Điều khiển số máy điện

Điều khiển số máy điện – Lê Văn Doanh

Trong những năm gần đây điều khiển máy điện có bước phát triển nhảy vọt. Đó là kết quả của việc tăng công suất và các tỉnh năng của linh kiện điện tử công suất và việc phát triển và hoàn thiện các cơ cấu điều khiến số có lập trình, của các bộ vi xử lý, vì điều khiển. Truyền động diện thông minh dựa trên kỹ thuật điều khiển số cho phép tạo nên hệ thống truyền động diện công nghiệp chắc chắn, tin cậy, hiệu suất cao, dài điều khiến rộng, đảm bảo các chức năng bảo vệ… Ví dụ, IPM (Intelligent Pouer Module của Mitsubishi Electric dải công suất từ 10 A/600 V đến 1200 A/3300 V, ASC 600 của ABB, ALTIVAR của Telemecanique… là các bộ điều khiển động cơ xoay chiều với các tính năng chất lượng như hệ truyền động một chiều.

Những hạn chế của kỹ thuật tương tự như sự trôi thông số, sự làm việc ổn định dài hạn, những khó khăn của việc thực hiện các chức năng điều khiển phức tạp đã thúc đẩy việc chuyển nhanh sang công nghệ số trong những năm 70. Sự xuất hiện và hoàn thiện của các bộ vi xử lý mạnh những năm 80 cho phép thực hiện điều khiển vectơ, tạo nên hệ truyền động xoay chiều có chất lượng cao. Kỹ thuật số cũng cho phép tạo nên các thuật toàn điều khiến phức tạp mà kỹ thuật tương tự không cho phép.

Ngoài ra điều khiến số còn có ưu thế quyết định về mặt công nghệ. Cùng một cơ cấu điều khiển số có thể dóng vai trò giao diện với người vận hành, thực hiện các chức năng chạy, dừng, đối chiều, dự báo, tư vẫn… Mọi chức năng phức tạp của truyền động điện đều có thể giải quyết được bằng các cơ cấu điều khiển số. Điều khiển số còn cho phép tiết kiệm linh kiện phần cùng, cho phép tiêu chuẩn hóa: với cùng một bộ vi xử lý, một cấu trúc phần cứng có thể dùng cho mọi ứng dụng, chỉ cần thay đổi nội dung bộ nhỏ. Cuối cùng nhà tiến bộ trong công nghệ mạch tổ hợp cho phép thực hiện các chức năng phức tạp với kích thước nhỏ, độ tin cậy cao, làm việc chắc chắn.

Tuy nhiên điều khiển số máy diện cũng dất ra những dòi hỏi khát khe. Việc thành lập các thuật toàn điều khiển cần biết rõ các đặc tính của đối tượng điều khiển, mô hình của chúng ở chế độ liên tục cũng như ở chế độ rời rạc. Điều khiển số là điều khiển thời gian thực của quá trình phức tạp, diễn biến nhanh chóng, đòi hỏi kỹ thuật lập trình hệ thống ở mức cao.

Điều khiển số máy điện là nơi hội tụ của nhiều ngành khoa học văn công nghệ thuộc lĩnh vực kỹ thuật điện, điện tử công suất, điều khiển tự động, kỹ thuật và xử lý… đây là lĩnh vực rất mới, chưa được giới thiệu cây đủ với độc giả Việt Nam. Các tác giả mong muốn trình bày những cơ sở tôi thu thuộc lĩnh vực điều khiến số máy diện nhằm giúp cho độc giả bước đầu tiếp cận với lình vực này.

Quyển sách “Điều khiển số máy điện” gồm 9 chương.

Chương 1. Đại cương và điều khiển số máy điện, trình bày khái quát những vấn đề cơ bản của điều khiển máy điện, so sánh kỹ thuật điều khiển tương tự và điều khiển số. Sơ đồ khối tổng quát của điều khiển số máy dien.

Chương 2. Cơ sở xử lý tín hiệu số là chương có tính chất chuẩn bị, trình bày khái quát cơ sở biến đối Laplace rời rạc và biến đổi Fourier rời roc.

Chương 3. Mô hình máy điện và bộ biến đổi, trình bày lý thuyết máy điện tổng quát, mô hình liên tục và mô hình rời rạc của máy điện và bộ biến đổi theo quan điểm điều khiển.

Chương 4 Hệ thống điều khiển số, trình bày phương pháp phân tích hệ điều khiển số, đặc tính các bộ điều khiến sẽ, phương pháp tỉnh các yếu tổ chất lượng của hệ điều khiển số.

Chương 5. Tổng hợp hệ điều khiển số, trình bày phương pháp tổng hợp hệ điều khiển số trong miền z, tổng hợp hệ điều khiển số trong không gian trane thai.

Chương 6. Cấu trúc phần cứng và yêu cầu phần mềm với điều khiển số, trình bày yêu cầu đối với bỏ HÈ xử lý và các giao diện, đặc điểm lập trình phần mềm cho điều khiến đố

Chương 7. Điều khiến số máy điện một chiều, trình bày các vấn đề phân tích và tổng hợp hệ điều khiến số may diện một chiều.

Chương 8. Điều khiển số máy điện xoay chiều ở chế độ xác lập, trình bày phương pháp phân tích và tổng hợp điều khiến số máy không đồng bà và đồng bộ, chú trọng phương pháp điều khiển tựa từ thông rôto là phương pháp đang thông dụng.

Chương 9. Điều khiển số tay điện xoay chiều ở chế độ quá độ, trình bày phương pháp phân tích hệ điều khiển số máy điện ở chế độ chuyển mạch và qua đó.

Quyển sách này do các càn bộ nhóm Điều khiển máy điện, Bộ môn Thiết bị điện, Trường Đại học Bách khoa viết. PGS PTS. Lê Văn Doanh chủ biên.

Có thể coi quyển sách “Điều khiến số máy điện” là phần bổ sung cho giáo trình “Điều khiển tự động truyền động diện” Quyền sách này dùng cho sinh viên các ngành Thiết bị diện, Tự động hóa xí nghiệp. Điều khiển tự động, Kỹ thuật do và tin học công nghiệp. Quyền sách này cũng được dùng làm tài liệu tham khảo cho các kỹ sư diện đang công tác trong các cơ quan nghiên cứu, sản xuất và các lớp sau đại học.