r r r r r r r iS , iR ); (ψ S ,ψ R ); ( iS ,ψ S ); ( iS ,ψ R ); ( iR ,ψ S ); ( iR ,ψ R ) Th«ng thêng r r r việc xem xét đa vào từ thông thông hỗ cảm ψ m = Lm (iS + iR ) Trong trờng hợp xuất khả biểu diễn mô men điện r r r r r r r r từ cuả động qua cặp: ( iS ,ψ m ); ( iR ,ψ m ); (ψ S ,ψ m ); (ψ R ,ψ m ) Sau lựa chọn cặp hay cặp khác, phơng trình mô men đợc xác định, số phơng trình hệ phơng trình (3.8) giảm xuống hai Ngoài phơng trình (3.3) (3.4), đại lợng véc tơ mô men vận tốc thay giá trị modul chúng Từ ta suy véc tơ không gian dòng điện từ thông nằm mặt phẳng vuông góc với trục quay, véc tơ mô men vận tốc gãc trïng víi trơc quay Trong c¸c hƯ thèng điện cơ, để xác định mô men điện từ máy điện không đồng bộ, nh biết phơng trình mô men biểu diễn qua số cặp tham số trạng thái động r r M = pL Mod ( i m S × iR ) r r M = pMod (ψ S × iS ) r r M = pk Mod ( ψ R R × iS ) (3.9) HƯ thèng phơng trình tổng quát mô tả máy điện không đồng bé cã d¹ng sau: r dψr S r r u = R i + + j ω ψ S S S k S dt u = R i + dψ R + j (ω − pω )ψ R R k m R R dt ψ = L i + L i , S S S m R ψ R = Lm iS + LR iR , r r M = pk R ×Mod (ψ R × iS ) d ωm J dt = M − M L (3 ) Bớc 4: giai đoạn phơng trình (3.3), (3.8) (3.9) đợc đa đại lợng không thứ nguyên (đại lợng tơng đối) Trong đại lợng bản, chọn giá trị biên độ danh định điện áp dòng điện pha nh giá trị danh định tần số góc: U b = 2U1 , I b = I1 , ωb = = f1 , (3.10) Trên sở này, giá trị tất biến số hệ số phơng trình nh thời gian đợc xác định: Rb = Ub U U U I , Lb = b , Ψ b = b , M b = p b b , tb = Ib ωb I b ωb b b (3.11) Sau có phơng trình sử dụng đại lợng tơng đối đợc áp dụng Hệ phơng trình tổng quát để mô tả động điện không đồng có dạng: d S + jα kψ S uS = rS iS + dt u = r i + dψ R + j (α − pυ )ψ k S R R R dt ψ = x i + x i S S m R S ψ R = xm iS + xR iR m = k Mod (ψ i × ik ) dυ Tm = M − ML dt (3.12) phơng trình tất biến số tơng đối kết phép chia giá trị thực cho giá trị bản, tất hệ số thứ nguyên nhận đợc cách tơng tự Các biến số tham số đơn vị tơng đối: r r r u i ψ u= , i = , ψ = : biến trạng thái điện từ tơng Ub Ib Ψb ®èi; − αk = ωk ω , υ = m : tần số stato tơng đối tốc độ rôto tb b ơng đối; M= M : mô men tơng đối trục động cơ; Mb rS = RS R ωL ωL ωL J ωb2 , rR = R , xS = b S , xR = b R , xm = b m , Tm = : Rb Rb Rb Rb Rb Mb tham số tơng đối Trong phơng trình (3.12) thời gian nhận đợc dạng không thứ nguyên: t = t = bt , nghĩa đơn vị đo thời gian tb giây Lu ý rằng, việc đa đại lợng tơng đối nhằm giảm bớt thời gian mô cho phép khắc phục nhiều vấn đề mô Chúng ta xem xét vấn đề biến đổi tọa độ, sau mô động điện không đồng hệ tọa độ khác đặc tính 3.2 Mô biến đổi tọa độ pha Cơ sở toán học biến đổi tọa độ thể hình 3.3 y (Im) iβ x iy ix αk Ψ i iα (Re) Hình 3.3 Biến đổi toạ độ hệ tọa độ cố định (, ), véctơ dòng điện (điện áp, từ thông) biểu diễn dạng đại số dạng số mũ: r iS S = iα + jiβ = I me jψ i T¬ng tự hệ tọa độ quay (x,y) véctơ đợc biểu diễn dạng nh vậy: r r iS R = iα + jiβ = I me j (ψ i −αk t ) = iS S e − jαk t (3.13) r r Trong ®ã chØ sè sau S vµ R cđa iS S , iS R để dòng điện hệ toạ độ cố định toạ độ quay Từ dễ dàng nhận đợc phơng trình chuyển đổi từ hệ tọa độ cố định sang hệ tọa độ quay: r r iS S = iS R e jα t ; iα = i x cos α k t − i y sin α k t ; iβ = i x sin α k t + i y cos αk t (3.14) k r r iS R = iS S e - jαk t ; ix = iα cos α k t + iβ sin α k t ; i y = iβ cos αk t - iα sin α k t (3.15) H×nh 3.4a biĨu diễn mô hình biến đổi hệ tọa độ quay sang hệ tọa độ cố định thực theo phơng trình (3.14) đầu vào mô hình đa đến hình chiếu (các tín hiệu) véctơ dòng điện trục quay (i x, iy) thời gian đầu mô hình nhân đợc dòng điện hệ tọa độ cố định (tĩnh) Trên hình 3.4c biểu diễn kết mô Dòng điện i, i có dạng hình ôxilô Bộ biÕn ®ỉi täa ®é thùc hiƯn khèi Subsystem, khèi chứa mô hình biểu diễn hình 3.4b Tơng tự mô hình xây dựng để biến đổi sang hệ tọa độ quay từ hệ toạ độ cố định tơng ứng với phơng trình (3.15) Lu ý trờng hợp này, đầu vào mô hình đặt hàm sin theo thời gian đầu nhận đợc đại lợng không đổi a) b) 10 Hình 8.19 Các trình độ hệ thống dòng điện tần số không đồng kín 6.5 Mô hình mô cấu trúc hệ kín điều khiển vecto 6.5.1 Điều khiển vecto tần số Mô tả toán học sơ đồ cấu trúc ĐCKĐB nguồn cung cấp nguồn áp, vector từ thông rotor đợc chọn làm vector sở, việc rút gọn đợc biểu thức (8.17), (8.18) hình 8.8 Trong trờng hợp này, nh thấy rõ từ sơ đồ cấu trúc hình 8.8, ĐCKĐB đối tợng điều khiển, có hai kênh liên hệ với Một kênh tơng ứng với trục x, xác định từ thông rotor kênh theo trục y xác định dòng thành phần isy Nếu thiết lập giới hạn điều khiển để đầu kênh x trì tín hiệu ổn định, từ thông ổn định, tín hiệu đầu kênh y xác định moment Trong trờng hợp này, sơ đồ cấu trúc ĐCKĐB giống nh sơ đồ cấu trúc động chiều Để thực điều kênh x cần phải tổng hợp điều chỉnh từ thông, đầu vào trì tín 34 hiệu ổn định, kênh y tổng hợp điều chỉnh dòng vận tốc Sơ đồ cấu trúc hệ thống tần số kín với phơng pháp điều khiển vector đợc hình 8.20 Hình 8.20 Mô hình sơ đồ mô cấu trúc hệ kín điều khiển vecto ĐCKĐB Trong kênh ®iỊu chØnh tõ th«ng roto, nh ®· biÕt TR >> Ts' , điều chỉnh từ thông thích hợp điều chỉnh dạng PI, với hàm truyÒn W pψ ( s ) = k pψ (TR s + 1) TR s , ®ã ®Ĩ thùc kênh tối u theo modul hệ số khuếch đại điều chỉnh đợc tính toán từ điều kiện: k p = r 2T k RR koc.ψ (8.32) ' s R Nh vËy bé ®iỊu chØnh PI bï sù liªn hƯ chÐo kªnh x Để bù ảnh hởng chéo kênh y lựa chọn điều chỉnh PI với hàm truyền W pi ( s) = k pi (Ts' s + 1) Ts' s Khi hàm truyền vòng kín dòng điện kªnh y sÏ b»ng: 35 Wi ( s ) = koc.i ' s Tr s +1 k pi koc.i ≈ koc.i Khi k pi >> (8.33) Khi có liên hệ bù chéo kênh y tạo moment hoàn toàn tơng tự nh hệ thống chiều Để tạo hệ thống có tính vô hớng theo tốc độ, cần phải chọn điều chỉnh tốc độ dạng PI có hàm truyền nh sau: W pω ( s ) = k pω (Tp s + 1) Tp s (8.34) Khi hàm truyền hệ thống theo tác động nhiễu b»ng: W ' (s) = Tpω s Tpω s − koc.i −koc.i ≈ 1.5 pk R koc.ω k pω Tpω Jkoc.i 1.5 pk R koc.ω k pω Tpω s + Khi k pω >> s + Tpω s + koc.ω k pω (8.35) Sù gi¶m tèc độ có tác động moment đợc xác định theo biÓu thøc sau: ∆ωm = −koc i ∆M L 1.5 pk R koc ω k pω (8.35) BiÓu thøc làm sở xác định hệ số khuếch đại điều chỉnh tốc độ Mô hình mô hệ thống điện ĐCKĐB với điều chỉnh tốc độ từ thông theo phân tích đợc đa hình.8.24 có đa thêm mô hình hệ thống chiều để so sánh 36 Hình.8.21.Mô hình hệ thống điều khiển vecto ĐCKĐB hệ thống chiều tơng đơng Trên hình.8.22 đa kết mô hệ thống trạng thái nhỏ Các trình độ trạng thái lớn hình.8.23 So sánh kết hệ thống điều khiển vecto ĐCKĐB hệ thống chiều tơng đơng đợc tính đồng nhât hoàn toàn tín hiệu điều khiển nhỏ lớn 37 Hình.8.22 Các trình độ trạng thái nhỏ hệ thống kín điều khiển vecto ĐCKĐB 38 Hình.8.23 Các trình độ trạng thái lớn hệ thống kín điều khiển vecto ĐCKĐB 6.5.2 Điều khiển vecto tần số - dòng điện Thực chế độ nguồn dòng nghịch lu đợc thực nh mô tả mục (6.4.1), đa vào phần tử rowle, đầu vào chúng đợc đa đến sai số tín hiệu điều khiển tín hiệu từ cảm biến dòng thực tế động Sơ đồ mô cấu trúc hệ kín điều khiển vecto tần số dòng điện, điều khiển từ nghịch lu nguồn dòng với tần số đầu đợc xác định biểu thức (8.18), đa hình.2.24 Chú ý tần số đầu nghịch lu đợc tạo phụ thuộc vào giá trị biến trạng thái hệ thống i Sy , pυ ,ψ Rx Trong hÖ thèng cã hai kênh, kênh xác định từ thông động cơ, kênh lại xác định moment Tổng hợp ®iỊu chØnh x©y dùng hƯ thèng cã cÊu tróc lệ thuộc kênh, đợc thực tơng ứng nh mô tả Trong kênh từ 39 thông lùa chän bé ®iỊu khiĨn P víi hƯ sè khch đại k x = 700 , kênh tốc độ tổng hợp với điều chỉnh PI có tham sè k Пω = 10, k Иω = 400 H×nh.8.24 Mô hình mô sơ đồ cấu trúc hệ kín điều khiển ĐCKĐB tần số dòng điện với điều khiển vecto Các hệ số truyền điều chỉnh ®ỵc lùa chän cho h»ng sè thêi gian kênh điều khiển từ thông nhỏ số thời gian kênh điều khiển tốc độ Mô hình truyền ®éng ®iƯn ®ång thêi víi c¸c bé ®iỊu chØnh tèc độ từ thông với giới hạn đợc mô tả nh hình 8.25 để so sánh, sử dụng mô hình tơng đơng hệ thống chiều 40 Hình.8.25 Mô hình mô sơ đồ cấu trúc hệ kín điều khiển ĐCKĐB tần số dòng điện với điều khiển vecto hệ thống chiều tơng đơng Trên hình.8.26 kết mô hệ thống trạng thái nhỏ, theo moment, tốc độ từ thông Các trình độ hệ thống trạng thái lớn nh hình.2.27 Cấu trúc đơn giản nhng tơng đối đầy đủ hệ truyền động kín ĐCKĐB nhận đợc từ mô tả toán học, cần thiết cho tất biến đổi, là: -Biến đổi hệ thống tọa độ; -Định hớng hệ thống tọa độ theo trục từ thông roto; -Lý tởng hóa nguồn dòng nuôi máy điện Mô tả toán học, sơ đồ cấu trúc mô hình đợc xem xét tơng ứng với mô tả theo thành phần phẳng (tuyến tính) không tính đến đặc tính xung điện áp đầu nghịch lu 41 Hình.8.26 Các trình độ hệ kín điều khiển vecto tần số dòng điện ĐCKĐB trạng thái nhỏ 42 Hình.8.27 Các trình độ hệ kín điều khiển vecto tần số dòng điện ĐCKĐB trạng thái lớn 6.6 mô hình Hệ thống ảo điều khiển vecto tần số dòng điện trực quan Chúng ta xem xét mô hình chức thực Hành lang dong điện sử dụng nghịch lu điện áp, tần số đầu nghịch lu đợc xác định công thức (8.18) Mô hình mô hệ thống đa nh hình.8.28 Trong mô hình cho thực hệ thống tọa độ quay định hớng theo từ thông roto Các điều chỉnh kênh từ thông tốc ®é cã cïng tham sè nh hƯ thèng h×nh.8.24 Hành lang dòng điện đợc thực nhờ phần tử role Relay đầu vào điều khiển (PWM Generator) nghịch lu phản hồi âm theo dòng điện Hình.8.28 Mô hình mô ảo hệ thống điều khiển vecto tần số dòng điện Trong hệ thống thực tế từ thông roto đợc xác định cảm biến Hall, đợc tính toán tơng ứng với phơng 43 trình (8.19) theo biểu thức sau: Rx = k R rR TR i Sx + TR s (8.37) Trong biểu thức này, giá trị dòng i Sx đợc xác định sở giá trị thực cảm biến dòng Mô hình mô hình.8.28 bao gồm: -Máy điện không đồng ảo; -Nghịch lu ba pha có sở transistors IGBT (Khối Universal Bridge); -Khối ABC-XY XY-ABC nh hình.8.29 thực biến ®ỉi tõ täa ®é cè ®Þnh pha sang hƯ tọa độ quay pha ngợc lại tơng ứng với nguyên tắc giải thích từ mục -Khối xác định góc quay hệ thống tọa độ (Khối Teta Caculation) nh hình.8.30 Khối xác định tần số đầu nghịch lu tơng ứng với biểu thức (8.18), có trờng hợp trục tọa độ quay hệ thống đợc ®Þnh híng theo qui ®Þnh (ψ R = ψ RX , RY = ) -Khối tính toán từ thông roto tơng với biểu thức (8.37) (Flux Caculator) nh hình.8.31 -Khối đặt từ thông (Khối Phir*) điều chỉnh dòng theo trục x (Khối Phir Controler) -Khối đặt tốc độ (Speed*) điều chỉnh tốc độ (Speed Controler) Các trình độ theo tốc độ, moment từ thông đợc đa nh hình.8.32, 8.33 Các kết trùng với kết nhận đợc theo mô hình toán học hình.8.26, 8.27 Hình.8.29 Khối biến đổi 44 Hình.8.30.Khối tính toán góc quay hệ thống tọa độ Hình.8.31.Khối tính toán từ thông roto Hình.8.32.Các trình độ hệ thống mô truyền động điện ảo điều khiển vecto trạng thái nhỏ 45 Hình.8.32.Các trình độ hệ thống mô truyền động điện ảo điều khiển vecto trạng thái lớn 6.7 Quá trình điện từ hệ thống truyền động không đồng Các trình điện từ HTĐKĐB kín xác định đặc tính lợng đợc nghiên cứu chế độ xác lập bỏ qua xung động dòng điện cao tần mà gây đặc trng xung điện áp đầu nghịch lu (phân tích theo thành phần "bằng phẳng") Trờng hợp này, tham số điện từ phụ thuộc vào quy luật điều khiển không phụ thuộc vào phơng pháp thực quy luật (vô hớng hay véc tơ) Ta xét việc tính toán đặc trng quy luật phổ biến giữ từ thông không đổi rôto Phân tích cách tiện lợi tiến hành theo hệ toạ độ quay, tất tham số trạng thái điện từ không đổi đạo hàm chúng Mô tả toán học ĐCKĐB chế độ xác lập nhận đợc từ 46 phơng trình (8.17) với điều kiện: iSx = I Sx = const , iSy = I Sy = const , ϕ Rx = Ψ Rx = const , ψ Ry = 0, u Sx = U Sx = const , uSy = U Sy = const kR / U Sx = rI Sx − ωK LS I Sy − T Ψ Rx R U = rI + ω L/ I + k pω Ψ Sy K S Sx R m Rx Sy (8.38) 0 = − k R RR I Sx + T Ψ Rx R 0 = − k R I + (ω − pω )Ψ R R Sy k m Rx (8.39) TÊt c¶ tham số đại lợng tơng đối, từ phơng trình cuối tìm đợc giá trị dòng ®iƯn trªn trơc x, y: I Sx = Ψ Rx Ψ I Sy = (ω K − pωm ) Rx , k R RRTR k R RR (8.40) H×nh chiÕu điện áp stato tìm đợc từ phơng trình đầu hệ (8.38): U Sx = rS Rx ; rR k RTR U Sy = (α k k R2 + β k rS Ψ Rx ) rR k R (8.41) Điện áp cực đại stato: U m = U Sx2 + U Sy2 (8.42) C¸c biĨu thức để xác định đặc trng điện từ lại đợc xếp bảng 8.2 Bảng 8.2 Dòng điện cực đại stato Im Độ lệch pha điện áp dòng stato Dòng điện trung bình transistor nghịch lu Dòng điện hiệu dụng transistor nghịch lu Dòng điện trung bình điốt nghịch lu Dòng điện hiệu dụng điốt nghịch lu Dòng điện trung bình 47 I Sx2 + I Sy2 arctg U Sy U Sx − arctg I T cp Im (1 + cos ϕ ) 2π IT Im φ sin 2φ × 1− + π 2π I D cp Im (1 − cos φ ) 2π ID Im φ sin 2φ × − π 2π I I m cos φ I Sy I Sx nguồn Các biểu thức hình chiếu dòng điện điện áp dễ dạng nhận đợc qui luật khác điều khiển ĐCKĐB Sau xác định đợc đặc tính điện từ lại theo biểu thức bảng Chú ý hệ thống không đồng qui luật điều khiển ảnh hởng đến trình điện từ liên hệ mật thiết với chúng đặc tính lợng Thuật toán tính đặc trng điện từ theo trình tự: 1.Đặt tần số đầu bé nghÞch lu ≤ ωk ≤ ωNOM ; 2.Đặt tốc độ động dải m NOM m k ; p 3.Đặt giá trị độ trợt tuyệt đối = k pm Tính toán giá trị dòng áp theo biểu thức nh bảng Các đặc tính tĩnh hệ thống không đồng đợc xác định nhờ mô hình mô ảo trực quan 48 ... 0.102 Kgm , p=2 Các hệ số cho phơng trình mô 8.12 đợc trình bày bảng 8.1 Bảng 8.1 Các hệ r TR kR TS1 L'S số Đơn tính Giá trÞ vÞ Ом 0.42 s s 0.00 0.29 Hz 0.98 0.001 85 46 56 48 96 Mô hình ĐCKĐB... thiết kế liên hệ với tổng hợp hệ thống điều khiển, mà tổng hợp hệ thống điều khiển vào mô tả toán học tổng hệ thống điện Mô tả toán học đợc biểu diễn phơng trình (3.12) Nghiên cứu hệ thống điều... đa hình 8.3 Tại thời điểm t=0, đầu vào mô hình, đa vào điện áp uS = U1 cos ω1t , uS β = U1 sin ω1t , khởi động 15 Hình 8.3 Mô hình ĐCKĐB hệ tọa độ tĩnh Các kết mô đợc đa hình 8.4 Chúng cho thấy