Điều khiển tốc độ động cơ DC trong dải rộng, mômen ổn định

[namqn]

Các động cơ DC dùng nam châm vĩnh cửu có hằng số mômen cố định, do đó mômen tỷ lệ thuận với dòng điện. Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp PWM chính là điều chỉnh điện áp (trung bình) đặt vào phần ứng, do đó không ảnh hưởng đến mômen, nếu như dòng điện phần ứng vẫn được giữ ổn định. Bạn đọc thêm ở đây (phần điều khiển tốc độ động cơ DC bằng phương pháp điều chỉnh điện áp phần ứng):
http://namqn.byethost7.com/Motor.php

Việc dùng tay giữ vitme để tạo tải là việc làm hết sức cảm tính. Trước tiên, bạn phải xác định mômen định mức của động cơ dựa vào các thông số định mức (điện áp, công suất, tốc độ). Sau đó mới tìm cách áp tải tương ứng vào để đánh giá chất lượng của mạch truyền động, và không làm cho động cơ quá tải bằng cách ghì vitme mạnh hơn.

Ở tốc độ thấp, độ nhấp nhô của mômen vẫn như cũ (trên lý thuyết), nhưng giá trị tính bằng phần trăm của dao động tốc độ lại tăng lên. Do đó, có thể hiểu được vì sao người ta muốn nâng tần số chuyển mạch ở vùng tốc độ thấp.

Ở điều kiện thử nghiệm của bạn, mômen quán tính của hệ thống là nhỏ hơn bình thường, dẫn đến độ nhấp nhô của mômen cũng lớn hơn bình thường. Bạn nên xem lại cách thử nghiệm.

Một thiết kế đa mục tiêu thường có những điều kiện ràng buộc trái ngược nhau, trong trường hợp của bạn: cần có tốc độ cao để di chuyển nhanh, nhưng lại muốn có mômen lớn khi làm việc ở tốc độ thấp. Với động cơ DC dùng nam châm vĩnh cửu (kích từ thường trực, ở giá trị cố định) thì bạn bắt buộc phải có sự thỏa hiệp: dùng một hộp số có hệ số được lựa chọn sao cho khi di chuyển không thao tác thì tốc độ đủ nhanh, và tạo được mômen ở mức chấp nhận được khi thao tác. Có một số loại động cơ có bản chất chạy ở tốc độ rất cao khi không tải, và có thể tăng cường mômen khi mang tải nặng, tuy nhiên dùng các loại động cơ này thì việc truyền động lại khác.

Thân,

[tuoitrequaypha]

Nguyên văn bởi namqn

Ở tốc độ thấp, độ nhấp nhô của mômen vẫn như cũ (trên lý thuyết), nhưng giá trị tính bằng phần trăm của dao động tốc độ lại tăng lên. Do đó, có thể hiểu được vì sao người ta muốn nâng tần số chuyển mạch ở vùng tốc độ thấp.

Giải thích như trên là không đúng! Hehehe...Khi thay đổi chu kỳ làm việc - duty cycle (không ai gọi là "chu kỳ nhiệm vụ" như trưởng lão namqn viết trong đường link về động cơ dc của mình! hehehehe) để điều chỉnh tốc độ thì độ nhấp nhô Tr của mô-men (torque ripple) cũng thay đổi.

Lý do gì mà phần trăm của dao động tốc độ tăng lên? Với cùng một động cơ và dùng cùng tần số PWM thì giá trị phần trăm này chỉ còn phụ thuộc chủ yếu vào thông số thiết kế của bộ PID chứ ít còn phụ thuộc vào trị trung bình của điện áp đặt vào động cơ; tức là không phụ thuộc vào duty cycle nữa. Heheheheeh

[namqn]

Nguyên văn bởi tuoitrequaypha

Giải thích như trên là không đúng! Hehehe...Khi thay đổi chu kỳ làm việc - duty cycle (không ai gọi là "chu kỳ nhiệm vụ" như trưởng lão namqn viết trong đường link về động cơ dc của mình! hehehehe) để điều chỉnh tốc độ thì độ nhấp nhô Tr của mô-men (torque ripple) cũng thay đổi.

Lý do gì mà phần trăm của dao động tốc độ tăng lên? Với cùng một động cơ và dùng cùng tần số PWM thì giá trị phần trăm này chỉ còn phụ thuộc chủ yếu vào thông số thiết kế của bộ PID chứ ít còn phụ thuộc vào trị trung bình của điện áp đặt vào động cơ; tức là không phụ thuộc vào duty cycle nữa. Heheheheeh

Bạn có thể giải thích rõ hơn được không?

Liệu có khả năng khi bạn giảm duty cycle thì giá trị trung bình của điện áp phần ứng giảm xuống, nhưng độ dao động của dòng điện phần ứng vẫn như cũ không? Xét trường hợp tương tự là buck converter ở chế độ dòng điện liên tục chẳng hạn. Khi đó chẳng phải độ dao động của mômen vẫn như cũ hay sao? (Việc chọn thuật ngữ tiếng Việt cho duty cycle vẫn còn chưa được thống nhất, và ở khoa Điện của ĐHBK HCM vẫn có người gọi nó là chu kỳ nhiệm vụ, tôi chỉ là người đi sau, gọi theo cách gọi của người đi trước).

Với cùng hệ truyền động, nếu độ dao động mômen không đổi thì độ dao động tốc độ cũng không đổi, nhưng giá trị trung bình của tốc độ thì giảm đi. Như vậy chẳng phải phần trăm của độ thay đổi tốc độ so với tốc độ trung bình tăng lên hay sao?

Mời bạn cho ý kiến.

Ở đây vẫn chưa bàn gì về bộ điều khiển PID, mà chỉ nói đến hành vi của động cơ đối với phương pháp điều khiển điện áp phần ứng bằng PWM.

Thân,

[tuoitrequaypha]

Nguyên văn bởi namqn

Bạn có thể giải thích rõ hơn được không?

Liệu có khả năng khi bạn giảm duty cycle thì giá trị trung bình của điện áp phần ứng giảm xuống, nhưng độ dao động của dòng điện phần ứng vẫn như cũ không? Xét trường hợp tương tự là buck converter ở chế độ dòng điện liên tục chẳng hạn. Khi đó chẳng phải độ dao động của mômen vẫn như cũ hay sao? (Việc chọn thuật ngữ tiếng Việt cho duty cycle vẫn còn chưa được thống nhất, và ở khoa Điện của ĐHBK HCM vẫn có người gọi nó là chu kỳ nhiệm vụ, tôi chỉ là người đi sau, gọi theo cách gọi của người đi trước).

Với cùng hệ truyền động, nếu độ dao động mômen không đổi thì độ dao động tốc độ cũng không đổi, nhưng giá trị trung bình của tốc độ thì giảm đi. Như vậy chẳng phải phần trăm của độ thay đổi tốc độ so với tốc độ trung bình tăng lên hay sao?

Thân,

Ối giời, trưởng lão namqn dạy đại học mà phát biểu sai cơ bản như thế này sao????!!!

Không có cách nào giữ không đổi ripple của dòng phần ứng khi thay đổi chu kỳ "nhiệm vụ" cả . Buck converter vận hành ở chế độ dòng liên tục cũng vậy, không là ngoại lệ. Trưởng lão về xem lại sách giáo khoa cơ bản điện tử công suất là biết liền chứ không nên đoán mò hết sức là cảm tính như vậy nhé.

Mỗ hỏi thật: trưởng lão đã bao giờ thật sự điều khiển động cơ chưa? Ít nhất là chạy mô phỏng? Có cần mỗ đưa ví dụ và kết quả lên đây để rồi giảng giải cho trưởng lão nghiền ngẫm không? Gì chứ dân BK Hà Nội bọn mỗ rành mấy cái lý thuyết này lắm

Thân,

[namqn]

Tôi thành thật xin lỗi các bạn (đặc biệt bạn NEM CHUA, và bạn tuoitrequaypha) về phát biểu sai của tôi. Tôi cũng chẳng hiểu sao mình lại có cảm giác như vậy về độ nhấp nhô dòng điện và mômen trong động cơ DC.

Tôi đã kiểm tra lại trường hợp dòng điện liên tục trong bộ biến đổi buck, độ nhấp nhô dòng điện tỷ lệ với (1 - D)*D, với D là duty cycle. Do đó, không thể giữ cho độ nhấp nhô dòng điện là không đổi khi thay đổi duty cycle.

Tôi cũng chân thành cám ơn bạn tuoitrequaypha đã phát hiện ra sai sót của tôi (thật may là tôi chưa từng dạy về điện tử công suất ở trường đại học).

Thân,

[namqn]

Nguyên văn bởi namqn

...
Ở tốc độ thấp, độ nhấp nhô của mômen vẫn như cũ (trên lý thuyết), nhưng giá trị tính bằng phần trăm của dao động tốc độ lại tăng lên. Do đó, có thể hiểu được vì sao người ta muốn nâng tần số chuyển mạch ở vùng tốc độ thấp.
...

Vì phát biểu này của tôi là sai, tôi muốn điều chỉnh lại nó. Với trường hợp sử dụng PWM để điều chỉnh điện áp phần ứng của động cơ DC, độ nhấp nhô của dòng điện (và mômen, khi kích từ không thay đổi) sẽ lớn nhất khi duty cycle = 50%. Càng về phía các giá trị giới hạn của duty cycle (0% và 100%), độ nhấp nhô của dòng điện (và mômen, khi kích từ không thay đổi) sẽ giảm đi (cải thiện). Việc tăng tần số chuyển mạch luôn luôn có tác dụng giảm độ nhấp nhô dòng điện.

Thân,