SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THÀNH ĐOÀN
TP. HỒ CHÍ MINH TP. HỒ CHÍ MINH
CHƯƠNG TRÌNH VƯỜN ƯƠM
SÁNG TẠO KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TRẺ
\[ * \[
B
B
Á
Á
O
OC
C
Á
Á
O
NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH
BỘ BIẾN TẦN CHO PHÒNG THÍ NGHIỆM CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI:
TRẦN CÔNG BINH
CƠ QUAN CHỦ TRÌ: Trung tâm Phát triển Khoa học và Công nghệ Trẻ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
THÁNG 5/ 2009
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm
I
đã thực hiện
Nghiên cứu áp dụng phương pháp điều khiển
mô hình nội (Internal Model Control - IMC)
trong lĩnh vực điều khiển tốc độ động cơ không
đồng bộ ba pha. Sử dụng phương pháp ước
lượng từ thông trong việc điều khiển vòng kín
tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha. Mô
phỏng khảo sát thuật toán trên Matlab-
Simulink.
Đã xây dựng thuật toán
điều khiển tốc độ động
cơ
3 pha dùng mô hình
nội và mô phỏng thành
công.
Thiết kế và chế tạo bộ biến đổi công suất dùng
cầu MosFET cân bằng cho động cơ 3 pha công
suất trung bình (Voltage Source Inverter - VSI).
Đã chế tạo thành công bộ
VSI cho động cơ công
suất 0.5HP, 220V. Cho
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm
II
Bao gồm mạch công suất và mạch kích cho cầu
MosFET cần bằng. Thiết kế các mạch sử dụng
các kỹ thuật đo lường hồi tiếp hiện đại.
phép điều khiển tần số,
biên độ điện áp và đo
được tốc độ, dòng điện.
Viết phần mềm điều khiển tự động theo thời
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm
III
TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Đề tài nghiên cứu và chế tạo thử nghiệm mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm.
Dựa vào nguyên lý điều khiển mô hình nội của [1], đề tài xây dựng hệ thống điều
khiển tốc độ động cơ không đồng bộ (ĐCKĐB) ba pha dùng mô hình nội phi tuyến.
Mô hình thuận và mô hình ngược là các mô hình phi tuyến của ĐCKĐB trong hệ
tọa độ từ thông rotor. Giải thuật điều khiển
được cài đặt trên bộ xử lý DSP (Digital
Signal Processing) TMS320LF2407A của Texas Instruments. Kết quả thực nghiệm
cho thấy mô hình có đáp ứng tốc độ tốt và bền vững. Mô hình này đã được sử dụng
làm mô hình thí nghiệm cho sinh viên, học viên cao học tại phòng thí nghiệm Kỹ
Thuật Điện, Trường ĐH Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh. Đây còn là mô hình thử
nghiệm các thuật toán điều khiển các loại động cơ khác hay các bộ biến đổi năng
lượ
ng. Abstract
This project researchs and makes an experimental inverter model for the
laboratory. Based on the internal model control (IMC) principle, the research
develops a nonlinear internal model controller for 3-phase induction motor. Both
forward and inverse models are nonlinear in the rotor flux coordinate. The
controller has been implemented using the TMS320LF2407A DSP. Experimental
results show that the model has good performances and robustness. This model is
used as an experimental model for undergraduate and graduate students in the
Electrical Engineering Laboratory, HoChiMinh city University of Technology. This
is experimental model for researchers to test new control algorithm for other kind of
1.4.1. Ý nghĩa khoa học 12
1.4.2. Khả năng ứng dụng 12
CHƯƠNG II. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13
2.1. Xây dựng thuật toán điều khiển bộ biến tần dùng phương pháp mô hình nội
(IMC) 13
2.1.1. Mô hình động cơ không đồng bộ ba pha 13
2.1.1.1. Biểu diễn vector không gian cho các đại lượng 3 pha 13
2.1.1.2. Biểu diễn vector không gian trên hệ quy chiếu quay 15
2.1.1.3. Biểu diễn vector không gian trên hệ tọa độ từ thông rotor 16
2.1.1.4. Một số qui ước ký hiệu dùng cho điều khiển ĐCKĐB ba pha 19
2.1.1.5. Các phương trình cơ bản của ĐCKĐB ba pha 21
2.1.1.6. Mô hình liên tục của ĐCKĐB ba pha trên hệ tọa độ stator 22
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm
V
2.1.2. Thuật toán điều khiển động cơ KĐB ba pha dùng phương pháp điều
khiển mô hình nội (IMC) 25
2.1.2.1. Giới thiệu phương pháp điều khiển mô hình nội (IMC) 26
2.1.2.2. Giới thiệu thuật toán điều khiển động cơ dùng phương pháp IMC 28
2.1.2.3. Mô hình của ĐCKĐB ba pha trên hệ tọa độ từ thông rotor 30
2.1.2.4. Mô hình ngược của ĐCKĐB trên hệ tọa độ từ thông rotor 33
2.1.2.5. Bộ chuyển đổi từ hệ tọa độ dq sang hệ tọa độ αβ 35
2.1.2.6. Bộ lọc mô hình nội (IMC) 37
2.1.2.7. Bộ ước luợng từ thông rotor dùng khâu quan sát (observer) 38
2.1.3. Mô phỏng thuật toán điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha dùng
phương pháp mô hình nội trên Matlab Simulink 42
2.1.4. Kết quả mô phỏng thuật toán điều khiển tốc độ động cơ 45
2.1.4.1. Đáp ứng của hệ thống điều khiển động cơ KĐB ba pha dùng phương
2.2.3.1. Lập trình DSP cài đặt giải thuật điều khiển biến tần dùng IMC 73
2.2.4. Lập trình giao tiếp máy tính và khảo sát đáp ứng của bộ biến tần 74
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm
VI
2.2.5. Đáp ứng thực nghiệm của bộ biến tần dùng phương pháp IMC 77
2.2.6. Mô hình bộ biến tần dùng cho phòng thí nghiệm 80
CHƯƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 84
3.1. Kết quả của đề tài 84
3.1.1. Thuật toán điều khiển bộ biến tần dùng phương pháp mô hình nội 84
3.1.2. Mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm 85
3.2. Ứng dụng kết quả của đề tài 88
3.3. Công bố kết quả của đề tài 91
3.4. Đánh giá kết quả đề tài 92
CHƯƠNG IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 93
4.1. Kết luận 93
4.2. Đề nghị 93
PHỤ LỤC 1: BÀI BÁO 94
TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm
VII
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
VIẾT TẮT THUẬT NGỮ TIẾNG VIẾT
DSP Digital Signal Processing
DTC Direct Torque Control
(Điều khiển moment trực tiếp)
ĐCKĐB Động Cơ Không Đồng Bộ
FOC Field Oriental Control
TT TÊN HÌNH ẢNH TRANG
1
Hình 1.1: Một số hệ thống truyền động điện cần dùng biến tần
điều khiển động cơ
4
2
Hình 1.2: Biến tần MM4 (Siemens) và Biến tần
160S (Allen Bradley)
5
3
Hình 1.3: Mô hình điều khiển động cơ KĐB ba pha dùng biến
tần của De Lorenzo (Italy, 35.000EUR)
6
4
Hình 1.4: Mô hình điều khiển động cơ KĐB ba pha dùng biến
tần của LUCAS-NÜLLE (Đức, 30.000EUR)
6
5
Hình 1.5: Mô hình điều khiển động cơ KĐB ba pha dùng biến
tần của EDIBON (Tây Ban Nha, 10.000EUR)
6
6
Hình 1.6: Mô hình điều khiển động cơ KĐB ba pha dùng biến
tần của K&H (Đài Loan, 10.000USD)
7
7
Hình 1.7: Sử dụng biến tần trong dây chuyền sản xuất của công
ty Kimberly Clark (VSIP) và tại cần trục của trạm nghiền xi
i
r
từ hệ tọa
độ αβ sang hệ tọa độ dq và ngược lại.
16
14
Hình 2.5: Biểu diễn vector không gian
s
i
r
trên hệ toạ độ từ
thông rotor
r
ψ
r
(dq).
17
15
Hình 2.6: Thu thập giá trị thực của vector dòng stator trên hệ
tọa độ dq.
18
16
Hình 2.7: Mô hình đơn giản của động cơ KĐB ba pha.
19
17 Hình 2.8: Sơ đồ khối ĐCKĐB ba pha trên hệ tọa độ αβ. 25
18
Hình 2.9: Hệ thống điều khiển dùng mô hình nội.
26
19
Hình 2.10: Bộ lọc IMC.
sát.
41
28
Hình 2.19: Sơ đồ khối bộ ước lượng từ thông rotor dùng khâu
quan sát.
42
29
Hình 2.20: Hệ thống điều khiển ĐCKĐB dùng bộ dùng phương
pháp IMC.
43
30
Hình 2.21: Đáp ứng của hệ thống với mô hình lý tưởng.
45
31
Hình 2.22: Đáp ứng của hệ thống với mô hình lý tưởng.
46
32
Hình 2.23: Đáp ứng của hệ thống với mô hình có sai lệch.
47
33
Hình 2.24: Tác động của nhiễu lên hệ thống điều khiển
ĐCKĐB ba pha.
48
34
Hình 2.25: Đáp ứng của từ thông rotor ước lượng và từ thông
thực của động cơ dưới tác động của nhiễu.
49
35
Hình 2.26: Đáp ứng của hệ thống dưới tác động của nhiễu.
49
56
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm
XI
TT TÊN HÌNH ẢNH TRANG
44
Hình 2.35: Đáp ứng của hệ thống khi sử dụng PWM (5Khz).
56
45
Hình 2.36: Đáp ứng của hệ thống khi khi sử dụng PWM
(20Khz).
57
46
Hình 2.37: Đáp ứng của hệ thống khi sử dụng PWM (20Khz).
57
47
Hình 2.38: Sơ đồ mạch động lực của bộ biến tần cấp nguồn 1
pha
59
48
Hình 2.39: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển số ĐCKĐB ba pha
dùng DSP
59
49
Hình 2.40: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển số bộ biến tần
60
50
Hình 2.41: Bộ nghịch lưu nguồn áp ba pha (VSI)
60
51
Hình 2.43: Điều chế biên độ và góc vector không gian điện áp.
66
61
Hình 2.53: Sơ đồ nguyên lý mạch đo và lọc dòng điện pha A
66
62
Hình 2.54: Sơ đồ nguyên lý mạch hồi tiếp tốc độ dùng encoder
67
63
Hình 2.55: Sơ đồ nguyên lý mạch giao tiếp giữ biến tần và máy
tính
67
64
Hình 2.56: Sơ đồ mạch phím điều khiển và LED đơn hiển thị
trạng thái điều khiển
68
65
Hình 2.57: Sơ đồ nguyên lý mạch PIC18F4331 giao tiếp DSP
và hiển thị tốc độ động cơ
68
66
Hình 2.58: Sơ đồ nguyên lý mạch giao tiếp và hiển thị trên
LED 7 đoạn
69
67
Hình 2.58: Mạch giao tiếp và hiển thị trên LED 7 đoạn
69
68
Hình 2.59. Mạch điều khiển bộ biến tần cho phòng thí nghiệm
70
69
Hình 2.67: Giao diện thu thập dữ liệu và điều khiển từ máy tính
75
77
Hình 2.68: Hiển thị tốc độ trên LED 7 đoạn
76
78
Hình 2.69: Giao tiếp với biến tần, thu thập dữ liệu và điều
khiển từ máy tính
76
79
Hình 2.70: Mô hình tải dùng thử nghiệm biến tần điều khiển
động cơ
77
80
Hình 2.71: Đáp ứng tốc độ động cơ khi chạy vòng hở và không
tải.
78
81
Hình 2.72: Đáp ứng tốc độ động cơ khi chạy vòng hở và có tải.
78
82
Hình 2.73: Đáp ứng tốc độ động cơ khi chạy không tải.
78
83
Hình 2.74: Đáp ứng tốc độ động cơ khi chạy có tải.
78
84
Hình 2.75: Đáp ứng dòng điện hiệu dụng I
rms
khi chạy không
tiếp máy tính.
81
94
Hình 2.85: Đáp ứng tốc độ khi biến tần điều khiển động cơ
mang tải.
81
95
Hình 2.86: Đáp ứng dòng điện và tốc độ khi biến tần điều
khiển động cơ.
82
96
Hình 2.87: Thử nghiệm so sánh với các biến tần các hãng khác.
82
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm
XIII
TT TÊN HÌNH ẢNH TRANG
97
Hình 2.88: Đóng gói mô hình bộ biến tần cho phòng thí
nghiệm
83
98
Hình 3.1: Hệ thống điều khiển ĐCKĐB dùng bộ dùng phương
pháp IMC.
84
99
Hình 3.2: Đáp ứng của hệ thống khi khi sử dụng PWM
(5Khz).
84
100
Hình 3.11: Sinh viên trường quân sự Saint-Cyr (Pháp) làm
LVTN về bộ điều khiển động cơ tại PTN Kỹ Thuật Điện -ĐH
Bách Khoa TPHCM.
89
109
Hình 3.12: Sinh viên làm LVTN về bộ biến tần tại PTN Kỹ
Thuật Điện -ĐH Bách Khoa TPHCM.
90
110
Hình 3.13: Nghiên cứu sử dụng DSP điều khiển bộ nghịch lưu
tại PTN Kỹ Thuật Điện -ĐH Bách Khoa TPHCM.
90
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm
XIV
QUYẾT TOÁN KINH PHÍ
(Phần này Trung tâm Phát triển KHCN sẽ bổ sung)
Đề tài: NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH BỘ BIẾN TẦN CHO
PHÒNG THÍ NGHIỆM.
Chủ nhiệm: Trần Công Binh
Cơ quan chủ trì: Trung tâm Phát triển Khoa học và Công nghệ Trẻ
Thời gian đăng ký trong hợp đồng: 12.2005-12.2006
Tổng kinh phí được duyệt: 50 000 000 đ
Kinh phí cấp giai đoạn 1: ( ) (Theo thông báo số: /TB-KHCN ngày………)
Kinh phí cấp giai đoạn 2: ( ) (Theo thông báo số: /TB-KHCN ngày………)
TT Nội dung Kinh phí Trong đó
Ngân sách Nguồn
khác
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH BỘ BIẾN TẦN
CHO PHÒNG THÍ NGHIỆM.
Chủ nhiệm đề tài: Trần Công Binh
Cơ quan chủ trì: Trung tâm Phát triển Khoa học và Công nghệ Trẻ
Thời gian thực hiện đề tài: 12.2005-12.2006
Kinh phí được duyệt: 50 000 000 đ
Kinh phí đã cấp: theo TB số: TB-SKHCN ngày / /
Mục tiêu:
Xây dựng mô hình phục vụ thí nghiệm và nghiên cứu khoa học cho sinh
viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh tại Việt Nam trong lĩnh vực điều
khiển truyền động điện hiện đại. Nhằm mụ
c đích trang bị cho sinh viên các
kỹ thuật điều khiển hiện đại dùng kỹ thuật số (DSP) trong lĩnh vực điều
khiển tự động truyền động điện. Phục vụ công tác đào tạo nguồn nhân lực
làm chủ công nghệ điều khiển tự động hiện đại. Ứng dụng tại PTN Kỹ thuật
điện, Khoa Điện - Điệ
n Tử, ĐH Bách Khoa TpHCM.
Mô hình của đề tài dùng để kiểm tra các phương pháp khác trong điều khiển
động cơ. Phục vụ thí nghiệm và nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực điều
khiển truyền động điện hiện đại. Phát triển thành các bài thí nghiệm dành cho
học viên cao học. Ứng dụng tại PTN Kỹ thuật điện, Khoa Điện - Điện Tử,
ĐH Bách Khoa TpHCM.
Nội dung:
TT Công vi
ệc dự kiến
Công việc
thực trên nền bộ xử lý tín hiệu số (Digital Signal
Processor - DSP) TMS320LF2407A của Texas
Instruments. Lập trình trên phền mềm Code
Composer 4.12.
Đã lập trình DSP điều
khiển được tốc độ động
cơ 3 pha.
Thiết kế chế tạo mô hình thử nghiệm bộ điều
khiển thay đổi và ổn định tốc độ động cơ không
đồng bộ ba pha - bộ biến tần. Xây dựng hệ thống
thu thập dữ liệu về máy tính để khảo sát chất
lượng điều khiển.
Đã chế tạo thành công
mô hình bộ biến tần cho
phép điều khiển ổn đị
nh
tốc độ động cơ 0.5HP và
đo lường về máy tính.
Viết một bài báo trên một tạp chí khoa học kỹ
thuật quốc gia (Tạp chí Khoa học và Công nghệ
các trường đại học kỹ thuật).
Đã đăng 02 bài báo tạp
chí Khoa học và Công
nghệ các trường đại học
kỹ thuật, 02 bài báo hội
nghị trong nước, 03 bài
báo hội nghị nước ngoài
(PEDS'07 - IEEE).
Sản phẩm:
_ Ứng dụng kỹ thuật điều
khiển số (kỹ thuật DSP) hiện
đại chuyên dùng cho điều
khiển động cơ.
_ Truyền đạt kỹ thuật điều
khiể
n kỹ thuật số hiện đại
cho sinh viên trong trường
đại học.
Ứng dụng
được
Thành
công
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm 3
Mô hình bộ biến tần
điều khiển tốc độ
động cơ không đồng
bộ 3 pha 0,5HP,
220V, 50Hz,
2000RPM.
_ Dùng mô hình để kiểm tra
các phương pháp khác trong
điều khiển động cơ.
_ Mô hình phục vụ thí
nghiệm và nghiên cứu trong
lĩnh vực điều khiển truyền
động điện hiện đại tại phòng
nước, 03
bài báo hội
nghị nước
ngoài.
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm 4
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
1.1.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
• ĐCKĐB ba pha có ưu điểm là cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, dễ bảo trì, giá
thành rẻ hơn các loại động cơ khác nên được sử dụng nhiều nhất trong công
nghiệp. Thông thường theo công nghệ trước đây, động cơ KĐB ba pha
thường được vận hành bằng cách nối trực tiếp vào nguồn điện và vận hành
với tốc độ cố đị
nh. Việc thay đổi tốc độ khá khó khăn, thường chỉ có thể thay
đổi theo từng cấp tốc độ bằng cách thay đổi tỷ lệ truyền động như dùng hộp
số, rulo,… Điều này gây khó khăn cho việc ứng dụng vào các hệ thống cần
điều khiển thay đổi tốc độ liên tục (vô cấp) như thang máy, cần cẩu, băng
chuyền, cuộn giấy, cân động, cấp nước…. Ngày nay, các dây chuy
ền tự động
theo công nghệ hiện đại được trang bị thêm bộ điều khiển tốc độ động cơ cho
phép điều khiển thay đổi tốc độ vô cấp thông qua điều khiển thay đổi tần số
trong một số loại tải có đặc thù moment thay đổi liên tục. Nhưng trong nhiều
ứng dụng cụ thể, bộ biến tần cần được nghiên cứu cả
i thiện thêm nhiều về
phương pháp điều khiển để phù hợp với từng loại ứng dụng cụ thể. Hình 1.2: Biến tần MM4 (Siemens) và Biến tần 160S (Allen Bradley)
• Với mục đích phục vụ công tác đào tạo nhân lực trong các trường đại học, để
người học có thể sử dụng và nghiên cứu chế tạo các bộ điều khiển động cơ.
Bộ điều khiển động cơ không đồng bộ (ĐCKĐB) ba pha đã được ứng dụng
dưới dạng các mô hình thí nghiệ
m của các trường đại học trên thế giới (như
thiết bị giáo dục của các hãng nước ngoài: DeLozen, LUCAS-NÜLLE,
EDIBON, K&H, Labvolt,…). Vì là thiết bị giáo dục, ngoài khả năng điều
khiển được như thiết bị công nghiệp, mô hình cho phòng thí nghiệm còn phải
được cung cấp các công cụ để đo đạt, khảo sát, và thu thập số liệu về máy
tính. Vì vậy nên thiết bị giáo dục thường có giá thành rất cao. Dưới dây là
một số mô hình đ
iều khiển động cơ không đồng bộ ba pha (công suất 0.5HP)
dùng cho phòng thí nghiệm của một số nhà sản xuất nước ngoài.
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm 6
Hình 1.3: Mô hình điều khiển động cơ KĐB ba pha dùng biến tần của De Lorenzo
(Italy, 35.000EUR)
(Hình trên chụp tại phòng thí nghiệm Kỹ Thuật Điện, ĐH Bách Khoa TP.HCM)
Hình 1.4: Mô hình điều khiển động cơ KĐB ba pha dùng biến tần của LUCAS-
chí can thiệp để thay đổi cả phần cứng và phầm mềm (thuật toán) điều khiển
động cơ. Đề tài cũng sẽ sử dụng một phương pháp điều khiển động cơ khá
mới, phương pháp điều khiển dùng mô hình nội (Internal Model Control -
IMC) trong điều khiển động cơ. Phươ
ng pháp này chỉ mới được nghiên cứu
gần đây, chưa nhiều và chưa được ứng dụng trong các sản phẩm về điều
khiển động cơ trên thị trường.
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm 8
• Về phần cứng, mô hình điều khiển biến tần này sẽ sử dụng kỹ thuật điều
khiển động cơ nổi tiếng nhất hiện nay là bộ xử lý tín hiệu số DSP. Kỹ thuật
điều khiển dùng bộ xử lý tín hiệu số (Digital Signal Processing -DSP) đã và
đang được nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực về điều khiển vô
tuyến, truyền thông, âm thanh, xử lý ảnh, tự động hóa, robot,… Ngày nay, kỹ
thuật DSP cũng được ứng trong điều khiển biến đổi năng lượng, điều khiển
truyền động điện hay điều khiển động cơ ba pha. Điều khiển biến đổi năng
lượng dùng DSP là lĩnh vực đang được đầu tư nghiên cứu rất nhiều trong các
trường đạ
i học, các viện nghiên cứu và chiếm một thời lượng lớn trên các hội
nghị, tạp chí khoa học kỹ thuật trên thế giới. Gần đây, các hãng sản xuất vi
xử lý cũng đã cho ra các dãy sản phẩm chuyên dùng cho điều khiển động cơ
3 pha dùng kỹ thuật DSP như Texas Instruments, Analog Device, Motorola,
Microchip, Philip, Atmel,…. Đề tài này sẽ sử dụng CHIP của Texas
Instruments, hãng đang chiếm thị phần lớn nhất trong lĩnh vực này.
1.1.1. Tình hình nghiên cứ
u trong nước
• Trong nước, bộ biến tần điều khiển tốc độ động cơ KĐB ba pha được sử
Đức Thắng, ĐH Cần Thơ,…) với giá thành rất
cao (10–40 ngàn USD/bộ).
Hình 1.9: Thí nghiệm sử dụng biến tần tại phòng thí nghiệm Kỹ Thuật Điện, ĐH
Bách Khoa TP.HCM
• Tuy nhiên, các mô hình thí nghiệm nhập ngoại đã được đóng gói tích hợp,
người học chỉ có thể tiếp cận cách thức sử dụng biến tần với các phương
pháp điều khiển được cài đặt sẵn. Các mô hình này không cho phép người
học tiếp cận điều chỉnh ph
ần cứng (board mạch, bộ xử lý) và phần mềm
(thuật toán) điều khiển. Vì vậy người học rất khó đi sâu nghiên cứu, tiếp cận
thiết kế phần cứng và các phương pháp điều khiển thay đổi và ổn định tốc độ
động cơ. Vì vậy các chức năng cao cấp của biến tần chưa được giảng dạy đầy
đủ trong các trường đại họ
c, người học chưa có điều kiện để hiểu rõ và sử
dụng tốt các hệ thống truyền động điện dùng biến tần trong các nhà máy.
Nghiên cứu và chế tạo mô hình bộ biến tần cho phòng thí nghiệm 10
1.2. Nhu cầu thực hiện đề tài
• Trong các nhà máy hiện đại, các hệ thống truyền động điện sử dụng nhiều
nhất là động cơ KĐB ba pha. Các dây chuyền hiện đại, để nâng cao chất
lượng điều khiển và năng suất, tăng tính linh động của hệ thống, tiết kiệm
năng lượng,… thường sử dụng biến tần điều khiển cho động cơ KĐB ba pha.
Đặt ra yêu cầ
u các trường đại học phải đưa vào chương trình đào tào các kỹ
thuật điều khiển dùng biến tần để giảng dạy cho sinh viên/ học viên. Các mô
hình thí nghiệm và nghiên cứu nhập ngoại các giá thành khá cao, lại được
động điện hiện đại dùng biến tần; phục vụ đào t
ạo nguồn nhân lực sử dụng
và nghiên cứu chế tạo biến tần. Hay có thể ứng dụng các kỹ thuật này trong
các bộ điều khiển động cơ khác, hay trong các thiết bị biến đổi năng lượng
như năng lượng tái tạo (năng lượng gió, mặt trời), tiết kiệm năng lượng…
Copyright: Tài liệu đại học ©