1 of 10

1

8/25/2025

NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN HỆ TRUYỀN ĐỘNG XOAY CHIỀU NHIỀU PHA

GVHD: PGS. TS. Vũ Hoàng Phương (HUST)

PGS. TS. Võ Thanh Hà (UTC)

NCS : Th.S Phạm Thị Giang

TỔNG QUAN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SCHOOL OF ELECTRICAL AND ELECTRONIC ENGINEERING

2 of 10

2

8/25/2025

MỤC LỤC

I

Tổng quan về ứng dụng động cơ 6 pha IPMSM

​

IV

III

Mạch lực ứng dụng cho động cơ 6 pha IPMSM

​

Các hướng nghiên cứu

II

Mô hình hóa động cơ 6 pha IPMSM

​

3 of 10

3

8/25/2025

I

Tổng quan về ứng dụng động cơ 6 pha IPMSM

​

Hình. 1. Hệ thống cần trục, cần cẩu

1 Furkan Tokgoz, Z.Q.Zhu, Xiao Chen, Han Yang, "Comparative Study of Multiphase IPMSMs for EV Applications", 2023.DOI: 10.1109/ICEMS59686.2023.10345120

2 Grunditz. E, Thiringer. T, "Modelling and scaling procedure of a vehicle electric drive system", 2017

Hình. 2. Tuabin gió

Hình. 3. Xe buýt điện

Thông số

Tesla

Model 3

3 pha

5 pha

6 pha

9 pha

Công suất đầu ra (kW)

230

248

255

261

254

Momen xoắn đầu ra (Nm)

439

474

488

499

485

Đập mạch momen xoắn (Nm/%)

16.2/3.7

55/11.6

18/3.7

24.4/4.9

43/8.9

Thể tích PM (cm3)

18.8

16.8

16.8

16.73

16.83

Momen xoắn trên mỗi đơn vị thể tích PM (Nm/cm3)

23.4

28.2

29.1

29.8

28.8

Dòng điện pha RMS (A)

1100

1100

635

547

355

Tổn thất sắt (kW)

0.87

1.04

1.11

1.05

1.11

Hiệu suất (%)

91.7

92.2

92.37

92.56

92.33

Hình. 4. So sánh các động cơ nhiều pha ở tốc độ 5000 vòng/phút [1]

Hình .5. Kịch bản tăng tốc 0-50km/h [2]

Đối tượng nghiên cứu: động cơ 6 pha IPMSM 100kW

4 of 10

4

8/25/2025

II

Tổng quan về ứng dụng động cơ 6 pha IPMSM

​

3 Industrial & Commercial Generator Solutions - Generator Source

Động cơ IPMSM 6 pha (100kw) với cấu trúc phức tạp và không có sẵn trên thị trường

Sở hữu nhiều đặc tính phi tuyến và bất đối xứng do sự bão hòa từ

Đề xuất sử dụng phương pháp mô hình phần tử hữu hạn (FEM) để có những kết quả sát với thực nghiệm nhất

Mô hình hóa

FEM

Tính chọn tham số

Điều khiển

Hình .7. Quy trình mô hình hóa và xác định tham số điều khiển IPMSM 6 pha

Hình .6. Cấu trúc động cơ

6 pha IPMSM

Mô hình tương đương lý thưởng 🡪 Không còn đảm bảo độ chính xác

5 of 10

5

8/25/2025

II

Mô hình toán học của động cơ 6 pha IPMSM

Mô hình hóa động cơ 6 pha IPMSM theo hai phương pháp

  • Phương pháp biến đổi d-q kép
  • Phương pháp phân tách không gian vector (Vector Space Decomposition – VSD)

Hình 8: Cấu trúc điều khiển FOC theo phương pháp d-q kép

Hình 9: Cấu trúc điều khiển FOC theo phương pháp VSD

6 of 10

6

8/25/2025

III

Mạch lực ứng dụng cho động cơ 6 pha IPMSM

Bộ nghịch lưu 2 mức 6 pha - Phương pháp điều chế sinPWM

Áp dụng phương pháp điều chế sinPWM điều chế xung và ra tín hiệu điều khiển biến tần sáu pha, hệ số điều chế cho mỗi pha được tính bằng:

 

 

Hình 10: Sơ đồ mạch lực của biến tần 2 mức 6 pha

kết nối 2 dây trung tính

Hình 11: Sơ đồ cấu trúc điều khiển SinPWM

cho nghịch lưu 6 pha

3 Z. Yifan and T. A. Lipo, "Space vector PWM control of dual three-phase induction machine using vector space decomposition," Industry Applications, IEEE Transactions on, vol. 31, pp. 1100-1109, 1995-01-01 1995.

7 of 10

7

8/25/2025

IV

Các hướng nghiên cứu

4.1. Mô hình hóa động cơ 6 pha IPMSM

Phương pháp biến đổi d-q kép

Phương pháp phân tách không gian vector

(Vector Space Decomposition – VSD)

 

 

4 Furmanik, M.; Gorel, L.; Konviˇcný, D.; Rafajdus, P. Comparative Study and Overview of Field-Oriented Control Techniques for Six-Phase PMSMs. Appl. Sci. 2021, 11, 7841. https://doi.org/10.3390/ app11177841.

8 of 10

8

8/25/2025

IV

Các hướng nghiên cứu

4.2. Mô hình động cơ bằng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM)

Khởi tạo dự án

Thiết kế hình học mô hình động cơ

Chọn vật liệu

Kết cấu cuộn dây

Kết nối simulink

Xem kết quả và xuất bảng LUT

Chạy mô phỏng

Cài đặt lưới

Hình 12: Quy trình thực hiện mô phỏng bằng phần tử hữu hạn trên phần mềm JMAG

Hình 13: Biểu đồ điện cảm Lsd1,Lsq1 theo mô men và tốc độ

Hình 14: Biểu đồ điện cảm Lsd2 , Lsq2 theo mô men và tốc độ

Mô hình FEM thể hiện chi tiết các đặc tính phi tuyến của động cơ IPMSM 6 pha mà một mô hình toán học lý tưởng khó có thể mô tả hết được. Cho thấy rõ ảnh hưởng của bão hòa từ lên các thông số điện cảm và sự phụ thuộc của các đặc tính này vào điểm làm việc của động cơ. Việc sử dụng bảng tra này để xây dựng mô hình JMAG-RT trong Simulink sẽ giúp mô phỏng hệ truyền động một cách chính xác và gần với thực tế hơn.

5 M. L. Woldesemayat, H. Lee, S. Won and K. Nam, "Modeling and Verification of a Six-Phase Interior Permanent Magnet Synchronous Motor," in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 33, no. 10, pp. 8661-8671, Oct. 2018, doi: 10.1109/TPEL.2017.2782804.

​

9 of 10

9

8/25/2025

IV

Các hướng nghiên cứu

4.3. Các hướng nghiên cứu trong tương lai

  • Nghiên cứu điều khiển động cơ IPMSM 6 pha sử dụng thuật toán MTPA, điều khiển suy giảm từ thông, điều khiển MTPV, điều khiển kết hợp có cảm biến và không cảm biến
  • Nghiên cứu, mô phỏng thời gian thực hệ truyền động 6 pha IPMSM trên Typhoon
  • Nghiên cứu mô phỏng tích hợp mô hình cơ nhiệt của động cơ 6 pha IPMSM
  • Xây dựng bộ quan sát, mở rộng điều khiển dựa trên mô hình dự báo MPC

10 of 10

10

8/25/2025

Power Electronics Laboratory