Luận Văn Tốt Nghiệp Về Điều Khiển Động Cơ PMSM Không Cảm Biến Trong Truyền Động Ô Tô

• Tác giả: Trần Đình Phong
• Người hướng dẫn: GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn
• Trường học: Trường Đại Học Quản Lý Và Công Nghệ Hải Phòng
• Chuyên ngành: Điện Tự Động Công Nghiệp
• Đề tài: Điều Khiển Động Cơ PMSM Không Cảm Biến Cho Truyền Động Ô Tô
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hải Phòng

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ Ô TÔ ĐIỆN
• 1.1. GIỚI THIỆU VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP Ô TÔ ĐIỆN
• 1.2. CÁC LOẠI Ô TÔ ĐIỆN
• 1.3. PHÂN LOẠI XE Ô TÔ ĐIỆN
• 1.4. NHỮNG ĐỘT PHÁ TRONG SẢN XUẤT Ô TÔ ĐIỆN
• 1.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
• 2. CHƯƠNG 2: CÁC LOẠI ĐỘNG CƠ DÙNG CHO TRUYỀN ĐỘNG Ô TÔ “MỘT CHIỀU, PLDC, SRM”
• 2.1. ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU
• 2.1.1. Phân loại động cơ một chiều
• 2.1.2. Phương trình cân bằng sđđ của động cơ
• 2.1.3. Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều
• 2.1.3.1. Đặc tính cơ của động cơ kích từ độc lập và song song
• 2.1.3.2. Đặc tính cơ của động cơ kích từ nối tiếp
• 2.1.3.3. Đặc tính cơ động cơ kích từ hỗn hợp
• 2.1.4. Khởi động động cơ một chiều
• 2.1.4.1. Khởi động trực tiếp
• 2.1.4.2. Khởi động dùng điện trở khởi động
• 2.1.5. Điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều
• 2.1.5.1. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ
• 2.1.5.2. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp nguồn nạp
• 2.1.5.3. Điều chỉnh bằng thay đổi điện trở mạch rô to
• 2.1.5.4. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi từ thông
• 2.1.6. Hệ thống bộ biến đổi động cơ
• 2.1.7. Hãm động cơ một chiều
• 2.1.8. Tổn hao và hiệu suất máy điện một chiều
• 2.2. ĐỘNG CƠ PLDC “ĐỘNG CƠ KHÔNG CHỔI THAN DÒNG MỘT CHIỀU”
• 2.2.1. Giới thiệu động cơ PLDC
• 2.2.2. Cấu tạo động cơ BLDC
• 2.2.2.1. Cấu tạo stator của động cơ PLDC
• 2.2.2.2. Cấu tạo rotor của động cơ PLDC
• 2.2.3. Cảm biến vị trí rotor
• 2.2.4. Bộ phận chuyển mạch điện tử (Electronic commutator)
• 2.2.5. Sức phản điện động
• 2.2.6. Nguyên lý hoạt động của động cơ BLDC
• 2.2.6.1. Nguyên lý hoạt động
• 2.2.6.2. Đặc tính cơ và đặc tính làm việc của động cơ BLDC
• 2.2.7. Mô hình toán, phương trình sđđ và mô men của động cơ BLDC
• 2.2.7.1. Phương trình sđđ và mô men
• 2.2.8. Các phương pháp điều khiển chuyển động động cơ PLDC
• 2.2.8.1. Điều khiển quay chậm
• 2.2.8.2. Điều khiển động cơ quay theo chiều ngược
• 2.2.8.3. Điều khiển động cơ PLDC
• 2.3. ĐỘNG CƠ TỪ TRỞ (ĐỘNG CƠ ĐÓNG NGẮT TRỞ KHÁNG SR)
• 2.3.1. Giới thiệu về động cơ từ trở
• 2.3.2. Nguyên lý hoạt động
• 2.3.3. Nguyên lý điều khiển
• 2.3.4. Ưu và nhược điểm của động cơ SRM
• 2.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
• 3. CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN KHÔNG CẢM BIẾN ĐỘNG CƠ PMSM CHO TRUYỀN ĐỘNG KÉO Ô TÔ
• 3.1. CHUYỂN MẠCH ĐỘNG CÓ PM KHÔNG CHỔI THAN
• 3.2. Các loại động cơ không chổi than
• 3.3. Dạng sóng dòng điện và mô-men
• 3.4. MÔ HÌNH TOÁN HỌC CỦA ĐỘNG CƠ
• 3.5. ƯỚC TÍNH VỊ TRÍ VÀ TỐC ĐỘ
• 3.5.1. Ước tính vị trí rô to sử dụng tín hiệu Hall-Effect
• 3.5.2. Bộ ước tính vị trí rô to dựa trên Back-EMF
• 3.5.3. Tính toán tốc độ rô to
• 3.5.4. Sửa sai số vị trí
• 3.6. CÀI ĐẶT VÀ KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM
• 3.7. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về ô tô điện

Ô tô điện đã trở thành một phần quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô hiện đại. Sự phát triển của ô tô điện không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn đáp ứng nhu cầu năng lượng bền vững. Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM) là một trong những công nghệ tiên tiến nhất được sử dụng trong ô tô điện. Việc điều khiển động cơ này mà không cần cảm biến là một thách thức lớn, nhưng cũng mở ra nhiều cơ hội cho sự phát triển của công nghệ ô tô. Theo nghiên cứu, ô tô điện có thể giảm thiểu khí thải độc hại, góp phần bảo vệ sức khỏe con người và môi trường. "Ô tô điện là giải pháp tối ưu để giải quyết vấn đề ô nhiễm và năng lượng".

1.1. Lịch sử phát triển ô tô điện

Ô tô điện không phải là một khái niệm mới. Từ đầu thế kỷ XIX, xe chạy bằng năng lượng điện đã có mặt trên thị trường. Tuy nhiên, sự phát triển của động cơ đốt trong đã khiến ô tô điện bị lãng quên trong một thời gian dài. Gần đây, với sự gia tăng nhận thức về ô nhiễm môi trường và sự cạn kiệt của nguồn năng lượng hóa thạch, ô tô điện đã trở lại và trở thành xu hướng tất yếu. "Ô tô điện là tương lai của ngành giao thông vận tải".

II. Các loại động cơ dùng cho truyền động ô tô

Trong ngành công nghiệp ô tô, có nhiều loại động cơ được sử dụng cho truyền động, bao gồm động cơ một chiều, động cơ không chổi than (BLDC) và động cơ từ trở (SRM). Mỗi loại động cơ có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Đặc biệt, động cơ PMSM được đánh giá cao về hiệu suất và khả năng điều khiển. Việc áp dụng công nghệ điều khiển không cảm biến cho động cơ PMSM giúp giảm thiểu chi phí và tăng độ tin cậy. "Công nghệ điều khiển không cảm biến mở ra nhiều cơ hội cho sự phát triển của ô tô điện".

2.1. Động cơ PMSM

Động cơ PMSM là loại động cơ đồng bộ sử dụng nam châm vĩnh cửu. Đặc điểm nổi bật của động cơ này là hiệu suất cao và khả năng hoạt động ổn định. Việc điều khiển động cơ PMSM không cảm biến giúp giảm thiểu sự phức tạp trong thiết kế và lắp đặt. "Động cơ PMSM không cảm biến là một bước tiến lớn trong công nghệ ô tô điện".

III. Điều khiển không cảm biến động cơ PMSM cho truyền động kéo ô tô

Điều khiển không cảm biến cho động cơ PMSM là một trong những lĩnh vực nghiên cứu quan trọng hiện nay. Phương pháp này không chỉ giúp giảm chi phí mà còn tăng độ tin cậy của hệ thống. Các kỹ thuật điều khiển như ước tính vị trí và tốc độ rô to là rất cần thiết để đảm bảo hiệu suất hoạt động của động cơ. "Điều khiển không cảm biến là xu hướng phát triển trong ngành công nghiệp ô tô điện".

3.1. Ước tính vị trí và tốc độ

Để điều khiển động cơ PMSM không cảm biến, việc ước tính vị trí và tốc độ rô to là rất quan trọng. Các phương pháp như sử dụng tín hiệu Hall-Effect và Back-EMF đã được nghiên cứu và áp dụng. Những phương pháp này giúp cải thiện độ chính xác và hiệu suất của hệ thống điều khiển. "Ước tính vị trí và tốc độ là chìa khóa cho sự thành công của điều khiển không cảm biến".