Chương 7
Các phương pháp điều khiển động cơ xoay
chiều hiện đại
7.1 Cơ sở điều khiển động cơ xoay chiều hiện đại
7.2 Véctơ không gian
7.3 Hệ tọa độ trường và chuyển đổi giữa các hệ tọa độ
7.4 Điều khiển động cơ một chiều kích từ độc lập
7.5 Mô hình động cơ KĐB ở hệ tọa độ trường
7.6 Mô hình động cơ Đồng bộ ở hệ tọa độ trường
Chương 7
Các phương pháp điều khiển động cơ xoay
chiều hiện đại
7.7 Một số vấn đề khi xây dựng cấu trúc hệ thống
điều khiển vectơ hay tựa theo từ trường
7.8 Phương pháp điều chế vectơ không gian
7.9 Chọn lựa bộ biến tần
7.10 Cài đặt hệ thống truyền động biến tần - động cơ
7.1 Cơ sở điều khiển động cơ xoay
chiều hiện đại
• Lý thuyết điều khiển động cơ một chiều
• Lý thuyết về vectơ không gian (space vector)
• Lý thuyết về chuyển đổi tọa độ (coordinates
transformation). → Phương pháp điều khiển hướng
trường (tựa theo từ trường – Field Oriented Control
– FOC, điều khiển vectơ (vector control). Tg:
Hasse, Blaschke,…
• Mục tiêu phân tách (decoupling) và tuyến tính hóa
(linearization ) hệ phương trình mô tả động cơ. →
Phương pháp điều khiển phi tuyến hiện đại
(modern nonlinear control ). Tg: A. Isdori,
H.Nijmeijer, Van de Schaft,...

với i
a
(t) = |i
s
| cos(ω
s
t)
i
b
(t) = |i
s
| cos(ω
s
t+120
o
)
i
c
(t) = |i
s
| cos(ω
s
t+240
o
)
• Xây dựng vectơ không gian:
a
b
c
R

o
θ
7.3 Các hệ tọa độ trường (từ thông) và
chuyển đổi giữa các hệ tọa độ
a) Hệ tọa độ cố định stato αβ:
Nếu ta gọi trục thực là trục α (trùng với trục
pha a) và trục ảo là trục β (vuông góc ta sẽ
có một hệ trục toạ độ được gọi là hệ trục tọa
độ cố định stato. Vectơ không gian i
s
(t) biểu
diễn ở hệ toạ độ αβ như sau:
βα
+=
ss
s
s
jiii
7.3 Các hệ tọa độ trường và chuyển
đổi giữa các hệ tọa độ
a) Hệ tọa độ cố định stato αβ:
a
b
c
R
e
I
m
α
β

i
ii
b) Hệ tọa độ từ thông roto dq:
7.3 Các hệ tọa độ trường và chuyển
đổi giữa các hệ tọa độ
b) Hệ tọa độ từ thông roto dq:
Nếu có một véctơ không gian i
s
(t) ta có thể
biểu diễn nó ở hệ tọa độ dq:
Tương tự cho các đại lượng khác.
sqsd
f
s
jiii +=
7.3 Các hệ tọa độ trường và chuyển
đổi giữa các hệ tọa độ
c) Chuyển đổi giữa αβ ↔ dq:
Tổng quát, giả sử có hai hệ trục tọa độ xy
và x*y* đặt trùng gốc nhưng lệch nhau một
góc là θ*. Giả sử có một vectơ V
bất kỳ, ta
có công thức chuyển đổi giữa hai hệ tọa độ
như sau:
**
j
xy*
j
*xy
eVVeVV

sd s s s s
sq s s s s
i i sin i cos
i i cos i sin
β α
β α
= θ + θ
= θ − θ
αβ → dq
dq → αβ
s sd s sq s
s sd s sq s
i i cos i sin
i i sin i cos
α
β
= θ − θ
= θ + θ
7.4 Điều khiển động cơ một chiều
kích từ độc lập
I
ư
I
kt
φ = c. I
kt
/(1+pT
kt
)
M = kφ. I

scssc
sb
sbssb
sa
sassa









ψ
+=
ψ
+=
ψ
+=
dt
)t(d
)t(iR
dt
)t(d
)t(iR
dt
)t(d
)t(iR
rc

r
r
ψ
+=






++=
00
j240
c
j120
ba
s
(t)eu(t)eu(t)u)t(u
3
2
7.5.1 Hệ phương trình mô tả động cơ
• Phương trình từ thông:
Trong đó: L
s
= L
m
+L
σs
L
r

+=ψ
r
r
m
s
r
m
r
s
s
s
LiLi
LiLi
7.5.1 Hệ phương trình mô tả động cơ
• Phương trình momen:
• Phương trình chuyển động:
)i(p
2
3
)i(p
2
3
m
r
r
c
s
s
cM
×ψ−=×ψ=

f
r
f
r
r
j
dt
d
iR0 ψω+
ψ
+=
7.5.1 Hệ phương trình mô tả động cơ
• Ở hệ toạ độ cố định stato αβ, hệ tọa độ
đứng yên:
s
s s
s
s
s s
s
s s
r
r
r
r
d
u R i
dt
d
0 R i j