Thiết Kế Môn Học Tổng Hợp Hệ Điện Cơ
Trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam
Khoa Điện – ĐTTB
Bộ Môn Điện Tự Động Công Nghiệp
Thiết Kế Môn Học Tổng Hợp Hệ Điện Cơ
Tên đề tài:
Mô Hình Mô Phỏng Máy Điện Đồng Bộ Ba Pha
Kích Thích Độc Lập
Giáo viên hướng dẫn: Phạm Tâm Thành.
Sinh viên thiết kế: Bùi Đức Cường
Ngày 14 tháng 11 năm 2008
Sinh viên:
Bùi Đức Cường
Bùi Đức Cường _ ĐTĐ – 46 ĐH2
Thiết Kế Môn Học Tổng Hợp Hệ Điện Cơ
Mục lục
Lời nói đầu.
Chương 1: Mô tả chung
Chương 2: Mô hình hóa
Kết luận.
Bùi Đức Cường _ ĐTĐ – 46 ĐH2
Thiết Kế Môn Học Tổng Hợp Hệ Điện Cơ
Lời nói đầu
Ngày nay việc thực hiện tự động hóa trong công nghiệp và trong dân
dụng là một nhu cầu thiết yếu để phát triển sản xuất cũng như nâng cao chất
lượng sản phẩm, đối với 1 hệ truyền động điện yêu cầu phải điều khiển và
quan sát được .
Việc thực hiện điều khiển, quan sát các chuyển động của các đặc tính
bên trong và bên ngoài(như dòng điện, tốc độ, momen,…) không chỉ thực
hiện bằng cách đo các thông số rồi về tính và lập đặc tính, mà dưới sự hỗ trợ
của máy tính ta có thể mô phỏng cả hệ thống, công cụ hỗ trợ đắc lực nhất là

Thiết Kế Môn Học Tổng Hợp Hệ Điện Cơ
2. Động cơ điện đồng bộ
Các động cơ điện xoay chiều dùng nhiều trong sản xuất thường là
những động cơ điện không đồng bộ, vì loại động cơ này có đặc điểm cấu tạo
đơn giản, làm việc chắc chắn, bảo quản dễ dàng và giá thành hạ. Tuy nhiên
các động cơ điện đồng bộ trong thời gian gần đây cũng được sử dụng nhiều
và cũng có thể so sánh với động cơ không đồng bộ trong lĩnh vực truyền
động điện.
Bùi Đức Cường _ ĐTĐ – 46 ĐH2
Thiết Kế Môn Học Tổng Hợp Hệ Điện Cơ
Ưu điểm:
Động cơ điện đồng bộ có khả năng làm việc ở chế độ cosϕ = 1, và không
cần lây công suất phản kháng từ lưới điện, nên hệ số công suất của lưới điện
được nâng cao, làm giảm điện áp rơi và tổn hao công suất trên đường dây.
Động cơ điện đồng bộ ít chịu ảnh hưởng của điện áp lưới do moomen tỷ lệ
với điện áp U, còn động cơ di bộ có moomen tỷ lệ với bình phương điện áp
U.
Nhược điểm:
Cấu tạo của động cơ đồng bộ phức tạp, đòi hỏi phải có nguồn kích từ, việc
khởi động phức tạp, việc thay đổi tốc độ chỉ có thể thực hiện được nhờ thay
đổi tần số của nguồn điện.
3. Động cơ điện đồng bộ kích thích đồng bộ
Thường được ứng dụng trong những trường hợp yêu cầu công suất lớn.
Chương 2: Mô hình hóa
Bùi Đức Cường _ ĐTĐ – 46 ĐH2
Thiết Kế Môn Học Tổng Hợp Hệ Điện Cơ
1. Khái quát chung về mô hình động cơ điện đồng bộ kích thích độc
lập.
Do tính chất phức tạp của mô hình toán học của động cơ đồng bộ kích thích
độc lập khi xây dựng trên hệ tọa độ cố định a,b,c nên người ta chuyển đổi mô

0 cba
cb
s
d
cba
s
q
uuuu
uuu
uuuu
++=
−=
−−=
Bước 2: tạo điện áp trên trục dq gắn với rotor
r
s
qr
s
dq
r
s
qr
s
dd
uuu
uuu
θθ
θθ
cos*sin*
sin*cos*

sin()
3
2
sin(sin(
3
2
0 cba
rcrbraq
rcrbrad
uuuu
uuuu
uuuu
++=
Π
−+
Π
−+=
Π
−+
Π
−+=
θθθ
θθθ
Trong Matlab ta dung khối sau để biến đổi:
ở đây: a,b,c là đầu vào điện áp.
Sin-cos là đầu vào góc θ
dq, u
0
là đầu ra.
Bùi Đức Cường _ ĐTĐ – 46 ĐH2

+=
- Đối với mạch khởi động cuộn dây:
dt
d
iRu
dt
d
iRu
Q
QQQ
D
DDD
ϕ
ϕ
+=
+=
- Phương trình mô men:
c
sdsqsqsd
M
dt
d
jM
iipM
+=
−=
ω
ϕϕ
)(
2

Thiết Kế Môn Học Tổng Hợp Hệ Điện Cơ
QQq
DDkD
kDktkd
qDsq
dDdksd
LL
LLL
LLL
LL
LLL
L
000
00
00
000
00
=
L
sd
, L
sq
, L
kt
, L
D
, L
Q
là điện cảm theo các trục. L
dD

sd
sq
sqssq
sq
sd
sdssd
dt
d
iRu
dt
d
iRu
ωϕ
ϕ
ωϕ
ϕ
++=
−+=
c
sdsqsqsd
M
dt
d
jM
iipM
+=
−=
ω
ϕϕ
)(

= 1.56 Ω => L
sq
= X
q
/
ω
= 0.00497
Mc = 0.008
ω
b
: là tốc độ đồng bộ.
Bùi Đức Cường _ ĐTĐ – 46 ĐH2
Thiết Kế Môn Học Tổng Hợp Hệ Điện Cơ
Mô hình mô phỏng:
Các khối cơ bản:
Khối tạo tín
hiệu không đổi
Khối tạo tín
hiệu 1(t)
Khối tạo tín hiệu sin
Khuếch đại
Tích phân
Cộng
Nhân
mux
Demux
Hiển thị
Chuyển dổi điện áp
Điện áp 3 pha a,b,c:
Bùi Đức Cường _ ĐTĐ – 46 ĐH2

- Khái quát chung về vấn đề động cơ không đồng bộ.
- Mô phỏng động cơ không đồng bộ.
Tài liệu tham khảo:
[1]. Điều chỉnh tự động truyền động điện – Bùi Quốc Khánh,
Nguyễn Văn Liễn,… - Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
[2]. Điều khiển tự động truyền động điện xoay chiều 3 pha –
Ts. Nguyễn Phùng Quang – Nhà xuất bản giáo dục.
[3]. Matlab & Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động –
Ts. Nguyễn Phùng Quang – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
Bùi Đức Cường _ ĐTĐ – 46 ĐH2