Phân Tích Cảm Biến Vị Trí Để Kiểm Soát PMSM Trong Xe Điện

• Tác giả: Bui Tran Nguyen Khoa
• Người hướng dẫn: Dr. Le Thanh Phuc, PhD
• Trường học: Ho Chi Minh City University of Technology and Education
• Chuyên ngành: Automotive Engineering
• Đề tài: Analyzing The Position Sensor To Control The PMSM In Electric Vehicles
• Loại tài liệu: Graduation Project
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

• ACKNOWLEDGEMENTS
• ABSTRACT
• 1. CHƯƠNG 1: OVERVIEW
• 1.1. Reason for choosing the topic
• 1.2. Research objective
• 1.3. Research subjects
• 1.4. Scope of research
• 1.5. Research Methods
• 1.6. Research contents
• 1.7. Research layout
• 2. CHƯƠNG 2: LITERATURE REVIEW
• 2.1. PMSM - Permanent Magnet Synchronous Motor
• 2.1.1. Definition
• 2.2. Structure of PMSM
• 2.2.1. Structure of Stator
• 2.2.2. Structure of Rotor
• 2.3. Working principle
• 2.4. Pros and Cons of PMSM
• 2.5. Concept of resolver
• 2.6. Principle
• 3. CHƯƠNG 3: SYSTEM DESIGN OF RESOLVER & H-BRIDGE CIRCUIT
• 3.1. STM32CubeMX setup
• 3.2. Half-wave rectifier circuit
• 3.3. Schematic resolver sine/cosine receiver circuit
• 3.4. H-Bridge with MOSFET
• 4. CHƯƠNG 4: EXPERIMENT RESULTS AND DISCUSSION
• 4.1. Tested rotation period of rotor and displays the Theta angle to LCD
• 5. CHƯƠNG 5: CONCLUSION AND RECOMMENDATION
• 5.1. Code for schematic resolver SINE/COSINE receiver circuit
• 5.2. Code for H-Bridge Circuit
• LIST OF FIGURES
• LIST OF TABLES
• REFERENCES

I. Tổng Quan Về Phân Tích Cảm Biến Vị Trí Trong PMSM

Phân tích cảm biến vị trí là một phần quan trọng trong việc điều khiển động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM) trong xe điện. Cảm biến này giúp xác định vị trí của rotor, từ đó tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của động cơ. Việc sử dụng cảm biến vị trí không chỉ nâng cao hiệu quả mà còn đảm bảo độ chính xác trong việc điều khiển tốc độ và mô-men xoắn của động cơ. Trong bối cảnh phát triển xe điện, việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ cảm biến vị trí trở nên cần thiết hơn bao giờ hết.

1.1. Cảm Biến Vị Trí Là Gì

Cảm biến vị trí là thiết bị dùng để xác định vị trí của rotor trong động cơ PMSM. Nó hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng từ, giúp cung cấp thông tin chính xác về góc quay của rotor.

1.2. Tại Sao Cảm Biến Vị Trí Quan Trọng

Cảm biến vị trí đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển động cơ PMSM, giúp cải thiện hiệu suất và độ chính xác trong việc điều khiển tốc độ và mô-men xoắn.

II. Thách Thức Trong Việc Sử Dụng Cảm Biến Vị Trí

Mặc dù cảm biến vị trí mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc tích hợp chúng vào hệ thống điều khiển PMSM cũng gặp phải một số thách thức. Các vấn đề như độ chính xác, độ tin cậy và chi phí là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng. Đặc biệt, việc lựa chọn loại cảm biến phù hợp với ứng dụng cụ thể trong xe điện là rất quan trọng.

2.1. Độ Chính Xác Của Cảm Biến

Độ chính xác của cảm biến vị trí ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của động cơ PMSM. Cảm biến không chính xác có thể dẫn đến việc điều khiển sai lệch, gây giảm hiệu suất.

2.2. Chi Phí Tích Hợp Cảm Biến

Chi phí tích hợp cảm biến vị trí vào hệ thống điều khiển có thể cao, đặc biệt là khi sử dụng các công nghệ tiên tiến. Điều này cần được cân nhắc trong quá trình thiết kế.

III. Phương Pháp Điều Khiển PMSM Bằng Cảm Biến Vị Trí

Để điều khiển động cơ PMSM hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp điều khiển tiên tiến kết hợp với cảm biến vị trí. Các phương pháp này bao gồm điều khiển vector, điều khiển PID và điều khiển dự đoán. Mỗi phương pháp có những ưu điểm và nhược điểm riêng, tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng.

3.1. Điều Khiển Vector

Điều khiển vector cho phép điều khiển mô-men xoắn và tốc độ của động cơ một cách độc lập, giúp tối ưu hóa hiệu suất hoạt động.

3.2. Điều Khiển PID

Điều khiển PID là phương pháp phổ biến trong điều khiển động cơ, giúp duy trì tốc độ ổn định và giảm thiểu sai số.

IV. Ứng Dụng Cảm Biến Vị Trí Trong Xe Điện

Cảm biến vị trí được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển động cơ của xe điện. Chúng giúp cải thiện hiệu suất, độ tin cậy và khả năng phản hồi của hệ thống. Việc sử dụng cảm biến vị trí không chỉ giúp tối ưu hóa hoạt động của động cơ mà còn nâng cao trải nghiệm lái xe cho người sử dụng.

4.1. Tăng Cường Hiệu Suất Xe Điện

Việc sử dụng cảm biến vị trí giúp tối ưu hóa hiệu suất động cơ, từ đó nâng cao hiệu suất tổng thể của xe điện.

4.2. Đảm Bảo Độ Tin Cậy

Cảm biến vị trí giúp đảm bảo độ tin cậy trong việc điều khiển động cơ, giảm thiểu rủi ro và sự cố trong quá trình vận hành.

V. Kết Luận Về Tương Lai Của Cảm Biến Vị Trí Trong PMSM

Tương lai của cảm biến vị trí trong điều khiển PMSM trong xe điện rất hứa hẹn. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, các cảm biến sẽ ngày càng chính xác và hiệu quả hơn. Điều này sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho việc phát triển xe điện và các ứng dụng công nghệ cao khác.

5.1. Xu Hướng Phát Triển Công Nghệ

Công nghệ cảm biến vị trí sẽ tiếp tục phát triển, với các giải pháp mới giúp cải thiện độ chính xác và hiệu suất.

5.2. Tác Động Đến Ngành Công Nghiệp Xe Điện

Sự phát triển của cảm biến vị trí sẽ có tác động lớn đến ngành công nghiệp xe điện, giúp nâng cao hiệu suất và giảm chi phí sản xuất.