MRAS nâng cao với bộ ước tính điện trở stator và rotor trong điều khiển vector động cơ không đồng bộ

143 lượt xem

Các tác giả

  • Tran Dinh Cuong (Tác giả đại diện) Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Tôn Đức Thắng
  • Phan Thanh Tai Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Tôn Đức Thắng
  • Nguyen Thanh Quang Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Tôn Đức Thắng
  • Phan Tran Dang Khoa Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Tôn Đức Thắng

DOI:

https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.109.2026.14-24

Từ khóa:

Động cơ không đồng bộ; Điều khiển tựa từ thông; Không cảm biến tốc độ; RF-MRAS; Biến thiên điện trở.

Tóm tắt

Nghiên cứu này tập trung vào vấn đề suy giảm độ chính xác ước lượng tốc độ trong hệ truyền động động cơ không đồng bộ điều khiển không cảm biến tốc độ, vốn bắt nguồn từ sự thay đổi của điện trở stator và rotor theo nhiệt độ. Sự biến thiên của các tham số này ảnh hưởng đáng kể đến bộ quan sát RF-MRAS, dẫn đến suy giảm độ bền vững và tiềm ẩn nguy cơ mất ổn định trong các điều kiện quá độ. Để khắc phục hạn chế này, bài báo đề xuất một cấu trúc điều khiển tựa từ thông rotor (FOC) cải tiến, tích hợp bộ quan sát RF-MRAS thích nghi với cơ chế ước lượng trực tuyến điện trở stator và suy luận tỷ lệ điện trở rotor. Mô hình động cơ được xây dựng trên hệ tọa độ tĩnh α-β và sau đó biến đổi sang hệ tọa độ quay d-q để triển khai điều khiển vectơ. Các trường hợp mô phỏng đa dạng chứng minh phương pháp đề xuất giúp nâng cao đáng kể độ chính xác ước lượng tốc độ và cải thiện độ ổn định tổng thể của hệ thống. Nhờ cấu trúc đơn giản và không yêu cầu tính toán phức tạp, phương pháp này phù hợp cho các nền tảng điều khiển thời gian thực trong hệ truyền động không cảm biến hiện đại.

Tiểu sử của Tác giả

Tran Dinh Cuong, Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Tôn Đức Thắng

Cuong Dinh Tran is the deputy head of the Electrical Engineering Department, Faculty of Electrical and Electronics Engineering at Ton Duc Thang University, Vietnam. He received his B.E., M.E degrees from Ho Chi Minh City University Of Technology, Vietnam, and Ph.D. degree from VSB-Technical University of Ostrava, the Czech Republic, in 2005, 2008, and 2020. His research interests include modern control methods and intelligent algorithms in motor drives. He can be contacted at email: trandinhcuong@tdtu.edu.vn

Phan Thanh Tai, Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Tôn Đức Thắng

Tai Thanh Phan was born in Vietnam in 1995. He received a Master's degree in Electrical Engineering from Ton Duc Thang University, Ho Chi Minh City, Vietnam, in 2020. Now, he is a Ph.D. candidate and lecturer specializing in Electrical Engineering, Faculty of Electrical and Electronics Engineering, Ton Duc Thang University, Vietnam. His research areas are the application of optimization algorithms in the power system, renewable energy and intelligent algorithms in motor drives. He can be contacted at email: phanthanhtai@tdtu.edu.vn

Nguyen Thanh Quang, Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Tôn Đức Thắng

Quang Thanh Nguyen was born in Vietnam in 1991. He received a Master's degree in Automation and Control Engineering from Ton Duc Thang University, Ho Chi Minh City, Vietnam, in 2019. Now, he is a Ph.D. candidate and lecturer specializing in Electrical Engineering, Faculty of Electrical and Electronics Engineering, Ton Duc Thang University, Vietnam. His research interests include microcontrollers, robots, SCADA, and intelligent algorithms in motor drives. He can be contacted at email: nguyenthanhquang@tdtu.edu.vn

Phan Tran Dang Khoa, Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Tôn Đức Thắng

Khoa Dang Tran Phan received a bachelor’s degree in electrical engineering from Ton Duc Thang University, Ho Chi Minh City, Vietnam, in 2024. Now, he is a teaching assistant at the Faculty of Electrical and Electronics Engineering, Ton Duc Thang University, Ho Chi Minh City, Vietnam. His research areas are power supply, electric machine, advanced control theory in motor drives. He can be contacted at email: phantrandangkhoa@tdtu.edu.vn

Tài liệu tham khảo

[1]. C. D. Tran, M. Kuchar, V. Sotola, and P. D. Nguyen, “Fault-tolerant control based on current space vectors against total sensor failures”, Sensors, Vol. 24, No. 11, pp. 3558, (2024). DOI: https://doi.org/10.3390/s24113558

[2]. M. Masiala, B. Vafakhah, J. Salmon, and A. M. Knight, “Fuzzy self-tuning speed control of an indirect field-oriented control induction motor drive”, IEEE Trans. on Industry Applications, Vol. 44, No. 6, pp. 1732-1740, (2008). DOI: https://doi.org/10.1109/TIA.2008.2006342

[3]. L. Amezquita-Brooks, J. Liceaga-Castro, and E. Liceaga-Castro, “Speed and position controllers using indirect field-oriented control: A classical control approach”, IEEE Trans. on Industrial Electronics, Vol. 61, No. 4, pp. 1928-1943, (2013). DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2013.2262750

[4]. M. S. Zaky, M. M. Khater, H. Yasin, S. S. Shokralla, and A. El-Sabbe, “Speed-sensorless control of induction motor drives”, Eng. Res. J., Vol. 30, No. 4, pp. 433-444, (2007).

[5]. B. H. Dinh and C. D. Tran, “Improved scalar control based on slip compensation from virtual speeds in three-phase induction motor drives”, Int. J. of Power Electronics and Drive Systems (IJPEDS), Vol. 15, No. 3, pp. 1410-1416, (2024). DOI: https://doi.org/10.11591/ijpeds.v15.i3.pp1410-1416

[6]. M. H. Bierhoff, “A general PLL-type algorithm for speed sensorless control of electrical drives”, IEEE Trans. on Industrial Electronics, Vol. 64, No. 12, pp. 9253-9260, (2017). DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2017.2711568

[7]. M. Korzonek, G. Tarchala, and T. Orlowska-Kowalska, “A review on MRAS-type speed estimators for reliable and efficient induction motor drives”, ISA Transactions, Vol. 93, pp. 1-13, (2019). DOI: https://doi.org/10.1016/j.isatra.2019.03.022

[8]. R. Kumar, S. Das, P. Syam, and A. K. Chattopadhyay, “Review on model reference adaptive system for sensorless vector control of induction motor drives”, IET Electric Power Applications, Vol. 9, No. 7, pp. 496-511, (2015). DOI: https://doi.org/10.1049/iet-epa.2014.0220

[9]. A. R. Teja, V. Verma, and C. Chakraborty, “A new formulation of reactive-power-based model reference adaptive system for sensorless induction motor drive”, IEEE Trans. on Industrial Electronics, Vol. 62, No. 11, pp. 6797-6808, (2015). DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2015.2432105

[10]. N. Smith, S. M. Gadoue, and J. W. Finch, “Improved rotor flux estimation at low speeds for torque MRAS-based sensorless induction motor drives”, IEEE Trans. on Energy Conversion, Vol. 31, No. 1, pp. 270-282, (2015). DOI: https://doi.org/10.1109/TEC.2015.2480961

[11]. M. Adamczyk and T. Orlowska-Kowalska, “Online stator and rotor resistance estimation for current sensor fault-tolerant control of induction motor drives”, Proc. of the Int. Conf. on Electrical Drives and Power Electronics (EDPE), pp. 1-6, (2023). DOI: https://doi.org/10.1109/EDPE58625.2023.10274048

[12]. Tran, P. Brandstetter, M. Kuchar, and P. Nguyen, “An improved CB-MRAS using voltage model integrating stator resistance estimation in induction motor drives”, Int. Review of Electrical Engineering (IREE), Vol. 19, No. 6, pp. 446-452, (2024). DOI: https://doi.org/10.15866/iree.v19i6.25107

[13]. T. Orlowska-Kowalska and M. Dybkowski, “Stator-current-based MRAS estimator for a wide range speed-sensorless induction-motor drive”, IEEE Trans. on Industrial Electronics, Vol. 57, No. 4, pp. 1296-1308, (2009). DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2009.2031134

[14]. A. Elhaj, M. Alzayed, and H. Chaoui, “Multiparameter estimation-based sensorless adaptive direct voltage MTPA control for IPMSM using fuzzy logic MRAS”, Machines, Vol. 11, No. 9, pp. 861, (2023). DOI: https://doi.org/10.3390/machines11090861

[15]. Z. Zhang, G. Wang, Z. Wang, Q. Liu, and K. Wang, “Neural network based Q-MRAS method for speed estimation of linear induction motor”, Measurement, Vol. 205, pp. 112203, (2022). DOI: https://doi.org/10.1016/j.measurement.2022.112203

[16]. Lu, W. Shan, Z. Yun, and W. Cao, “PSO-optimized fuzzy MRAS control for permanent magnet synchronous motorized spindle”, J. of Physics: Conf. Series, Vol. 2803, No. 1, pp. 012004, (2024). DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/2803/1/012004

[17]. V. R. Jevremovic, V. Vasic, D. P. Marcetic, and B. Jeftenic, “Speed-sensorless control of induction motor based on reactive power with rotor time constant identification”, IET Electric Power Applications, Vol. 4, No. 6, pp. 462-473, (2010). DOI: https://doi.org/10.1049/iet-epa.2009.0208

[18]. S. Maiti, C. Chakraborty, Y. Hori, and M. C. Ta, “Model reference adaptive controller-based rotor resistance and speed estimation techniques for vector controlled induction motor drive utilizing reactive power”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 55, No. 2, pp. 594-601, (2008). DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2007.911952

[19]. P. Cao, X. Zhang, and S. Yang, “A unified-model-based analysis of MRAS for online rotor time constant estimation in an induction motor drive”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 64, No. 6, pp. 4361-4371, (2017). DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2017.2668995

Tải xuống

Đã Xuất bản

25-02-2026

Cách trích dẫn

[1]
D. C. Trần, T. T. Phan, Q. T. Nguyễn, và K. D. T. Phan, “MRAS nâng cao với bộ ước tính điện trở stator và rotor trong điều khiển vector động cơ không đồng bộ”, J. Mil. Sci. Technol., vol 109, số p.h 109, tr 14–24, tháng 2 2026.

Số

T. 109 (2026)

Chuyên mục

Kỹ thuật điều khiển & Điện tử