Báo cáp Luận văn Điều khiển sensorless động cơ không đồng bộ ba pha

HU
TE
CHĐề tài:
ĐIỀU KHIỂN SENSORLESS
ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
HVTH: HUỲNH VIẾT THỂ
GVHD: PGS.TS LÊ MINH PHƯƠNG
HU
TE
CH
• Tìm hiểu phương pháp điều khiển Sensorless
động cơ không đồng bộ ba pha.
• So sánh hai phương pháp điều khiển Foc và
Sensorless
1/44
HU
TE
CH
1. Tổng quan
2. Mô hình toán Động cơ không đồng bộ
3. Các phương pháp điều khiển
4. Điều khiển Sensorless
5. Mô phỏng
6. Kết luận và hướng phát triển
2/44
HU
TE
CH
Động cơ không đồng bộ (ĐCKĐB) được sử
dụng rộng rãi trong sản xuất và đời sống.
Các phương pháp điều khiển tốc độ ĐCKĐB
được phân thành 3 nhóm:
 Điều khiển vô hướng.
 Điều khiển vecto.
 Điều khiển trực tiếp moment.
3/44
HU
TE
CH
2.1 Phương trình trạng thái của ĐCKĐB
2.1.1 Ở chế độ xác lập:
4/44
0
s s s s s
s
r s r
s s s m r
r r r m s
U R I j
R I j
s
L I L I
L I L I
ω
ω
 = + Ψ

 = + Ψ

Ψ = +

Ψ = +
& & &
& &
& & &
& & &
(3)
(1)
(2)
(4)
HU
TE
CH
2.1.2 Trên hệ tọa độ stator:
5/44
0
s
s s s
s ss
s
s sr
rrr
s s s
s s rs m
s s s
r s rm r
du R i
dt
dR i j
dt
i L i L
i L i L
ω
 Ψ
= +

 Ψ = + − Ψ

Ψ = +

Ψ = +
(5)
(6)
(7)
(8)
HU
TE
CH
2.1.3 Trên hệ tọa độ từ thông rotor:
6/44
0
f
f f fs
rs ss s
f
f fr
rrr r
f f f
s s rs m
f f f
r s rm r
du R i j
dt
dR i j
dt
i L i L
i L i L
ω
ω
 Ψ
= + + Ψ

 Ψ = + − Ψ

Ψ = +

Ψ = +
(9)
(10)
(11)
(12)
HU
TE
CH
2.2 Mô hình ĐCKĐB trên hệ tọa độ stator:
7/44
' '
' '
'
' '
'
' '
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1
1 1
s
s r r s
s r r r s
s
s r r s
s r r r s
r
s r r
r r
r
s r r
r r
di i u
dt T T T T L
di
i u
dt T T T L
d i
dt T T
d
i
dt T T
α
α α β α
β
β α β β
α
α α β
β
β β α
σ σ σ ω
σ σ σ σ σ
σ σ σω
σ σ σ σ σ
ω
ω
 − − −
= − + + Ψ + Ψ + 
 
 − − −
= − + − Ψ + Ψ + 
 
Ψ
= − Ψ − Ψ
Ψ
= − Ψ + Ψ
(13)
(14)
(15)
(16)
HU
TE
CH
2.3 Mô hình ĐCKĐB trên hệ tọa độ từ thông rotor: 
8/44
( )
( )
' '
' '
'
' '
'
' '
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1
1 1
sd
sd s sq rd rq sd
s r r s
sq
s s sd rq rd sq
s r r s
rd
sd r s rq
r r
rq
sq rq s rd
r r
di i i u
dt T T T L
di
i i u
dt T T T L
d i
dt T T
d
i
dt T T
β
α
σ σ σω ω
σ σ σ σ σ
σ σ σω ω
σ σ σ σ σ
ω ω
ω ω
 − − −
= − + + + Ψ + Ψ + 
 
 − − −
= − + − + Ψ + Ψ + 
 
Ψ
= − Ψ + − Ψ
Ψ
= − Ψ − − Ψ
(17)
(18)
(19)
(20)
HU
TE
CH
3.1 Phương pháp điều khiển vô hướng:
- Điều chỉnh bằng cách thay đổi điện trở phụ
- Điều chỉnh bằng cách thay đổi điện áp stator
- Điều chỉnh bằng cách thay đổi số đôi cực
- Điều chỉnh bằng cách thay đổi tần số
9/44
HU
TE
CH
3.2 Phương pháp điều khiển vecto:
(Điều khiển định hướng từ thông FOC)
Nguyên lý điều khiển: điều khiển tách rời từ
thông và momen tương tự như động cơ DC kích
từ độc lập.
10/44
1
3
2
m
rd sd
r
m
e rd sq
r
L i
pT
LT p i
L
Ψ =
+
= Ψ
(21)
(22)
HU
TE
CH
11/44
Hình 1: Sơ đồ khối cơ bản của phương pháp FOC
HU
TE
CH
Có 2 phương pháp điều khiển vecto:
- Điều khiển trực tiếp: có được bằng cách đo từ
thông khe hở không khí hoặc bằng cách ước
lượng từ thông.
- Điều khiển gián tiếp: được tính toán dựa trên
vận tốc trượt và thông tin về vận tốc động cơ
12/44
rθ
rθ
*
slω
HU
TE
CH
13/44
Hình 2: Sơ đồ khối điều khiển vecto trực tiếp
HU
TE
CH
14/44
Hình 3: Sơ đồ khối điều khiển vecto gián tiếp
HU
TE
CH
3.3 Phương pháp điều khiển trực tiếp momen (DTC):
Nguyên lý điều khiển: dựa trên sai số của các giá
trị đặt và giá trị ước lượng, thông qua các tín hiệu
điều khiển đóng cắt các khóa công suất nhằm mục
đích giảm sai số momen và từ thông trong phạm vi 
cho phép được xác định trước.
15/44
HU
TE
CH
16/44
Hình 4: Sơ đồ hệ thống điều khiển trực tiếp momen (DTC)
HU
TE
CH
Điều khiển Sensorless là một dạng đặc biệt
của phương pháp FOC không có hồi tiếp tốc độ.
Tốc độ sẽ được ước lượng bằng các phương
pháp sau:
- Tính toán độ trượt
- Tổng hợp trực tiếp từ các phương trình trạng thái
- Hệ thống mô hình đáp ứng sự tham chiếu – MRAS
- Quan sát tốc độ đáp ứng từ thông
- Bộ lọc mở rộng Kalman
- Đưa tín hiệu phụ vào rotor cực lồi
17/44
HU
TE
CH
Hệ thống mô hình đáp ứng sự tham chiếu - MARS
Nguyên lý: ngõ ra của mô hình tham chiếu
được so sánh với ngõ ra của mô hình có thể
điều chỉnh được hay mô hình đáp ứng cho đến
khi sai số mô hình tiến tới 0
ở trạng thái ổn định:
hay: ;
18/44
' 's s s s
r r r rX Y α β β αε ψ ψ= − = Ψ −Ψ
' s
r r
s
α α=Ψ Ψ
's s
r rβ β=Ψ Ψ
0ε =
(23)
HU
TE
CH
19/44
IM
0
0
s
s s ss
s
s sss
d i uR
i uRd
α α α
β ββ
 Ψ −     
= +        −Ψ      
' '
' '
1
1
1
s s s s
r dr s s
r m
r rs s s s
r qr s s
r
d i i
T L
T T
d i iT
α α α
β β β
ω
ω
       − −Ψ Ψ        = + +             −Ψ Ψ        
I
P
KK
S
+
X
X
X
−
Y
+
s
sαΨ
ω
,s ss si iα β ,s ss su uα β
s
sβΨ
's
sαΨ
's
sβΨ
Mô hình đáp ứng Phương trình roto
Mô hình tham chiếu Phương trình stato
Ước lương tốc độ
Thuật toán đáp ứng
Hình 5: Sự ước lượng tốc độ bằng mô hình đáp ứng sự tham chiếu
HU
TE
CH
20/44
Hình 6: Khối mô phỏng ước lượng tốc độ
HU
TE
CH
21/44
Hình 7: Khối mô hình ước lượng tốc độ
HU
TE
CH
22/44
Hình 8: Khối mô hình đáp ứng
HU
TE
CH
5.1 Mô phỏng ĐCKĐB ba pha trên 3 hệ tọa độ:
5.1.1 Sơ đồ mô phỏng:
23/44
Hình 9: Sơ đồ mô phỏng ĐCKĐB trên 3 hệ tọa độ
HU
TE
CH
5.1.2 Thông số động cơ:
- Pn=7500 W; Isn=16.5 A; Imax=50 A; 
- Vn=380 v;
- wrn=1421*np*2*pi/60 rad/s;
- Crn=50.4 Nm; Pmecc=260 w;
- Rs=0.728; Rr=0.706;
- Ls=0.0996; 
- Lr=Ls; Lm=0.0969; Lds=Ls-Lm; Ldr=Lr-Lm;
- np=2; p=np; ms=3;
- J=0.062; 
24/44
HU
TE
CH
5.1.2 Biểu đồ momen và tốc độ:
25/44
Hình 10: Biểu đồ momen và tốc độ
HU
TE
CH
26/44
Hình 10: Đáp ứng tốc độ Hình 11: Đáp ứng momen
HU
TE
CH
27/44
Hình 12: Đáp ứng từ thông Hình 13: Đáp ứng dòng điện
HU
TE
CH
Nhận xét:
Các đại lượng được quan sát thể hiện trên các
hệ tọa độ là giống nhau, điều đó chứng tỏ mô hình
toán ĐCKĐB ba pha được xây dựng trên các hệ
tọa độ thông qua các khâu chuyển trục là hoàn
toàn chính xác.
28/44
HU
TE
CH
5.2 Mô phỏng ĐCKĐB ba pha bằng phương pháp
FOC và SENSORLESS:
5.2.1 Sơ đồ mô phỏng:
29/44
Hình 14: Sơ đồ mô phỏng ĐCKĐB bằng FOC và SENSORLESS
HU
TE
CH
- Sơ đồ mô phỏng bằng phương pháp FOC:
30/44
Hình 15: Sơ đồ mô phỏng ĐCKĐB bằng phương pháp FOC
HU
TE
CH
- Sơ đồ mô phỏng bằng phương pháp SENSORLESS
31/44
Hình 16: Sơ đồ mô phỏng ĐCKĐB bằng phương pháp SENSORLESS
HU
TE
CH
5.2.2 Mô phỏng động cơ với sự thay đổi tốc độ:
- Khi không tải
31/44
Hình 17: Biểu đồ tốc độ khi không tải
HU
TE
CH
32/44
Hình 18: Đáp ứng của phương
pháp SENSORLESS
Hình 19: Đáp ứng của phương
pháp FOC
HU
TE
CH
Nhận xét: trong phương pháp đk SENSORLESS
- Momen khởi động lớn và đáp ứng chậm
- Từ thông dao động theo sự biến thiên của momen
- Dòng điện khởi động nhỏ
33/44
Đáp ứng ngõ ra SENSORLESS FOC
Momen khởi động (Nm) 41.08 34.65
Tốc độ (rad/s) 297.5 297.4
Từ thông Dao động theo sự biến
thiên của tốc độ
Luôn ổn định
Dòng điện khởi động (A) 48.59 52.32
HU
TE
CH
5.2.2 Mô phỏng động cơ với sự thay đổi tốc độ:
- Khi tải định mức
34/44
Hình 20: Biểu đồ tốc độ khi tải định mức
HU
TE
CH
35/44
Hình 21: Đáp ứng của phương
pháp SENSORLESS
Hình 22: Đáp ứng của phương
pháp FOC
HU
TE
CH
36/44
Đáp ứng ngõ ra SENSORLESS FOC
Momen khởi động (Nm) 113 129.8
Tốc độ (rad/s) 296.2 295.9
Từ thông Dao động theo sự
biến thiên của tốc độ
Luôn ổn định
Dòng điện khởi động (A) 55.18 53.68
HU
TE
CH
5.2.3 Mô phỏng đc với sự thay đổi tốc độ và tải:
- ω = 59.5 rad/s (10 Hz)
37/44
Hình 23: Biểu đồ mô phỏng khi tốc độ ω = 59.5 rad/s
HU
TE
CH
38/44
Hình 24: Đáp ứng của phương
pháp SENSORLESS
Hình 25: Đáp ứng của phương
pháp FOC
HU
TE
CH
Nhận xét: trong phương pháp đk SENSORLESS
- Momen và tốc độ đáp ứng chậm
- Từ thông dao động theo sự biến thiên của momen
- Dòng điện khởi động nhỏ
39/44
Đáp ứng ngõ ra SENSORLESS FOC
Momen khởi động (Nm) Tương tự Tương tự
Tốc độ (rad/s) Đáp ứng chậm khi có sự
thay đổi của momen
Đáp ứng tức thời
Từ thông Dao động theo sự biến
thiên của momen
Luôn ổn định
Dòng điện khởi động (A) 22.28 25.28
HU
TE
CH
5.2.3 Mô phỏng đc với sự thay đổi tốc độ và tải:
- ω = 297.5 rad/s (50 Hz)
40/44
Hình 26: Biểu đồ mô phỏng khi tốc độ ω = 297.5 rad/s
HU
TE
CH
41/44
Hình 27: Đáp ứng của phương
pháp SENSORLESS
Hình 28: Đáp ứng của phương
pháp FOC
HU
TE
CH
Nhận xét: trong phương pháp đk SENSORLESS
- Momen khởi động lớn và đáp ứng chậm
- Tốc độ đáp ứng chậm
- Từ thông dao động theo sự biến thiên của momen
- Dòng điện khởi động nhỏ
42/44
Đáp ứng ngõ ra SENSORLESS FOC
Momen khởi động (Nm) 46.41 39.87
Tốc độ (rad/s) Đáp ứng chậm khi có sự
thay đổi của momen
Đáp ứng tức thời
Từ thông Dao động theo sự biến
thiên của momen
Luôn ổn định
Dòng điện khởi động (A) 49.09 52.07
HU
TE
CH
Điều khiển Sensorless có ưu điểm hơn Foc do
có momen khởi động lớn và dòng khởi động nhỏ
Hạn chế:
- Luôn có sự đáp ứng chậm của momen và tốc độ
- Có sự dao động của từ thông
43/44
HU
TE
CH
Cần tiếp tuc nghiên cứu xây dựng thuật toán
nhận dạng thích nghi thông số động cơ do
điện trở stator và rotor thay đổi theo nhiệt độ
của động cơ
44/44
HU
TE
CHXIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN 
SỰ THEO DÕI CỦA THẦY CÔ
VÀ CÁC BẠN
HU
TE
CH
i 
LỜI CAM ĐOAN 
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết 
quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất 
kỳ các công trình nào khác. 
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đở cho việc thực hiện luận văn đã được cảm 
ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được trích dẫn nguồn gốc. 
 Học viên thực hiện luận văn 
HU
TE
CH
ii 
LỜI CẢM ƠN 
Để hoàn thành chương trình cao học và viết luận văn nầy, tôi đã nhận được sự 
hướng dẫn và giúp đở nhiệt tình của quí Thầy cô Trường Đại Học Kỹ Thuật Công 
Nghệ TP.HCM và Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM. 
Trước hết, tôi xin chân thành cảm ơn đến quí Thầy cô Trường Đại Học Kỹ 
Thuật Công Nghệ TP.HCM đã tận tình dạy bảo cho tôi suốt thời gian học tập tại 
trường. 
Tôi xin gởi lời biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Lê Minh Phương, Trường Đại Học 
Bách Khoa TP.HCM, đã dành rất nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu 
và giúp đở tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp nầy. 
Nhân đây, tôi cũng xin chân thành cảm ơn BGH Trường Đại Học Kỹ Thuật 
Công Nghệ TP.HCM cùng quí Thầy cô trong Khoa Điện-Điện tử, BGĐ Công Ty Cổ 
Phần Long Hiệp, gia đình và bạn bè đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành tốt khóa học. 
Mặc dù đã có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn bằng tất cả sự nhiêt tình và 
năng lực của mình, tuy nhiên tôi cũng không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong 
nhận được những đóng góp quí báu của Thầy cô và các bạn. 
 HUỲNH VIẾT THỂ 
HU
TE
CH
iii 
TÓM TẮT 
Ngày nay việc sử dụng Động cơ không đồ ... ốc độ thường không thuận lợi 
trong việc lắp đặt, chống nhiễu môi trường không thuận lợi. Vì vậy, tạo ra một giải 
thuật để kiểm soát tốc độ thì điều khiển Sensorless là một giải pháp cần được quan tâm. 
Điều khiển Sensorless hay điều khiển không dùng cảm biến tốc độ có sơ đồ mô 
phỏng tương tự như điều khiển FOC, nhưng tốc độ hồi tiếp sẽ được thay thế bằng khối 
ước lượng tốc độ. 
Khối ước lượng tốc độ sẽ nhận các giá trị dòng và áp làm tín hiệu ngõ vào. Tín 
hiệu ngõ ra ω của khối ước lượng tốc độ sẽ làm giá trị đầu vào của khối ước lượng từ 
thông và bộ Speed_Controller. Sơ đồ điều khiển được thể hiện như hình (5.15) 
Hình 5.15: Sơ đồ mô phỏng điều khiển Sensorless ĐCKĐB ba pha 
Cấu trúc mô phỏng điều khiển Sensorless bao gồm các khối sau: 
- Khối động cơ 
- Khối chuyển đổi các hệ tọa độ 
• Chuyển trục abc → αβ 
HU
TE
CH
122 
• Chuyển trục αβ →abc 
• Chuyển trục αβ → dq 
• Chuyển trục dq → αβ 
 - Khối ước lượng từ thông 
- Khâu điều chỉnh PID 
- Khối ước lượng tốc độ 
Trong phần mô phỏng điều khiển FOC các khối đã được mô phỏng chi tiết, phần 
này ta sẽ tập trung trình bày khối ước lượng tốc độ. 
5.2.2.1 Khối chuyển trục αβ sang abc: sử dụng ma trận (1.48) để chuyển đổi 
điện áp từ hệ tọa độ αβ sang hệ tọa độ abc làm thông số ngõ vào cho khối ước lượng 
tốc độ. 
Hình 5.16: Khối chuyển trục αβ sang abc 
5.2.2.2 Khối ước lượng tốc độ: Sử dụng các công thức (4.11.1), (4.11.2), 
(4.11.3), (4.11.4) và (4.11.5) để xây dựng các khối sử dụng các đại lượng đầu vào là 
dòng và áp và ngõ ra là tốc độ ω. 
HU
TE
CH
123 
Hình 5.17: Khối mô phỏng ước lượng tốc độ 
Trong khối ước lượng tốc độ gồm có: 
 Khối chuyển trục abc sang αβ: sử dụng công thức 1.46 
Hình 5.18: Khối chuyển trục abc sang αβ 
 Khối ước lượng từ thông và momen: sử dụng công thức (1.46), (4.11.1), (4.11.2) 
Hình 5.19: Khối Ước lượng từ thông và momen 
HU
TE
CH
124 
Khối ước lượng từ thông và momen gồm khối chuyển trục abc sang αβ: sử dụng 
công thức 1.46 để chuyển đổi dòng và áp 
Hình 5.20: Khối chuyển đổi điện áp abc sang αβ 
Hình 5.21: Khối chuyển đổi dòng điện abc sang αβ 
 Mô hình ước lượng tốc độ gồm có: 
- Khối mô hình đáp ứng 
- Khối ước lượng 
- Khối so sánh 
- Khâu PI 
HU
TE
CH
125 
Hình 5.22: Khối mô hình ước lượng tốc độ 
 Khối mô hình đáp ứng: sử dụng các công thức (1.41.3) và (1.41.4) với các thông 
số ngõ vào là ω, Phi’alpha hồi tiếp, Phi’beta hồi tiếp và is tạo các thông số ngõ 
vào Fir’alpha và Fir’beta đưa vào khâu so sánh. 
Hình 5.23: Khối mô hình đáp ứng 
HU
TE
CH
126 
 Khối ước lượng: sử dụng công thức (1.34.2) 
Hình 5.24: Khối ước lượng 
 Khối so sánh: sử dụng công thức (4.12) 
Hình 5.25: Khối so sánh 
 Khâu PI 
Hình 5.26: Khâu PI 
HU
TE
CH
127 
5.2.3 Mô phỏng 
5.2.3.1 Mô phỏng động cơ khi thay đổi tốc độ 
- TL=0Nm 
Động cơ được mô phỏng khi không tải 
theo sự thay đổi của tốc độ theo giản đồ hình 
bên. Đáp ứng ngõ ra trên 2 phương pháp điều 
khiển FOC và SENSORLESS như sau: 
Hình 5.27: Đáp ứng ngõ ra của ĐCKĐB ba pha điều khiển bằng phương pháp 
SENSORLESS khi không tải TL=0Nm và có sự thay đổi tốc độ 
HU
TE
CH
128 
 Hình 5.28: Đáp ứng ngõ ra của ĐCKĐB ba pha điều khiển bằng phương pháp FOC 
khi không tải TL=0Nm và có sự thay đổi tốc độ 
HU
TE
CH
129 
Nhận xét: 
Trong hai phương pháp FOC và SENSORLESS, khi mô phỏng ở trạng thái không 
tải TL=0Nm theo sự thay đổi tốc độ, ta có các giá trị như sau: 
Đáp ứng ngõ ra SENSORLESS FOC 
Momen khởi động (Nm) 41.08 34.65 
Tốc độ (rad/s) 297.5 297.4 
Từ thông Dao động theo sự biến 
thiên của tốc độ 
Luôn ổn định 
Dòng điện khởi động (A) 48.59 52.32 
- Có sự đáp ứng chậm của momen tại các thời điểm thay đổi tốc độ và từ thông 
luôn dao động theo sự biến thiên của momen khi mô phỏng động cơ bằng phương pháp 
SENSORLESS. 
- Dòng điện khởi động nhỏ khi mô phỏng động cơ bằng phương pháp 
SENSORLESS. 
- TL=50.4Nm 
Động cơ được mô phỏng khi tải là định 
mức theo sự thay đổi của tốc độ theo giản đồ 
hình bên. Đáp ứng ngõ ra trên 2 phương pháp 
điều khiển FOC và SENSORLESS như sau: 
HU
TE
CH
130 
Hình 5.29: Đáp ứng ngõ ra của ĐCKĐB ba pha điều khiển bằng phương pháp 
SENSORLESS khi tải TL=50.4Nm và có sự thay đổi tốc độ 
HU
TE
CH
131 
Hình 5.30: Đáp ứng ngõ ra của ĐCKĐB ba pha điều khiển bằng phương pháp FOC 
khi tải TL=50.4Nm và có sự thay đổi tốc độ 
HU
TE
CH
132 
Nhận xét: 
Trong hai phương pháp FOC và SENSORLESS, khi mô phỏng với momen định 
mức TL=50.4Nm theo sự thay đổ tốc độ, ta có các giá trị như sau: 
Đáp ứng ngõ ra SENSORLESS FOC 
Momen khởi động (Nm) 113 129.8 
Tốc độ (rad/s) 296.2 295.9 
Từ thông Dao động theo sự biến 
thiên của tốc độ 
Luôn ổn định 
Dòng điện khởi động (A) 55.18 53.68 
- Có sự đáp ứng chậm của momen tại các thời điểm thay đổi tốc độ và từ thông 
luôn dao động theo sự biến thiên của tốc độ khi mô phỏng động cơ bằng phương pháp 
SENSORLESS. 
- Dòng điện khởi động lớn khi mô phỏng động cơ bằng phương pháp 
SENSORLESS. 
5.2.3.2 Mô phỏng động cơ khi thay đổi đồng thời tải và tốc độ 
- Khi ω=59.5rad/s (tần số 10Hz) 
Động cơ được mô phỏng theo sự thay 
đổi của tải khi ta tăng tốc động c ơ đến 
ω=59.5rad/s (tần số 10Hz) sau thời gian 0.5s 
theo giản đồ hình bên. Đáp ứng ngõ ra trên 2 
phương pháp điều khiển FOC và 
SENSORLESS như sau: 
HU
TE
CH
133 
Hình 5.31: Đáp ứng ngõ ra của ĐCKĐB ba pha điều khiển bằng phương pháp 
SENSORLESS khi thay đổi tải và có sự thay đổi tốc độ ở tần số 10 Hz 
HU
TE
CH
134 
Hình 5.32: Đáp ứng ngõ ra của ĐCKĐB ba pha điều khiển bằng phương pháp 
FOC khi thay đổi tải và có sự thay đổi tốc độ ở tần số 10 Hz 
HU
TE
CH
135 
Nhận xét: 
Trong hai phương pháp FOC và SENSORLESS, khi mô phỏng theo sự thay đổi 
của tải khi ta tăng tốc động cơ đến ω=59.5rad/s (tần số 10Hz) sau thời gian 0.5s theo 
giản đồ hình trên, đáp ứng ngõ ra có các giá trị như sau: 
Đáp ứng ngõ ra SENSORLESS FOC 
Momen khởi động (Nm) 
Tốc độ (rad/s) Đáp ứng chậm khi có sự 
thay đổi của momen 
- 
Đáp ứng tức thời 
Từ thông Dao động theo sự biến 
thiên của momen 
Luôn ổn định 
Dòng điện khởi động (A) 22.28 25.28 
- Có sự đáp ứng chậm của momen so với tín hiệu điều khiển và từ thông luôn dao 
động theo sự biến thiên của momen khi mô phỏng động cơ bằng phương pháp 
SENSORLESS. 
- Đáp ứng tốc độ luôn chậm khi có sự thay đổi của tốc độ khi mô phỏng động cơ 
bằng phương pháp SENSORLESS. 
 - Khi ω=297.5rad/s (tần số 50Hz) 
Động cơ được mô phỏng theo sự thay 
đổi của tải khi ta tăng tốc động cơ đến 
ω=297.5rad/s (tần số 50Hz) sau thời gian 
0.5s theo giản đồ hình bên. Đáp ứng ngõ ra 
trên 2 phương pháp điều khiển FOC và 
SENSORLESS như sau: 
HU
TE
CH
136 
Hình 5.33: Đáp ứng ngõ ra của ĐCKĐB ba pha điều khiển bằng phương pháp 
SENSORLESS khi thay đổi tải và có sự thay đổi tốc độ ở tần số 50 Hz 
HU
TE
CH
137 
Hình 5.34: Đáp ứng ngõ ra của ĐCKĐB ba pha điều khiển bằng phương pháp 
FOC khi thay đổi tải và có sự thay đổi tốc độ ở tần số 50 Hz 
Nhận xét: 
Trong hai phương pháp FOC và SENSORLESS, khi mô phỏng theo sự thay đổi 
của tải khi ta tăng tốc động cơ đến ω=297.5rad/s (tần số 50Hz) sau thời gian 0.5s theo 
giản đồ hình trên, đáp ứng ngõ ra có các giá trị như sau: 
HU
TE
CH
138 
Đáp ứng ngõ ra SENSORLESS FOC 
Momen khởi động (Nm) 46.41 39.87 
Tốc độ (rad/s) Đáp ứng chậm khi có sự 
thay đổi của momen 
Đáp ứng tức thời 
Từ thông Dao động theo sự biến 
thiên của momen 
Luôn ổn định 
Dòng điện khởi động (A) 49.09 52.07 
- Momen khởi động lớn và đáp ứng chậm so với tín hiệu điều khiển, từ thông 
luôn dao động theo sự biến thiên của momen khi mô phỏng động cơ bằng phương pháp 
SENSORLESS. 
- Đáp ứng tốc độ luôn chậm khi có sự thay đổi của tốc độ khi mô phỏng động cơ 
bằng phương pháp SENSORLESS. 
- Dòng điện khởi động nhỏ khi mô phỏng động cơ bằng phương pháp 
SENSORLESS. 
5.3 Kết luận: 
Dựa vào các kết quả mô phỏng trên, ta có một số kết luận sau: 
- Sự đáp ứng các đại lượng ngõ ra khi được mô phỏng trên các hệ tọa độ được 
xem là như nhau (sai số thời gian trong khoảng phần ngàn và phần trăm cho giá trị các 
đại lượng). Điều đó chứng tỏ rằng, mô hình toán của ĐCKĐB ba pha được mô phỏng 
trên các hệ tọa độ là hoàn toàn chính xác. 
Đặc trưng của phương pháp điều khiển SENSORLESS là sự đáp ứng không tức 
thời của momen và tốc độ. Thêm vào đó là sự dao động của từ thông theo momen (khi 
không tải) và tốc độ (khi tải là định mức). 
Khi mô phỏng bằng phương pháp SENSORLESS, mặc dầu có sự đáp ứng chậm 
nhưng sai lệch tốc độ thì nhỏ hơn phương pháp FOC do tín hiệu ω từ trục động cơ phải 
qua nhiều bước tính toán hơn. 
HU
TE
CH
139 
KẾT LUẬN 
VÀ KIẾN NGHỊ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 
Kết luận 
Điều khiển Sensorless động cơ không đồng bộ ba pha có nhiều ưu điểm so với 
các hệ thống điều khiển kinh điển khác cả vể mặt kinh tế lẫn kỹ thuật. Việc nghiên cứu 
cải tiến và phát triển hệ thống này có tính thời sự, khoa học góp phần giải quyết các 
vấn đề kỹ thuật cho những hệ thống truyền động điện làm việc trong những điều kiện 
làm việc đặc biệt cũng như góp phần vào việc làm giảm giá thành của các hệ thống 
truyền động điện động cơ xoay chiều. 
Trên cơ sở sử dụng các mô hình toán đã được kiểm nghiện bằng lý thuyết để xây 
dựng các khối tính toán tốc độ và từ thông được mô phỏng bằng Matlab-Simulink, ta 
có thể khẳng định việc điều khiển Sensorless động cơ không đồng bộ ba pha với thuật 
toán tính toán từ thông và ước lượng tốc độ, được sử dụng trong luận văn hoàn toàn có 
thể áp dụng được trong thực tế do có độ chính xác giống như các phương pháp kinh 
điển có hồi tiếp tốc độ. 
Bản luận văn đã chứng tỏ được sự chính xác khi mô tả ĐCKĐB ba pha trên các 
hệ trục tọa độ, đồng thời chỉ rõ các điểm khác biệt giữa các phương pháp qua việc mô 
phỏng bằng Matlab-Simulink, có thể dùng làm cơ sở để chọn lựa phương pháp điều 
khiển động cơ trong thực tế nhau giữa các phương pháp điều khiển ĐCKĐB ba pha 
bằng các giá trị cụ thể khi mô phỏng bằng Matlab-Simulink. 
Kiến nghị những nghiên cứu tiếp theo 
Cần tiếp tục nghiên cứu để xây dựng thuật toán nhận dạng thích nghi thông số 
động cơ, vì điện trở stato và roto thay đổi theo nhiệt độ của động cơ, do đó khó sử dụng 
giá trị chính xác khi tính toán. 
HU
TE
CH
140 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Lê Minh Phương. Bài giảng tiết kiệm điện năng trong công nghiệp, (2011). 
[2]. Phan Quốc Dũng. Bài giảng điều khiển máy điện và truyền động điện, (2011). 
[3]. Trần Công Bỉnh. Bài giảng hệ thống điểu khiển số điều khiển các máy điện, 
(2010). 
[4]. Phan Quốc Dũng và Tô Hữu Phúc: Truyền động điện., Nhà Xuất Bản ĐHQG 
TP.HCM, (2008). 
[5]. Nguyễn Phùng Quang: Truyền động điện thông minh., Nhà Xuất Bản KHKT HN, 
(2004). 
[6]. Phạm Văn Bình: Máy điện tổng quát., Nhà Xuất Bàn Giáo Dục, (2008). 
[7]. Bimal K.Bose Modern: Power Electronic and AC Driver., Prentice Hall PTR 
Upper Saddle Rive, NJ 07458, pp. 333-438 
[8]. Diễn đàn biến tần Viêt Nam (2011) [online], viewed 15 septemper 2011, from: