http://www.ebook.edu.vn
Bài giảng Hệ Thống Điều Khiển Số (ĐCKĐB) T©B
Chöông 2: Hệ qui chiếu quay II.1
Chương 2: HỆ QUI CHIẾU QUAY
I. Hệ qui chiếu quay
Trong mặt phẳng của hệ tọa độ αβ, xét thêm một hệ tọa độ thứ 2 có trục
hoành d và trục tung q, hệ tọa độ thứ 2 này có chung điểm gốc và nằm lệch đi một
góc θ
s
so với hệ tọa độ stator (hệ tọa độ αβ). Trong đó,
dt
d
a
a
θ
ω
=
quay tròn quanh
gốc tọa độ chung, góc θ
a
= ω
a
t + ω
a0
. Khi đó sẽ tồn tại hai tọa độ cho một vector
trong không gian tương ứng với hai hệ tọa độ này. Hình vẽ sau sẽ mô tả mối liên hệ
của hai tọa độ này.

Hình 2.1: Chuyển hệ toạ độ cho vector không gian
s
u

cosusinujsinucosuu
θθθθ
αβ
++−=
r(
)
(
)
a
j
dq
saasqsd
eusinjoscjuu
θ
θθ
r
=++= (1.13)
Hay
a
j
dq
ss
euu
θ
αβ
r
r

s
u
r
u
sα
d
j
q

u
sd
u
sq

θ
a
dt
d
a
a
θ
ω
=
s
ω
u
sα
= u
sd
cosθ

sinθ
a
+ u
sβ
cosθ
a

http://www.ebook.edu.vn
Bi ging H Thng iu Khin S (CKB) TâB
Chửụng 2: H qui chiu quay II.2

II. Biu din cỏc vector khụng gian trờn h ta t thụng rotor
Mc ny trỡnh by cỏch biu din cỏc vector khụng gian ca ng c khụng
ng b (CKB) ba pha trờn h ta t thụng rotor. Gi thit mt CKB ba
pha ang quay vi tc gúc
d
t
d

= (tc quay ca rotor so vi stator ng
yờn), vi l gúc hp bi trc rotor vi trc chun stator (qui nh trc cun dõy
pha A, chớnh l trc trong h ta ). Hỡnh 2.2: Biu din vector khụng gian
s
i
r
trờn h to t thụng rotor, cũn gi l
h to dq.

r
l gúc ca trc d so vi trc chun stator (trc ).
s
i
r
i
s
Cuoọn daõy
pha A
Cuoọn daõy
pha B
Cuoọn
daõy pha C
0

i
s
d
j
q

i
sd
i
sq

r

r


dạng vector
r
i
r
quay với tốc độ góc ω
sl
= 2πf
sl
, (ω
sl
= ω
s
- ω ≈ ω
r
- ω) so với vector
từ thông rotor
r
ψ
r
.
Trong mục này ta xây dựng một hệ trục tọa độ mới có hướng trục hoành
(trục d) trùng với trục của vector từ thông rotor
r
ψ
r
và có gốc trùng với gốc của hệ
tọa độ αβ, hệ tọa độ này được gọi là hệ tọa độ từ thông rotor, hay còn gọi là hệ tọa
dq. Hệ tọa độ dq quay quanh điểm gốc chung với tốc độ góc ω
r
≈ ω
Nếu biết được góc φ
r
thì sẽ xác định được mối liên hệ:
(1.17a)
(1.17b)
Theo hệ pt (???) và pt (1.17b) thì có thể tính được vector dòng stator thông
qua các giá trị dòng i
a
và i
b
đo được (hình 1.7).
s
s
i
r

= i
sα
+ j i
sβ
f
s
i
r


Hình 2.3: Thu thập giá trị thực của vector dòng stator trên hệ tọa độ dq.
Tương tự như đối với vector dòng stator, có thể biểu diễn các vector khác
của ĐCKĐB trên hệ tọa độ dq:

(1.18a)
(1.18b)
(1.18c)
(1.18d)
(1.18e) Tuy nhiên, để tính được i
sd
và i
sq
thì phải xác định được góc φ
r
, góc φ
r
được
xác định thông qua ω
r
= ω + ω
sl
. Trong thực tế chỉ có ω là có thể đo được, trong khi
(tốc độ trượt) ω
sl

r
, cùng với hệ tọa độ dq quanh (gần) đồng bộ với nhau với
tốc độ ω
r
quanh điểm gốc, do đó các phần tử của vector
f
s
i
r
(i
sd
và i
sq
) là các đại
ĐC KĐB
==
3~
Udc
Điều
khiển
M
3~
abc
Nghịch
lưu
2=
3
i
sa
i

s
u
r

= u
sd
+ j i
sq
f
r
i
r

= i
rd
+ j i
rq

sqsd
f
s
jψ+ψ=ψ
r

rqrd
f
r
jψ+ψ=ψ
r


(Hai phương trình trên sẽ được chứng minh trong chương sau).
với: T
e
momen quay (momen điện) của động cơ
L
r
điện cảm rotor
L
m
hỗ cảm giữa stator và rotor
p số đôi cực của động cơ
T
r
hằng số thời gian của rotor
s toán tử Laplace
Phương trình (1.20a) cho thấy có thể điều khiển từ thông rotor
rrd
ψ=ψ
r

thông qua điều khiển dòng stator i
sd
. Đặc biệt mối quan hệ giữa hai đại lượng này là
mối quan hệ trễ bậc nhất với thời hằng T
r
.
Nếu thành công trong việc áp đặt nhanh và chính xác dòng i
sd
để điều khiển ổn
định từ thông

(1.21b) Khi đó, phương pháp mô tả ĐCKĐB ba pha tương quan giống như đối với
động cơ một chiều. Cho phép xây dựng hệ thống điều chỉnh truyền động ĐCKĐB
ba pha tương tự như trường hợp sử dụng động cơ điện một chi
ều. Điều khiển tốc độ
ĐCKĐB ba pha ω thông qua điều khiển hai phần tử của dòng điện
s
i
r
là i
sd
và i
sq
.

sd
r
m
rd
i
sT1
L
+
=ψ

dt
d
P