ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ THAY ĐỔI ĐIỆN TRỞ STATO
TRONG TRUYỀN ĐỘNG ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ
NAM CHÂM VĨNH CỬU ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP MÔMEN
THE EFFECT OF STATOR RESISTANCE VARIATION ON DIRECT TORQUE
CONTROLLED PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MOTOR DRIVES
VÕ NHƯ TIẾN
Đại học Đà Nẵng

TÓM TẮT
Trong quá trình làm việc, điện trở dây quấn stato của động cơ thay đổi theo nhiệt độ hay tần
số, dẫn đến sai số trong việc ước lượng từ thông, mô men điện từ, làm ảnh hưởng xấu đến
chất lượng hệ truyền động điều khiển trực tiếp mô men (DTC). Vì vậy cần phải xem xét và bù
ảnh hưởng của sự thay đổi điện trở stato. Bài báo khảo sát ảnh hưởng của sự thay đổi điện
trở trong DTC, đề xuất thuật toán bù sự thay đổi điện trở stato.
ABSTRACT
The variation of stator resistance due to temperature and frequency degrade direct torque
control (DTC) controller performance at low speed. So the compensation for the effect of
stator resistance varation is necessary. This paper investigates the effect of variation of stator
resistance on DTC performance. A method of stator resistance estimation is also proposed in
this paper.

1. Đánh giá ảnh hưởng của sự thay đổi điện trở stato
Phương pháp DTC là dựa vào sai lệch giữa mô men đặt với mô men ước lượng và sai
lệch giữa từ thông đặt với từ thông stato ước lượng, trong đó việc ước lượng mô men được
tính theo giá trị từ thông được ước lượng, do vậy việc ước lượng từ thông có tính quyết định
trong phương pháp DTC.
/2


5/6


V5

-/2

b) Từ thông stato

Hình 1. Đồ thị minh họa ảnh hưởng của Rs

-/6


Từ thông stato:

Rˆ sIs) dt
ˆ sIs) dt
Fs = f(Us - R
Fs = f(Us -

(1)

Từ biểu thức (1) ta thấy rằng module và góc pha của từ thông stato cũng thay đổi. Nếu
gọi F là giá trị từ thông stato thực và FS là giá trị từ thông stato được ước lượng, khi không xét
tới sự thay đổi của RS, tại thời điểm t1, ta tính được giá trị từ thông thay đổi:
t1

 F  Fˆss  F ss  Fˆ 0 



t0

véc tơ điện áp chuẩn được chọn phải là V2. Qua đó chúng ta có thể thấy được ảnh hưởng của
 RS tới việc chọn véc tơ điện áp chuẩn.
Khi động cơ hoạt động ở vùng tốc độ cao, thành phần (IS.  Rs) giá trị không đáng kể
so với thành phần (US – ISRS), lượng sai lệch từ thông  F là không đáng kể so với FS. Hơn
nữa khi tốc độ động cơ càng lớn thì tốc độ quay của véc tơ từ thông càng lớn, sai lệch từ
thông bé gần như không ảnh hưởng tới việc chọn véc tơ điện áp chuẩn, trong trường hợp này
có thể bỏ qua sự thay đổi của điện trở.
Khi động cơ làm việc ở vùng tốc độ thấp hoặc cận không, thành phần (IS  Rs) có giá
trị đủ lớn so với thành phần (US – IS.RS), kéo theo sai lệch từ thông đủ lớn so với FS. Điều này
dẫn tới lượng sai lệch lớn về biên độ véc tơ từ thông cũng như góc tải, do vậy đưa hệ thống
tới trạng thái mất ổn định.
Khi module và góc pha của véc tơ từ thông stato thay đổi sẽ làm cho hai thành phần từ
thông Fs  và Fs  không còn dạng hình sin nữa, làm cho quỹ đạo từ thông thay đổi về tốc
độ góc, độ lớn và có thể dẫn đến trạng thái mất ổn định, hình 2.
2. Nhận dạng và bù ảnh hưởng sự thay đổi điện trở stato
Ảnh hưởng của sự thay đổi điện trở stato trong phương pháp DTC đã được trình bày
trong mục 1. Khi điện trở stato thay đổi sẽ dẫn tới sự thay đổi của từ thông theo biểu thức (2),
trong biểu thức này nếu coi dòng điện là không đổi, trong mỗi chu kỳ tính. Quan hệ tuyến tính,
giữa lượng thay đổi từ thông  Fs với lượng thay đổi điện trở stato  Rs theo biểu thức (3):

R S 

 FS
I S t

(3)


wb







1

1/s

1  τ1s

Kp

Ki


PI

FS(k-1)
RS(k)

1
1  2 s
Lọc thông thấp

R'S(k)



RS

N.m

c. Đáp ứng mô men

s

d. Quỹ đạo từ thông

Hình 4. Bù ảnh hưởng của sự thay đổi điện trở stato
3. Kết luận
Khi không bù ảnh hưởng điện trở Rs thì trong quá trình làm việc điện trở stato tăng, hệ
thống sẽ dễ rơi vào vùng mất ổn định.
Sau khi bù ảnh hưởng của sự thay đổi điện trở stato, các đặc tính của động cơ như từ
thông, quỹ đạo từ thông, mô men được cải thiện một cách đáng kể.
TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]

Võ Như Tiến, Nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng hệ truyền động động cơ xoay chiều
đồng bộ, đề tài NCKH cấp Bộ, mã số B 99 - III – 12, 2002.
Võ Như Tiến, Bùi Quốc Khánh, Đoàn Quang Vinh, “Điều khiển trực tiếp mô men trong
truyền động động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học
Toàn quốc về Tự động hóa, lần thứ 5 (VICA 5), trang 202-207, 2002.
Võ Như Tiến, Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ truyền động động cơ đồng bộ nam châm
vĩnh cửu điều khiển trực tiếp mô men, Luận án Tiến sỹ Kỹ thuật, Trường Đại học Bách khoa