Mở đầu
Hiện nay, trong các hệ truyền động điện của các dây truyền công nghệ
hiện đại, động cơ không đồng bộ đang được ứng dụng rất rộng rãi bởi nó có
nhiều ưu điểm so với động cơ một chiều. Tuy nhiên do cấu trúc phi tuyến đa
thông số, nên việc điều khiển đông cơ không đồng bộ gặp nhiều khó khăn.
Những năm gần đây, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật,
công nghệ vi điện tử, khoa học máy tính, công nghệ bán dẫn công suất và kỹ
thuật điều khiển đã tạo sự chuyển biến cơ bản trong hướng đi cho giải pháp tự
động hoá công nghiệp, nhiều phương pháp điều khiển hiện đại, hiệu quả đã
được đề xuất cho việc điều khiển động cơ không đồng bộ. Đặc biệt, phương
pháp điều khiển véc tơ là một phương pháp tin cậy và hiệu quả để điều khiển
các hệ động cơ không đồng bộ nhờ đó có thể thay thế dần động cơ một chiều.
Để đưa lý thuyết vào thực tế hiệu quả, nhằm giảm được giá thành cũng
như đảm bảo an toàn trong thực nghiệm, chúng ta sử dụng các công cụ mô
phỏng mạnh để mô phỏng, đặc biệt là Matlab Simulink. Quá trình phân tích
và mô phỏng không những làm sáng tỏ, tường minh và trực quan các vấn đề
của các thuật toán mà lý thuyết đưa ra, là công cụ tốt để nghiên cứu và học tập
mà còn cho phép chúng ta nghiên cứu bản chất vật lý, các quá trình điện từ
xảy ra trong các kênh năng lượng và kênh điều khiển của truyền động điện
xoay chiều 3 pha; giúp giảm chi phí trong quá trình thực nghiệm và là một
công đoạn không thể thiếu được trong quy trình áp dụng các công nghệ mới
từ lý thuyết vào thực tế.
Mục đích của đề tài được thể hiện rõ qua tên của đề tài là nghiên cứu
phân tích tổng hợp và mô phỏng truyền động điện xoay chiều điều khiển vec-
tơ trên cơ sở ứng dụng Matlab Simulink nhằm đi sâu nghiên cứu phương pháp
điều khiển động cơ không đồng bộ bằng phương pháp điều khiển vec-tơ và
1
xây dựng mô hình mô phỏng các khối điều khiển này bằng phần mềm Matlab
Simulink
Cấu trúc của luận văn gồm: phần mở đầu; chương 1, 2, 3 và 4; phần kết
luận chung; tài liệu tham khảo; phụ lục.

Chương 1
Tổng quan các phương pháp điều khiển Động cơ không đồng bộ ba pha
1.1 Tổng quan về động cơ không đồng bộ ba pha
1.1.1 Đặc điểm chung của động cơ xoay chiều ba pha
Ngày nay, động cơ xoay chiều ba pha được sử dụng rộng rãi trong công
nghiệp và chiếm một tỉ lệ lớn so với các động cơ khác. ưu điểm của động cơ
xoay chiều là cấu tạo đơn giản, làm việc chắc chắn, giá thành hạ, vận hành an
toàn, chịu được điều kiện làm việc môi trường khắc nhiệt, nối trực tiếp với
lưới điện áp xoay chiều ba pha nên không cần dùng đến bộ biến đổi.
Tuy nhiên nhược điểm cơ bản của động cơ này là hệ số cosϕ không
cao, đặc tính điều chỉnh (khi mở, khi điều chỉnh tần số, ổn định và khống chế
tốc độ) phức tạp nên gặp khó khăn trong qúa trình điều chỉnh.
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của điện tử
công suất, vi xử lý, tin học, đã cho phép giải quyết những bài toán phức tạp
trong vấn đề điều khiển động cơ xoay chiều ba pha, đáp ứng thời gian thực
với chất lượng điều khiển cao, khắc phục được những hạn chế trước đây (mở
rộng dải điều chỉnh, điều chỉnh với độ chính xác cao) và dần dần thay thế hệ
truyền động một chiều.
1.1.2 Đặc tính cơ của động cơ điện xoay chiều ba pha
Khi coi ba pha động cơ là đối xứng, được cấp bởi nguồn xoay chiều
hình sin ba pha đối xứng và mạch từ động cơ không bão hoà thì có thể xem
xét động cơ qua sơ đồ thay thế một pha. Đó là sơ đồ điện một pha phía stator
với các đại lượng điện ở mạch rotor đã quy đổi về stator, như hình 1.1a,b.
Đường đặc tính của động cơ điện xoay chiều ba pha là một đường
4
tương đối phức tạp gồm có hai đoạn AK và BK (hình 1.1c). Trong đó:
- Đoạn AK gần thẳng và cứng. Trên đoạn này, mômen của động cơ
tăng thì tốc độ của động cơ giảm. Do vậy, động cơ làm việc trong vùng đặc
tính này sẽ ổn định.
Hình 1.1 Đặc tính cơ của động cơ điện xoay chiều ba pha và

210
'
2
2
1
3
nm
ph
mm
XRR
RU
M
++
=
ϖ
(1.1)
K là điểm giới hạn mà tại đó
0
=
ds
dM
Điểm A ứng với mômen cản bằng 0 (MC=0) và tốc độ đồng bộ:
p
f
1
0
2
π
ϖ
=