PDA

View Full Version : Điều khiển động cơ KĐB 3 pha theo phương pháp điều khiển Vector



phamtienduytbd48
16-06-2012, 10:12 AM
Một câu hỏi đặt ra cho tất cả mọi người là phương pháp điều khiển Vector và phương pháp điều khiển U/f=const khác nhau như thế nào và ưu điểm của 2 phương pháp đó. Trên thực tế thường hay sử dụng Biến Tần để điều khiển và khởi động các động cơ KĐB 3pha, mà trên các biến tần thường tích hợp 2 luật điều khiển này. Vậy căn cứ vào đâu để lựa chọn 1 trong 2 phương pháp đó để setting cho biến tần
==>Hôm nay mình lập ra topic này để mọi người cùng trao đổi

phamtienduytbd48
16-06-2012, 10:26 AM
Khái quát cơ bản và nguồn gốc dấn tới sự hình thành tư tưởng cho luật điều khiển Vector
Luật điều khiển Vector được hình thành và xuất phát dựa trên cơ sở phương pháp điều khiển động cơ điện môt chiều. Ở động cơ DC chúng ta có 2 thành phần dòng điện độc lập tham gia vào điều chỉnh tốc độ (cũng như điều chỉnh momen) của động cơ DC. Đó là, thành phần dòng điện kích từ (chú ý chỉ đối với động cơ kích từ bằng nam châm điên, còn động cơ DC nam châm vĩnh cửu thì phi=const), và dòng điện phần ứng. Việc điều chỉnh 2 dòng điện này diễn ra một cách độc lập và hoàn toàn cách li, nên việc điều khiển động cơ DC dễ dàng hơn động cơ KĐB. Cuối cùng thì luật điều khiển VECTOR cũng ra đời dựa trên tư tưởng đó. Hệ thống cuộn dây và nguồn cấp điện ba pha cho động cơ KĐB có cấu trúc phức tạp và gây khó khăn cho việc điều khiển động cơ này. Phương pháp điều khiển VECTOR (hay phương pháp điều khiển TỰA THEO TỪ THÔNG ROTO) ra đời với mục đích:" Tách biệt dòng điện xoay chiều 3 pha chạy trong cuộn dây STATOR của động cơ thành 2 thành phần dòng điện là thành phần dòng tạo từ thông và thành phần dòng tạo momen quay"
Cụ thể và chi tiết hơn các bạn hãy cùng trao đổi và đưa ra cái nhìn đúng đắn nhất mà không phải là chém gió khi các nhà tuyển dụng phỏng vấn.

tbd48
16-06-2012, 11:17 PM
Một câu hỏi đặt ra cho tất cả mọi người là phương pháp điều khiển Vector và phương pháp điều khiển U/f=const khác nhau như thế nào và ưu điểm của 2 phương pháp đó. Trên thực tế thường hay sử dụng Biến Tần để điều khiển và khởi động các động cơ KĐB 3pha, mà trên các biến tần thường tích hợp 2 luật điều khiển này. Vậy căn cứ vào đâu để lựa chọn 1 trong 2 phương pháp đó để setting cho biến tần
==>Hôm nay mình lập ra topic này để mọi người cùng trao đổi
Theo mình trên thực tế khi sử dụng biến tần luật điều khiển sẽ được lựa chọn theo các yếu tố cơ bản sau:
- Nếu 1 biến tần điều khiển nhiều động cơ mà các động cơ ta lại không biêt thông số hoặc các thông số của động cơ khác nhau thì ta sẽ lựa chọn luật điều khiển u/f=const. Vì luật điều khiển u/f không cần phải cài đặt đầy đủ các thông số của động cơ. Luật điều khiển u/f hoạt động không tốt ở tần số thấp, do có sự sụp áp trên điện trở các cuộn dây. Trong biến tần có cài đặt giá trị bù điện áp là U0. Giá trị này cố định nên hiệu quả không cao với các động cơ khác nhau.
- Nếu tải lớn thì phải sử dụng luật điều khiển vector. Khi sử dụng luật vector thì ta phải cài đặt đầy đủ các thông số của động cơ (xem trong manual). Khi sự dụng luật điều khiển vector thì biến tần sẽ tự bù giá trị U0 -> tạo ra đường đặc tính tốt hơn ngay cả khi hoạt động với giá trị tần số thấp.
Luật điều khiển vector thông thường sẽ tự đo các giá trị dòng điện ra, điện áp ra để làm tín hiệu hồi tiếp -> tạo ra sai số thấp khi điều chỉnh tốc độ.
Với những yêu cầu công nghệ đòi hỏi sự chính xác cao về tốc độ thì ta phải sử dụng Encoder để hồi tiếp.
- Ngày nay các hãng biến tần đã phát triền các luật điều khiển lên mức độ cao hơn. Cái này thì phải tìm hiểu thêm theo từng hãng.
Trích dẫn lời thầy Nghĩa:" V/f đơn giản, dễ dùng, độ cứng không cao.
Vector đòi hỏi phải có thông số động cơ, phức tạp hơn, nhưng nếu đặt đúng sẽ có đặc tính cơ tốt hơn."
Đây là phần khá hay trong vấn đề điều khiển động cơ. Mọi người cùng nhau thảo luận thêm.

ulitxa
17-06-2012, 07:29 AM
Trên quan điểm truyền động điện: đơn giản và hiệu quả thì mình xin có ý kiến. Điều quan tâm đầu tiên là yêu cầu của tải. ( bỏ qua các trường hợp không phải dùng biến tần : trực tiếp, sao - tam giác, khởi động mềm). Đối với trường hợp phải dùng biến tần thì:
- Tải là: các đối tượng: có hằng số thời gian quán tính lớn: đk Lưu lượng, áp suất, nhiệt độ, … (trừ vị trí, hoặc tốc độ). Thì dùng phương pháp điều khiển nào cũng như nhau ( v/f hay vecto) vì quán tính tải rất lớn so với quán tính điều khiển ( điều khiển – động cơ). Do vậy nên dùng v/f cho đơn giản cài đặt.
- Tải yêu cầu điều khiển vị trí, hoặc tốc độ: là các đối tượng có hằng số quán tính nhỏ thì cần phải dùng phương pháp điểu khiển nào: v/f hay vecto
o Ưu tiên cài đặt v/f trước: nếu đáp ứng tốc độ (vị trí) tải ở vùng tốc độ thấp mà đảm bảo( sai số, và quá độ) thì nên dùng v/f.
o Ngược lại thì nên dùng vecto

tbd48
17-06-2012, 09:59 AM
o Ưu tiên cài đặt v/f trước: nếu đáp ứng tốc độ (vị trí) tải ở vùng tốc độ thấp mà đảm bảo( sai số, và quá độ) thì nên dùng v/f.
Theo bác nói thì ban đầu ta sẽ cài đặt v/f trước rồi cho chạy thử nghiệm trên thực tế à.
Sao ta không nghiên cứu, lựa chọn một cách kỹ lưỡng hơn. Trên thực tế làm vậy chắc sẽ mất thời gian kiểm nghiệm hơn và cả vấn đề an toàn nữa.

phamtienduytbd48
17-06-2012, 01:55 PM
Theo mình trên thực tế khi sử dụng biến tần luật điều khiển sẽ được lựa chọn theo các yếu tố cơ bản sau:
- Nếu 1 biến tần điều khiển nhiều động cơ mà các động cơ ta lại không biêt thông số hoặc các thông số của động cơ khác nhau thì ta sẽ lựa chọn luật điều khiển u/f=const. Vì luật điều khiển u/f không cần phải cài đặt đầy đủ các thông số của động cơ. Luật điều khiển u/f hoạt động không tốt ở tần số thấp, do có sự sụp áp trên điện trở các cuộn dây. Trong biến tần có cài đặt giá trị bù điện áp là U0. Giá trị này cố định nên hiệu quả không cao với các động cơ khác nhau.
- Nếu tải lớn thì phải sử dụng luật điều khiển vector. Khi sử dụng luật vector thì ta phải cài đặt đầy đủ các thông số của động cơ (xem trong manual). Khi sự dụng luật điều khiển vector thì biến tần sẽ tự bù giá trị U0 -> tạo ra đường đặc tính tốt hơn ngay cả khi hoạt động với giá trị tần số thấp.
Luật điều khiển vector thông thường sẽ tự đo các giá trị dòng điện ra, điện áp ra để làm tín hiệu hồi tiếp -> tạo ra sai số thấp khi điều chỉnh tốc độ.
Với những yêu cầu công nghệ đòi hỏi sự chính xác cao về tốc độ thì ta phải sử dụng Encoder để hồi tiếp.
- Ngày nay các hãng biến tần đã phát triền các luật điều khiển lên mức độ cao hơn. Cái này thì phải tìm hiểu thêm theo từng hãng.
Trích dẫn lời thầy Nghĩa:" V/f đơn giản, dễ dùng, độ cứng không cao.
Vector đòi hỏi phải có thông số động cơ, phức tạp hơn, nhưng nếu đặt đúng sẽ có đặc tính cơ tốt hơn."
Đây là phần khá hay trong vấn đề điều khiển động cơ. Mọi người cùng nhau thảo luận thêm.
Nói như ThanhNam thì giá trị điện áp U0 được đưa vào khi tần số f thấp. Vậy giá trị U0 này được thêm vào là bao nhiêu, do biến tần tự động tính toán hay do người sử dụng thiết lập. Nếu là người sử dụng thiết lập giá trị điện áp U0 này thì phải căn cứ vào điều gì để lựa chọn điện áp U0 phù hợp nhất, tốt nhất.

ulitxa
17-06-2012, 02:24 PM
Theo bác nói thì ban đầu ta sẽ cài đặt v/f trước rồi cho chạy thử nghiệm trên thực tế à.
Sao ta không nghiên cứu, lựa chọn một cách kỹ lưỡng hơn. Trên thực tế làm vậy chắc sẽ mất thời gian kiểm nghiệm hơn và cả vấn đề an toàn nữa.

Nếu phải tính toán thì có thể như sau. Tính toán dải tốc độ lam việc của bt nếu phải làm việc ở miềm dưới 10hz, với yêu cầu momen không đổi hoặc lớn hơn thì nên chọn dk vecto. Ví dụ nâng hạ, xe điện...

ulitxa
17-06-2012, 02:34 PM
Nói như ThanhNam thì giá trị điện áp U0 được đưa vào khi tần số f thấp. Vậy giá trị U0 này được thêm vào là bao nhiêu, do biến tần tự động tính toán hay do người sử dụng thiết lập. Nếu là người sử dụng thiết lập giá trị điện áp U0 này thì phải căn cứ vào điều gì để lựa chọn điện áp U0 phù hợp nhất, tốt nhất.
Đã là thông số cài dặt thì chỉ có trong quá trình cài đặt và chạy thử mới biết dc. Vì nó phụ thuộc tải mà.

tbd48
17-06-2012, 05:13 PM
Nếu phải tính toán thì có thể như sau. Tính toán dải tốc độ lam việc của bt nếu phải làm việc ở miềm dưới 10hz, với yêu cầu momen không đổi hoặc lớn hơn thì nên chọn dk vecto. Ví dụ nâng hạ, xe điện...
Sử dụng từ "nên" hay từ "phải chọn đk vector ở đây thì đúng hơn nhỉ.
Mình đã từng hỏi nhiều người làm về cầu trục, họ nói là điều khiển nâng hạ phải sử dụng luật điều khiển vector. Tùy vào tải nặng hay nhẹ và yêu cầu độ chính xác trong từng công nghệ mà lựa chọn vector vòng hở hoặc vòng kín.

tbd48
17-06-2012, 05:35 PM
Nói như ThanhNam thì giá trị điện áp U0 được đưa vào khi tần số f thấp. Vậy giá trị U0 này được thêm vào là bao nhiêu, do biến tần tự động tính toán hay do người sử dụng thiết lập. Nếu là người sử dụng thiết lập giá trị điện áp U0 này thì phải căn cứ vào điều gì để lựa chọn điện áp U0 phù hợp nhất, tốt nhất.
Cái này mình cũng đang thắc mắc. Ai trả lời giúp với.!$

ulitxa
18-06-2012, 12:09 AM
Cái này mình cũng đang thắc mắc. Ai trả lời giúp với.!$

Cách 1 đơn giản: Giá trị fmin = giá trị thấp nhất trong dải đk. Ví dụ với dải tốc độ yêu cầu: f= 10 Hz đến 50Hz. Thì chọn fmin =10Hz lúc đó U0 = 40V.
Cách 2 phức tạp: U0=sqrt(sqr(U01)+sqr(R.U01/Xs1)). Trong đó U01 là điện áp ở tần số nhỏ nhất yêu cầu, R điện trở thuần cuộn stato, Xs1 là điện kháng cuộn stato tại fmin. (cách này mình mới nghĩ ra - chưa được kiểm nghiệm thực tế)

tbd48
18-06-2012, 08:38 AM
Cách 1 đơn giản: Giá trị fmin = giá trị thấp nhất trong dải đk. Ví dụ với dải tốc độ yêu cầu: f= 10 Hz đến 50Hz. Thì chọn fmin =10Hz lúc đó U0 = 40V.
Cách 2 phức tạp: U0=sqrt(sqr(U01)+sqr(R.U01/Xs1)). Trong đó U01 là điện áp ở tần số nhỏ nhất yêu cầu, R điện trở thuần cuộn stato, Xs1 là điện kháng cuộn stato tại fmin. (cách này mình mới nghĩ ra - chưa được kiểm nghiệm thực tế)
Bác nói rõ hơn chỗ tại sao fmin=10Hz thì U0=40V.(Cái này là thử nghiệm hay có công thức tính)
Cả công thức dưới nữa về U01.

phamtienduytbd48
18-06-2012, 08:55 AM
Cách 1 đơn giản: Giá trị fmin = giá trị thấp nhất trong dải đk. Ví dụ với dải tốc độ yêu cầu: f= 10 Hz đến 50Hz. Thì chọn fmin =10Hz lúc đó U0 = 40V.
Cách 2 phức tạp: U0=sqrt(sqr(U01)+sqr(R.U01/Xs1)). Trong đó U01 là điện áp ở tần số nhỏ nhất yêu cầu, R điện trở thuần cuộn stato, Xs1 là điện kháng cuộn stato tại fmin. (cách này mình mới nghĩ ra - chưa được kiểm nghiệm thực tế)
ulitxa nghĩ ra hả? Cái này vậy là không chắc chắn rùi. Đang định hỏi xem ulitxa lấy công thức đó ở đâu. Lâu ngày anh em không đụng độ tới máy điện nên hơi thụ động về công thức tính toán. Là dân kĩ thuật mình cần chắc chắn ulitxa ạ. Còn cách 1 chắc lựa chọn theo kinh nghiệm hả? Mọi người cùng trao đổi tiếp nào..............

ulitxa
18-06-2012, 12:09 PM
Bác nói rõ hơn chỗ tại sao fmin=10Hz thì U0=40V.(Cái này là thử nghiệm hay có công thức tính)
Cả công thức dưới nữa về U01.
Sorry mình tính nhẩm nên bị nhầm: v/f=const =400/50. (với động cơ 50Hz). Vmin =U0=fmin.8 =10.8=80V. Rất xin lỗi. (Lúc đó nhẩm nhẩm là 5Hz)^.^

ulitxa
18-06-2012, 12:29 PM
ulitxa nghĩ ra hả? Cái này vậy là không chắc chắn rùi. Đang định hỏi xem ulitxa lấy công thức đó ở đâu. Lâu ngày anh em không đụng độ tới máy điện nên hơi thụ động về công thức tính toán. Là dân kĩ thuật mình cần chắc chắn ulitxa ạ. Còn cách 1 chắc lựa chọn theo kinh nghiệm hả? Mọi người cùng trao đổi tiếp nào..............
Không nhất thiết lúc nào cũng phải vác sách ra tra công thức đâu. Vì sách chưa chắc đã chính xác đâu. Quá trình học 5 năm cũng chỉ lấy nền tảng để tư duy thôi mà.Trong kỹ thuật cần chính xác, nhưng chính xác trong sai số cho phép. Do vậy có cả 1 miền giá trị chính xác.
http://www.eecs.ucf.edu/~tomwu/course/eel6208/notes/S01%20Induction%20Motor%20Control%20Strategies.pdf

DT2K50
18-06-2012, 10:37 PM
Mấy anh có DEMO trên SIMULINK không? Nói lí thuyết khó hiểu lắm? :D
Nếu có DEMO rồi có thể post lên cho mọi người cùng xem được không anh? ~@

tbd48
19-06-2012, 08:32 AM
Sorry mình tính nhẩm nên bị nhầm: v/f=const =400/50. (với động cơ 50Hz). Vmin =U0=fmin.8 =10.8=80V. Rất xin lỗi. (Lúc đó nhẩm nhẩm là 5Hz)^.^
Hỏi bác thêm chút nhé:
-Tại sao lại bù U0 đúng bằng giá trị Umin trong giải làm việc của biến tần ?
-Giá trị U0 là do mình cài đặt trên biến tần à ?

DT2K50
19-06-2012, 08:51 AM
Thanks pác Ulitxa, em đã hiểu chút ít,vẫn mong anh, em trao đổi thêm.hí hí