Thiết bị đo trong hệ thống điều khiển động cơ không đồng bộ truyền thống chủ yếu sử dụng bộ mã hóa xung kỹ thuật số quang điện, và nó dễ bị nhiễu trong quá trình sử dụng, làm giảm độ tin cậy của hệ thống và không phù hợp với môi trường làm việc khắc nghiệt. Theo quan điểm của những hạn chế trên, bài báo này đề xuất điều khiển cảm biến tốc độ không gian của điều chế độ rộng xung không gian (SVPWM), sử dụng công nghệ xử lý tín hiệu kỹ thuật số hiện đại để nhận ra mối liên kết thông lượng và điều khiển tốc độ phức tạp. Và dựa trên DSPTMS320F2812, điều khiển vector của cảm biến tốc độ động cơ không đồng bộ được thực hiện.
1 nguyên lý điều chế độ rộng xung không gian
Đối với động cơ không đồng bộ, dòng điện xoay chiều ba pha được nạp vào stato tạo ra từ trường quay tương tác với từ trường cảm ứng của rôto để tạo ra mô-men xoắn làm rôto quay. Điều chế độ rộng xung không gian chuyển đổi vector hiện tại ba pha của stato từ tọa độ thành hai thành phần tương đương và trực giao, một trong số đó tương ứng với dòng trường và giá trị kia tương ứng với dòng mômen xoắn. Điều khiển véc tơ không gian là điều khiển cường độ, tần số và pha của dòng ba pha của stato, để duy trì thành phần từ trường ở giá trị tối đa cho phép, và điều chỉnh thành phần dòng mô-men xoắn để điều khiển độ lớn của mômen. Và bằng cách điều khiển chế độ chuyển đổi của biến tần, vector không gian điện áp stator của động cơ di chuyển dọc theo một đường tròn, do đó làm giảm đáng kể gợn sóng mô-men xoắn [1]
2.1 Dự báo thông lượng rotor
Trong hệ thống điều khiển véc tơ hướng theo trường rotor, việc ước lượng chính xác và kiểm soát mối liên kết thông lượng rotor là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất điều khiển động cơ. Mối liên kết thông lượng rotor được ước tính là điện áp hoặc dòng điện. Thuật toán mô hình điện áp truyền thống rất đơn giản và ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của các thông số động cơ, nhưng độ chính xác quan sát thấp ở tốc độ thấp và sự tích tụ lỗi và các vấn đề trôi dạt của liên kết tách rời thuần túy là nghiêm trọng. Mô hình hiện tại truyền thống không liên quan đến các thuật ngữ tích phân thuần túy. Hiệu suất quan sát tốc độ thấp mạnh hơn phương pháp mô hình điện áp, nhưng nó không tốt bằng phương pháp mô hình điện áp ở tốc độ cao và bị ảnh hưởng nhiều bởi hằng số thời gian rotor [2].
2.2 Nguyên tắc ước lượng tốc độ
Tốc độ của hệ thống điều khiển vector sensorless tốc độ được ước tính dựa trên đầu ra liên kết thông lượng rotor từ mô hình ước lượng liên kết thông lượng.
3 thiết kế hệ thống điều khiển
Dựa trên nguyên tắc điều khiển vector sensorless tốc độ, TMS320F2812 được chọn làm phần cứng của hệ thống điều khiển thiết kế bộ điều khiển lõi và chương trình phần mềm được viết trên nền tảng biên dịch của CCS2000.
3.1 thiết kế phần cứng
Hệ thống điều khiển vector sensorless tốc độ cũng bao gồm một mạch chính và một mạch điều khiển. Hệ thống tạo thành một mạch biến tần ba pha với các thiết bị nguồn IGBT. Mạch chỉnh lưu, mạch lọc, mạch bảo vệ ổ đĩa và IGBT được kết hợp để tạo thành một mạch chính của bộ chuyển đổi tần số loại AC. Cốt lõi điều khiển gồm TMS320F2812 làm lõi. DSP chịu trách nhiệm lấy mẫu dòng điện ba pha của động cơ, thực hiện thuật toán điều khiển vector sensorless tốc độ, và cuối cùng xuất ra cầu biến tần ba pha PWM [3].
3.2 thiết kế phần mềm
Phần mềm hệ thống được viết bằng ngôn ngữ C, chủ yếu bao gồm chương trình chính và chương trình con đầu cuối dòng bộ đếm thời gian.
4. Kết luận
Với sự phát triển của các lý thuyết điều khiển khác nhau, bộ xử lý tín hiệu số (DSP) và việc sử dụng rộng rãi trong điều khiển động cơ, sự phát triển của công nghệ điều khiển động cơ đã bước vào một giai đoạn mới. Có thể thấy từ nghiên cứu trong bài báo này rằng hệ thống điều khiển động cơ không chổi than DC với TMS320F2812 là lõi có độ chính xác điều khiển cao, hiệu năng thời gian thực mạnh mẽ, tiêu thụ điện năng thấp và có thể nhận ra các chức năng điều khiển rất phong phú. Đây là những hệ thống điều khiển truyền thống. Chưa từng có, hoàn toàn thể hiện sự vượt trội của kiểm soát DSP.
