Mục lục
Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
Mở Đầu
Chƣơng1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KHÔNG CHỔI
THAN VÀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN DÙNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
KHÔNG CHỔI THAN
1.1. Tổng quan về động cơ điện một chiều không chổi than
1.1.1. Tổng quan về động cơ điện một chiều không chổi than
1.1.2. Cấu tạo của động cơ một chiều không chổi than
1.2. Các hệ truyền động điện dùng ĐCMCKCT
1.2.1. Truyền động không đảo chiều (truyền động một cực tính)
1.2.2. Truyền động có đảo chiều (truyền động hai cực tính)
1.3. Một số đặc điểm về điện của ĐCMCKCT
1.3.1. Thứ tự chuyển mạch
1.3.2. Đặc tính cơ và đặc tính làm việc của ĐCMCKCT
1.3.3. Sức phản điện động
1.4. Kết luận
Chƣơng 2: MÔ HÌNH TOÁN HỌC CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KHÔNG
CHỔI THAN VÀ LỰA CHỌN THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN…………………. 32
2.1. Mô hình toán học của động cơ một chiều không chổi than…………………...35
2.1.1. Mô hình toán học…………………………………………………………..35
2.1.2. Mômen điện từ…………………………………………………………….34
2.1.3. Phƣơng trình động học của ĐCMCKCT………………………………….35
2.2. Phƣơng trình đặc tính cơ của động cơ một chiều không chổi than…………...35
7
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2.3. Sơ đồ cấu trúc của ĐCMCKCT……………………………………………….37
2.4. Lựa chọn thuật toán điều khiển cho ĐCMCKCT……………………………..41
2.4.1. Đặt vấn đề…………………………………………………………………41
2.4.2. Giới thiệu về vi điều khiển DSPIC30F4011………………………………39
2.4.2.1. Ngắt của DSPIC30F4011……………………………………………..44
2.4.2.2. Cổng vào ra của DSPIC30F4011……………………………………..45
2.4.2.3. Các bộ định thời …………………………………………………….46
2.4.2.4. Module chuyển đổi tƣơng tự - số ADC 10bit………………………...48
2.4.2.5. Module PWM điều khiển động cơ……………………………………51
2.4.3. Thiết kế mạch điều khiển ĐCMCKCT dùng DSPIC30F4011……………52
2.4.3.1. Module xử lý trung tâm………………………………………………52
2.4.3.2. Hệ thống phản hồi dòng điện………………………………………...50
2.4.3.3. Mạch phản hồi tốc độ…………………………………………………56
2.4.3.4. Một số cấu trúc khác………………………………………………….57
2.4.4. Thiết kế mạch đệm cho bộ nghịch lƣu……………………………………57
2.4.4.1. IC HCPL 316J………………………………………………………...57
2.4.4.2. Mạch đệm cho mỗi van IGBT………………………………………..58
2.4.4.3. Nguồn cấp cho từng module của mạch đệm…………………………58
2.4.4.4. Mạch đệm của cả 6 van IGBT………………………………………..59
2.4.5. Viết chƣơng t rình điều khiển cho động cơ …………………………...64
2.5. Thiết kế mạch lực cho ĐCMCKCT …………….………………………….64
2.5.1. Giới thiệu về các bộ biến đổi cho ĐCMCKCT ….…………………….64
2.5.2. Biến áp tự ngẫu……………………………………………………………70
2.5.3. Mạch chỉnh lƣu……………………………………………………………71
2.5.4. Mạch nghịch lƣu…………………………………………………………..73
2.5.4.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của IGBT……………………………73
2.5.4.2. Đặc tính đóng cắt của van IGBT……………………………………..69
2.5.4.3. Lựa chọn mạch nghịch lƣu……………………………………………76
2.5.5. Tính toán tham số mạch lực……………………………………………….78
8
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2.5.5.1. Tính chọn mạch chỉnh lƣu…………………………………………….78
2.5.5.2. Tính chọn mạch nghịch lƣu…………………………………………...79
2.6. Kết luận………………………………………………………………………..80
Chƣơng 3: XÂY DỰNG CẤU TRÚC HỆ TRUYỀN ĐỘNGVÀ MÔ PHỎNG…..76
3.1. Tổng hợp các bộ điều chỉnh tốc độ và dòng điện cho ĐCMCKCT…………...81
3.1.1. Mô hình 1 pha của động cơ một chiều không chổi than ............................. 81
3.1.2. Tổng hợp các bộ điều chỉnh của ĐCMCKCT ............................................ 83
3.1.3. Mô hình hệ thống điều khiển 1 pha ĐCMCKCT ....................................... 84
3.1.4. Hàm truyền đạt của các khối chức năng trong mô hình hệ điều khiển ....... 85
3.1.4.1. Khối bộ biến đổi………………………………………………………79
3.1.4.2. Khâu đo dòng điện - phản hồi dòng…………………………………..81
3.1.4.3. Khâu đo tốc độ - phản hồi tốc độ……………………………………..81
3.1.5. Tổng hợp mạch vòng dòng điện…………………………………………..81
3.1.6. Tổng hợp mạch vòng tốc độ ...................................................................... 89
3.1.7. Mô phỏng mô hình một pha của ĐCMCKCT ............................................ 93
3.2. Xây dựng và mô phỏng mô hình 3 pha của ĐCMCKCT ................................. 97
3.2.1. Xây dựng tổng quan mô hình hệ điều khiển ĐCMCKCT .......................... 98
3.2.2. Mô hình ĐCMCKCT ................................................................................. 99
3.2.3. Mô hình bộ chuyển mạch điện tử - nghịch lƣu nguồn áp ......................... 105
3.2.4. Khối Bộ điều khiển ................................................................................. 106
3.2.5. Một số khối chức năng khác.................................................................... 109
3.2.6. Một số chƣơng trình phục vụ cho mô hình hệ điều khiển ........................ 110
3.2.7. Mô phỏng mô hình hoàn chỉnh hệ thống điều khiển ĐCMCKCT ............ 110
3.2.8. Kết quả mô phỏng hệ thống điều khiển ĐCMCKCT ............................... 111
3.2.9. Nhận xét kết quả mô phỏng..................................................................... 115
3.3. Kết luận…………………………………………………...………………….106
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 115
Kết luận ............................................................................................................. 115
Kiến nghị