- 7 CHƯƠNG 2 - ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG DÙNG CHO Ô TÔ ĐIỆN. - 9 2.1 Lựa chọn động cơ truyền động dùng cho ô tô điện. - 9 2.1.1 Động cơ một chiều chổi than (DCM. - 9 2.1.2 Động cơ một chiều không chổi than (BLDC. - 10 2.1.3 Động cơ từ trở (SRM. - 11 2.1.4 Động cơ đồng bộ cực từ ẩn (IPM. - 12 2.2 Động cơ một chiều không chổi than BLDC. - 13 2.2.1 Cấu tạo động cơ BLDC. - 13 2.2.2 Nguyên lý truyền động động cơ BLDC. - 18 2.2.3 Mô hình toán học động cơ BLDC. - 20 2.2.4 Đặc tính cơ truyền động động cơ điện một chiều không chổi than. - 23 2.3 Thông số động cơ BLDC dùng làm động cơ truyền động cho ô tô điện. - 26 CHƯƠNG 3 - CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG Ô TÔ ĐIỆN. - 27 3.1 Nghịch lưu làm việc với động cơ BLDC. - 59 4.2 Cấu hình điều khiển hãm tái sinh động cơ BLDC. - 66 BẢNG P.1 BẢNG THAM SỐ ĐỘNG CƠ. - Đường cong quan hệ tốc độ- mô-men của động cơ một chiều[10. - Động cơ từ trở tỷ lệ 6/4 [11. - Động cơ đồng bộ cực từ ẩn từ thông hình sin. - Cấu tạo động cơ BLDC. - Sơ đồ nguyên lý động cơ BLDC. - Các dạng rotor của động cơ BLDC. - Sức phản điện động và dòng điện các pha của động cơ BLDC [2. - Cấu trúc phần lực truyền động động cơ BLDC. - Đặc tính cơ của truyền động động cơ BLDC. - Mô hình điều khiển một pha động cơ BLDC. - Sơ đồ mạch vòng dòng điện tối giản một pha động cơ BLDC. - Mô hình điều mạch vòng điều chỉnh tốc độ động cơ BLDC. - Cấu trúc DTC điều khiển động cơ BLDC [16. - Mô hình động cơ BLDC. - Đáp ứng tốc độ theo tốc độ đặt của động cơ. - Sơ đồ cấu trúc điều khiển động cơ BLDC dùng dải trễ. - Đáp ứng tốc độ động cơ. - Sức phản điện và dòng điện các pha ở chế độ động cơ (a. - Sơ đồ điều khiển tổng quát động cơ BLDC. - Điều khiển động cơ BLĐC ở chế độ động cơ và hãm tái sinh. - Đáp ứng mô-men động cơ. - Động cơ truyền động ô tô điện có hai chế độ làm việc chính là chế độ động cơ và chế độ hãm tái sinh. - Mục đích của luận văn là nghiên cứu chế độ hãm tái sinh của động có truyền động ô tô điện – động cơ một chiều không chổi than. - Chương 2: Tìm hiểu động cơ một chiều không chổi than sử dụng làm động cơ truyền động cho xe. - Chương 3: Xây dựng mô hình điều khiển động cơ một chiều không chổi than làm việc ở chế độ động cơ – chế độ tiêu thụ năng lượng từ nguồn. - Đây là loại xe kết hợp động cơ đốt trong và động cơ điện. - Ô tô lai (Hybrid Vehicle): kết hợp sử dụng ắc-qui và động cơ đốt trong. - Động cơ truyền động có hai chế độ làm việc chính là chế độ động cơ và chế độ hãm tái sinh. - Hai chế độ này khác nhau cơ bản ở điểm động cơ truyền động tiêu thụ năng lượng từ nguồn (chế độ động cơ) hay trả năng lượng lại nguồn (chế độ hãm tái sinh). - ICE (Internal Combustion Engines) là động cơ đốt trong sử dụng dầu diesel hoặc xăng. - Khối điều khiển động cơ điện bao gồm nguồn ắc-qui BAT (Battery), mạch nghịch lưu INV (Inverter) và bộ điều khiển CTrl (Controller). - Động cơ điện EM (Electric Motor) và động cơ đốt trong ICE đều đượng ghép nối với hộp số GB (Gear Box) phục vụ vận hành động cơ theo nhu cầu người điều khiển. - Ở đây ta chỉ xem xét chế độ hoạt động của động cơ điện và bộ điều khiển. - Chế độ hãm của ô tô tương ứng với chế độ hãm của động cơ EM. - Thứ hai, việc sử dụng động cơ truyền động là động cơ điện sẽ cải thiện được chất lượng điều khiển chuyển động của xe. - Vấn đề tiếp theo cần nghiên cứu là loại động cơ nào được lựa chọn truyền động cho ô tô điện. - Đó là động cơ một chiều không chổi than BLDC. - 2.1.1 Động cơ một chiều chổi than (DCM) Về cơ bản động cơ một chiều bao gồm phần tĩnh stator, phần động rotor và bộ chuyển mạch (chổi than và vành góp). - Chuyển mạch trong động cơ một chiều bị giới hạn ở mức 200Hz khi vận hành ở tốc độ cao. - Chương 2: Động cơ truyền động dùng cho ô tô điện 10 Hình 2.1. - Động cơ BLDC được sử dụng rất phổ biến trong hệ thống xe điện ở Mỹ [10]. - Rotor của động cơ làm lạnh bằng dầu bôi trơn bên trong. - Hình 2.4 trình bày cấu tạo của động cơ một chiều không chổi than ba pha điển hình. - Chương 2: Động cơ truyền động dùng cho ô tô điện 14 Hình 2.4. - Sơ đồ nguyên lý động cơ BLDC [13] Cấu tạo chung của động cơ BLDC bao gồm: a. - Các dạng rotor của động cơ BLDC c. - Chương 2: Động cơ truyền động dùng cho ô tô điện 16 Hình 2.7. - Khi rotor của động cơ quay nó sinh ra từ trường quay. - Các tín hiệu này được sử dụng trong thuật toán điều khiển động cơ. - 2.2.2 Nguyên lý truyền động động cơ BLDC a. - Hình 2.9 biểu diễn dòng điện và điện áp pha của động cơ một chiều không chổi than khi làm việc ở chế độ động cơ. - Chương 2: Động cơ truyền động dùng cho ô tô điện 19 Hình 2.9. - Sức phản điện động và dòng điện các pha của động cơ BLDC [2] b. - Động cơ BLDC làm việc với nghịch lưu ba pha Hình 2.10. - Phương pháp này giống như điều khiện động cơ một chiều chổi than dùng điều chỉnh điện áp phần ứng. - Ta xét động cơ có ba pha (trường hợp động cơ có nhiều pha hơn cũng làm tương tự). - Đặc tính cơ của truyền động động cơ BLDC Ta đặt : ()1/sωω∆0ω'0ω''0ωM(Nm)Mc®m Chương 2: Động cơ truyền động dùng cho ô tô điện 25 0;2dsMeemUMRKKKωω. - Mô hình động cơ xây dựng nên nhằm phục vụ việc nghiên cứu phương pháp điều khiển cũng như xây dựng cấu trúc bộ điều khiển. - Chương 3: Các phương pháp điều khiển động cơ truyền động ô tô điện 27 CHƯƠNG 3 - CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG Ô TÔ ĐIỆN 3.1 Nghịch lưu làm việc với động cơ BLDC Hình 3.1. - 3.1.2 MOSFET DitOrrtrrQ Chương 3: Các phương pháp điều khiển động cơ truyền động ô tô điện 29 MOSFET là thiết bị điện tử có khả năng đóng ngắt với tần số cao, từ 30kHz tới 1MHz. - Sơ đồ cấu trúc điều khiển dòng điện ba pha Nguyên lý làm việc của sơ đồ: động cơ BLDC ba pha được cấp nguồn từ nghịch lưu ba pha. - Thuật toán điều khiển cần đảm bảo tốc độ động cơ bám theo tốc độ đặt. - Chương 3: Các phương pháp điều khiển động cơ truyền động ô tô điện 34 b. - Mô hình điều khiển một pha động cơ BLDC a. - (3.9) BBĐ Đo dòng Đo tốc độ Tải Js Chương 3: Các phương pháp điều khiển động cơ truyền động ô tô điện 37 Trong biểu thức này ta chú ý hằng số thời gian uuuLTsR. - Chương 3: Các phương pháp điều khiển động cơ truyền động ô tô điện 38 Hình 3.8. - 970.79PIωω== 3.2.4 Bộ điều khiển dòng dùng khâu trễ Hysteresis (HCC) HCC (Hysteresis Current Control) là phương pháp kinh điển điều khiển động cơ một chiều không chổi than với việc sử dụng dải trễ. - EMFadòng ipha apha bpha c Chương 3: Các phương pháp điều khiển động cơ truyền động ô tô điện 40 Hình 3.9. - arfθ()brfθ()crfθcHaHbH0π2π0π2π0π2π Chương 3: Các phương pháp điều khiển động cơ truyền động ô tô điện ae e eeeeeeeekKKKeKπθθθπθπππθπθπθππ. - Bộ điều khiển dòng điện theo luật PI Chương 3: Các phương pháp điều khiển động cơ truyền động ô tô điện 47 Hình 3.15. - Mô hình động cơ BLDC Chương 3: Các phương pháp điều khiển động cơ truyền động ô tô điện 48 Hình 3.16. - Đồ thị đáp ứng của các thông số động cơ: Hình 3.17. - Đáp ứng tốc độ theo tốc độ đặt của động cơ toc do [rad/s]time [s] Chương 3: Các phương pháp điều khiển động cơ truyền động ô tô điện 49 Hình 3.18. - Sức phản điện động EMF pha a Ia [A]time [s Mo men [Nm]time [s EMF pha a [V]time [s] Chương 3: Các phương pháp điều khiển động cơ truyền động ô tô điện 50 b. - Đáp ứng tốc độ động cơ toc do [rad/s]time [s] Chương 3: Các phương pháp điều khiển động cơ truyền động ô tô điện 51 Hình 3.23. - Tốc độ động cơ bám tốt theo tốc độ đặt. - 3.4.2 Phương pháp điều khiển trực tiếp mô-men Chương 3: Các phương pháp điều khiển động cơ truyền động ô tô điện 53 Hình 3.26. - Cấu trúc bên trong khối DTC Chương 3: Các phương pháp điều khiển động cơ truyền động ô tô điện 54 Hình 3.28. - Đáp ứng tốc độ theo tốc độ đặt của động cơ Hình 3.29. - Đáp ứng mô-men toc do [rad/s]time [s Ia [A]time [s Mo men [Nm]time [s] Chương 3: Các phương pháp điều khiển động cơ truyền động ô tô điện 55 Hình 3.31. - EMF pha a [V]time [s] Chương 3: Các phương pháp điều khiển động cơ truyền động ô tô điện 56 Hình 3.32. - Sức phản điện động pha a Với phương pháp điều khiển dòng điện ba pha Ia [A]time [s Mo men [Nm]time [s EMF pha a [V]time [s Chương 3: Các phương pháp điều khiển động cơ truyền động ô tô điện 57 Hình 3.35. - Sức phản điện động pha a Ia [A]time [s Mo men [Nm]time [s EMF pha a [V]time [s Chương 3: Các phương pháp điều khiển động cơ truyền động ô tô điện 58 Kết luận chương 3 Chương 3 đã đưa ra các cấu trúc điều khiển động cơ truyền động xe điện. - Cả ba phương án điều khiển động cơ truyền động BLDC đều cho đáp ứng tốt của tốc độ và mô-men tải
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt