BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001:2015 TÌM HIỂU HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ BLDC KHÔNG CÓ CẢM BIẾN VỊ TRÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP HẢI PHÒNG - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001:2015 TÌM HIỂU HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ BLDC KHÔNG CÓ CẢM BIẾN VỊ TRÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP Sinh viên: Trương Quỳnh Lâm Người hướng dẫn: GS. Thân Ngọc Hoàn HẢI PHÒNG - 2018 Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc ----------------o0o----------------- NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Trương Quỳnh Lâm – MSV : 1412102058 Lớp : ĐC 1802- Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp Tên đề tài : Tìm hiểu hoạt động của hệ thống truyền động điện động cơ bldc không có cảm biến vị trí NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ). Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán . Địa điểm thực tập tốt nghiệp.: CÁC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Người hướng dẫn thứ nhất: Họ và tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Trường Đại học dân lập Hải Phòng Nội dung hướng dẫn : Toàn bộ đề tài Người hướng dẫn thứ hai: Họ và tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Nội dung hướng dẫn : Đề tài tốt nghiệp được giao ngày tháng năm 2018. Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày.năm 2018 Đã nhận nhiệm vụ Đ.N Đã giao nhiệm vụ Đ.N Sinh viên Cán bộ hướng dẫn Đ.N Trương Quỳnh Lâm GS. Thân Ngọc Hoàn Hải Phòng, ngày.năm 2018 HIỆU TRƯỞNG GS.NGƯT TRẦN HỮU NGHỊ PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1.Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp. Đánh giá chất lượng của Đ.N ( so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong nhiệm vụ Đ.N, trên các mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng, chất lượng các bản vẽ. Cho điểm của cán bộ hướng dẫn ( Điểm ghi bằng số và chữ) Ngày……tháng…….năm 2018 Cán bộ hướng dẫn chính (Ký và ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 1. Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số liệu ban đầu, cơ sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính toán chất lượng thuyết minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn đề tài. Cho điểm của cán bộ chấm phản biện ( Điểm ghi bằng số và chữ) Ngày……tháng…….năm 2018 Người chấm phản biện (Ký và ghi rõ họ tên) Mục lục Lời mở đầu . 2 ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KHÔNGCHỔI THAN (BLDC) 1. GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ BLDC . CẤU TẠO ĐỘNG CƠ BLDC . 23 MÔ HÌNH TOÁN HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂNĐỘNG CƠ BLDC 2. MÔ HÌNH TOÁN HỌC . CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BLDC . 48 HOẠT ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BLDC KHÔNG CẢM BIẾN VỊ TRÍ 3. ĐẶC ĐIỂM VÀ YÊU CẦU CẢM BIẾN VỊ TRÍ CỦA CÁC ĐỘNG CƠ NAM CHÂM VĨNH CỬU KHÔNG CHỔI THAN . CẢM BIẾN VỊ TRÍ SỬ DỤNG “SĐĐ CẢM ỨNG” . CẢM BIẾN VỊ TRÍ SỬ DỤNG SỰ BIẾN ĐỔI CẢM ỨNG . CÀI ĐẶT VỊ TRÍ DỰA TRÊN TỪ THÔNG MÓC VÒNG. 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO . 76 LỜI MỞ ĐẦU Cho đến nay động cơ điện một chiều vẫn chiếm một vị trí quan trọng trong hệ điều chỉnh tự động truyền động điện, nó được sử dụng trong hệ thống đòi hỏi có độ chính xác cao, vùng điều chỉnh rộng và quy luật điều chỉnh phức tạp. Cùng với sự tiến bộ của văn minh nhân loại chúng ta có thể chứng kiến sự phát triển rầm rộ kể cả về quy mô lẫn trình độ của nền sản xuất hiện đại. Ở nước ta do nhu cầu công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước nên ngày càng xuất hiện nhiều những dây truyền sản xuất mới có mức độ tự động hóa cao với hệ truyền động hiện đại. Việc xuất hiện các hệ truyền động hiện đại đã thúc đẩy sự phát triển, nghiên cứu, đào tạo ngành từ động hóa ở nước ta tiếp thu khoa học kỹ thuật hiện đại nhằm tạo ra những hệ truyền động mới và hoàn thiện những hệ truyền động cũ. Trong quá trình học tập tại trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng. Với sự giúp đỡ của nhà trường và khoa Điện Dân Dụng và Công Nghiệp em đã được nhận đề tài tốt nghiệp: “Tìm hiểu hoạt động của hệ thống truyền động điện động cơ BLDC không có cảm biến vị trí” do GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn hướng dẫn. Đồ án gồm các nội dung sau: Chương 1: Động cơ một chiều không chổi than. Chương 2: Mô hình toán học và phương pháp điều khiển động cơ. Chương 3: Hoạt động điều khiển động cơ BLDC không cảm biến vị trí. 1 CHƯƠNG 1 ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KHÔNGCHỔI THAN (BLDC) 1. GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ BLDC [1] Động cơ một chiều (ĐCMC) thông thường có hiệu suất cao và các đặc tính của chúng thích hợp với các truyền động servo. Tuy nhiên, hạn chế duy nhất là trong cấu tạo của chúng cần có cổ góp và chổi than, những thứ dễ bịmòn và yêu cầu bảo trì, bảo dưỡng thường xuyên. Để khắc phục nhược điểm này người ta chế tạo loại động cơ không cần bảo dưỡng bằng cách thay thếchức năng của cổ góp và chổi than bởi cách chuyển mạch sử dụng thiết bị bán dẫn (chẳng hạn như biến tần sử dụng transitor công suất chuyển mạch theo vịtrí rotor). Những động cơ này được biết đến như là động cơ đồng bộ kích thích bằng nam châm vĩnh cửu hay còn gọi là động cơ một chiều không chổi than BLDC (Brushless DC Motor). Do không có cổ góp và chổi than nên động cơ này khắc phục được hầu hết các nhược điểm của động cơ một chiều có vành góp thông thường. So sánh BLDC với động cơ một chiều thông thường: Mặc dù người ta nói rằng đặc tính tĩnh của động cơ BLDC và ĐCMC thông thường hoàn toàn giống nhau, thực tế chúng có những khác biệt đáng kể ở một vài khía cạnh. Khi so sánh hai loại động cơ này về mặt công nghệhiện tại, ta thường đề cập tới sự khác nhau hơn là sự giống nhau giữa chúng.1 so sánh ưu nhược điểm của hai loại động cơ này. Khi nói về chức năng của động cơ điện, không được quên ý nghĩa của dây quấn và sự đổi chiều. Đổi chiều là quá trình biến đổi dòng điện một chiều ở đầu vào thành dòng xoay chiều và phân bố một cách chính xác dòng điện này tới mỗi dây quấn ở phần ứng động cơ. Ở động cơ một chiều thông thường, sự đổi chiềuđược thực hiện bởi cổ góp và chổi than. 2 Ngược lại, ở động cơ một chiều không chổi than, đổi chiều được thực hiện bằng cách sử dụng các thiết bị bán dẫn như transitor, MOSFET, GTO, IGBT.1: So sánh động cơ BLDC với ĐCMC thông thường Nội dung ĐCMC thông thường ĐCMC không chổi than Cấu trúc cơ Mạch kích từ nằm trên stato Mạch khích từ nằm trên rotor khí Tính năng đặc Đáp ứng nhanh và dễ điều Đáp ứng chậm hơn. Dễ bảo biệt khiển dưỡng (thường không yêu cầu bảo dưỡng) Sơ đồ nối dây Nối vòng tròn. Đơn giản nhất Cao áp :Ba pha nối Y hoặc Δ là nối Δ Bình thường: Dây cuốn 3 pha nối Y có điểm trung tính nối đất hoặc 4 pha. Đơn giản nhất: nối 2 pha Phương pháp Tiếp xúc cơ khí giữa chổi Chuyên mạch điện tử sử dụng đổi chiều than và cổ góp thiết bị bán dẫn như transitor,IGBT. Phương pháp Tự động xác định bằng chổi Sử dụng cảm biến vị trí :phần xác định vị than tử Hall, cảm biến quang học trírotor (otical encoder) Phương pháp Đảo chiều điện áp Sắp xếp lại thứ tự của các tín đảo chiều nguồn (cấp cho phần hiệu logic ứng hoặc mạch kích từ) 3 1. CẤU TẠO ĐỘNG CƠ BLDC Cấu tạo của động cơ một chiều không chổi than rất giống một loại động cơ xoay chiều đó là động cơ xoay chiều đồng bộ kích thích bằng nam châm vĩnh cửu.1 minh họa cấu tạo của động cơ một chiều không chổi than ba pha điển hình: Hình 1.1:Các thành phần cơ bản của động cơ BLDC Dây quấn stator tương tự như dây quấn stator của động cơ xoay chiều nhiều pha và rotor bao gồm một hay nhiều nam châm vĩnh cửu. Việc xác định vị trí rotor được thực hiện thông qua cảm biến vị trí, hầu hết các cảm biến vị trí rotor (cực từ) là phần tử Hall, tuy nhiên cũng có một số động cơ sử dụng cảm biến quang học. Mặc dù hầu hết các động cơ chính thống và có năng suất cao đều là động cơ ba pha, động cơ một chiều không chổi than hai pha cũng được sử dụng khá phổ biến vì cấu tạo và mạch truyền động đơn giản. Stato Khác với động cơ một chiều thông thường, stator của động cơ một chiều không chổi than chứa dây quấn phần ứng. Dây quấn phần ứng có thể là hai pha, ba pha hay nhiều pha nhưng thường là dây quấn ba pha (hình 1.Dây quấn ba pha có hai sơ đồ nối dây, đó là nối theo hình sao Y hoặc hình tam giác Δ.2: Stato của động cơ BLDC Stator của động cơ BLDC được cấu tạo từ các lá thép kỹ thuật điện với các cuộn dây được đặt trong các khe cắt xung quanh chu vi phía trong của stator. Theo truyền thống cấu tạo stator của động cơ BLDC cũng giống như cấu tạo của các động cơ cảm ứng khác. Tuy nhiên, các bối dây được phân bố theo cách khác. Hầu hết tất cả các động cơ một chiều không chổi than có 3 cuộn dây đấu với nhau theo hình sao hoặc hình tam giác. Mỗi một cuộn dây được cấu tạo bởi một số lượng các bối dây nối liền với nhau. Các bối dây này được đặt trong các khe và chúng được nối liền nhau để tạo nên một cuộn dây. Mỗi một trong các cuộn dây được phân bố trên chu vi của stator theo trình tự thích hợp để tạo nên một số chẵn các cực. Cách bố trí và số rãnh của stator của động cơ khác nhau thì cho chúng ta số cực của 5 động cơ khác nhau. Sự khác nhau trong cách nối liền các bối dây trong cuộn dây stator tạo nên sự khác nhau của hình dáng sức phản điện động. Động cơ một chiều không chổi than thường có các cấu hình 1 pha, 2 pha và 3 pha.
Luận Văn Tìm Hiểu Hoạt Động Của Hệ Thống Truyền Động Điện Động Cơ BLDC Không Có Cảm Biến Vị Trí
Chuyên khảo kỹ thuật phân tích Luận văn tìm hiểu hoạt động của hệ thống truyền động điện động cơ bldc không có cảm biến vị trí, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng
Trường đại học
Trường Đại Học Dân Lập Hải PhòngChuyên ngành
Điện Tự Động Công NghiệpNgười đăng
Ẩn danhThể loại
đồ án tốt nghiệpPhí lưu trữ
35 PointMục lục chi tiết
THÔNG TIN CHI TIẾT
Tác giả: Trương Quỳnh Lâm
Người hướng dẫn: GS. Thân Ngọc Hoàn
Trường học: Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng
Chuyên ngành: Điện Tự Động Công Nghiệp
Đề tài: Tìm Hiểu Hoạt Động Của Hệ Thống Truyền Động Điện Động Cơ BLDC Không Có Cảm Biến Vị Trí
Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản: 2018
Địa điểm: Hải Phòng
Luận Văn: Tìm Hiểu Hoạt Động Hệ Thống Truyền Động Điện BLDC Không Cảm Biến Vị Trí là một nghiên cứu chuyên sâu về hệ thống truyền động điện BLDC (Brushless DC) không sử dụng cảm biến vị trí. Tài liệu này tập trung vào việc phân tích cơ chế hoạt động, các phương pháp điều khiển, và ưu điểm của hệ thống này so với các hệ thống truyền động truyền thống. Đặc biệt, nghiên cứu nhấn mạnh vào việc tối ưu hóa hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống, đồng thời giảm thiểu chi phí nhờ loại bỏ cảm biến vị trí. Đây là tài liệu hữu ích cho các kỹ sư điện, nhà nghiên cứu, và sinh viên quan tâm đến lĩnh vực điều khiển động cơ và hệ thống truyền động hiện đại.
Để mở rộng kiến thức về các hệ thống điện và điều khiển, bạn có thể tham khảo thêm Luận văn thạc sĩ kỹ thuật điện điều khiển tối ưu hiệu suất của động cơ đồng bộ từ trở được cấp nguồn bằng năng lượng mặt trời, nghiên cứu về tối ưu hóa hiệu suất động cơ trong bối cảnh năng lượng tái tạo. Ngoài ra, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật điện nghiên cứu giải thuật PR (Proportional Resonant) cho nghịch lưu một pha nối lưới cung cấp cái nhìn sâu hơn về các giải thuật điều khiển trong hệ thống điện. Cuối cùng, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật điện phân tích quá độ trong hệ thống điện sử dụng phần mềm mô phỏng ATP/EMTP sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về phân tích hệ thống điện thông qua mô phỏng.
Mỗi tài liệu trên đều là cơ hội để bạn khám phá sâu hơn về các chủ đề liên quan, từ điều khiển động cơ đến phân tích hệ thống điện, giúp bạn nâng cao kiến thức và kỹ năng trong lĩnh vực kỹ thuật điện.
Trích đoạn nội dung tài liệu
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ