Mô hình hoá và mô phỏng hệ truyền động điện cho ô tô điện sử dụng 4 động cơ đặt trong bánh xe.

- Động cơ điện sử dụng trên ô tô.
- Động cơ một chiều (DC Motor.
- Động cơ không đồng bộ.
- Động cơ xoay chiều đồng bộ ba pha.
- Đặc tính động cơ và đặc tính ô tô điện.
- Hệ truyền động động cơ đồng bộ ba pha.
- Hệ truyền động động cơ một chiều (DC) và động cơ một chiều không chổi than (BLDC.
- Hệ truyền động động cơ đặt trong bánh xe (In-Wheel-Motor.
- 47 Chương 2 Xây dựng mô hình mô phỏng hệ truyền động của ô tô điện sử dụng 4 động cơ đặt trong bánh xe.
- Mô hình động cơ điện.
- 18 Hình 1-2: Động cơ BLDC (a) và cảm biến Hall (b.
- 21 Hình 1-3: Cấu trúc của động cơ SPM (a) và IPM (b,c.
- 25 Hình 1-4: Động cơ từ trở đồng bộ - SynRM.
- 26 Hình 1-5: Động cơ từ trở thay đổi - SRM.
- 31 Hình 1-8: Đặc tính ngoài động cơ đốt trong (a) và đặc tính lực kéo của xe sử dụng hộp số 4 cấp (b.
- 32 Hình 1-9: Đặc tính động cơ điện (a) và đặc tính lực kéo của xe khi sử dụng động cơ điện (b.
- 33 Hình 1-10: Sơ đồ truyền động điện trên xe điện sử dụng 04 động cơ điện.
- 35 Hình 1-11: Hệ truyền động động cơ xoay chiều.
- 36 Hình 1-12: Sơ đồ mạch lực biến đổi điện áp của động cơ đồng bộ.
- 36 Hình 1-13: Quy ước hệ trục tọa độ trong động cơ ba pha.
- 37 Hình 1-14: Sơ đồ điều khiển tốc độ động cơ PMSM.
- 38 Hình 1-15: Đặc tính điều chỉnh tốc độ dưới tốc độ cơ bản (a) và trên tốc độ cơ bản (b) của động cơ DC.
- 39 Hình 1-16: Sơ đồ truyền động điện động cơ DC (a) và bộ biến đổi DC-DC (b.
- 40 Hình 1-17: Sơ đồ điều khiển tốc độ động cơ BLDC.
- 41 Hình 1-18: Mô hình động cơ điện đặt trong bánh xe.
- 43 Hình 1-19: Động cơ điện đặt trong bánh xe phía sau.
- 56 Hình 2-6: Đặc tính động cơ điện sử dụng mô phỏng.
- 57 Hình 2-7: Mô hình mô phỏng động cơ điện.
- 72 Hình 3-8: Sơ đồ điều khiển động cơ điện.
- Quá trình chuyển động của xe sẽ được điều khiển thông qua việc điều khiển công suất của các động cơ điện.
- Các động cơ điện hoạt động dựa trên nguyên tắc cảm ứng điện từ.
- Trong động cơ điện luôn có hai phần: phần cảm và phần ứng.
- Trên ô tô điện hiện nay có thể sử dụng một số loại động cơ như sơ đồ dưới đây .
- Động cơ một chiều có ưu điểm nổi bật là rất dễ điều khiển.
- Vì yếu tố này mà động cơ một chiều ít được sử dụng trên ô tô điện.
- Động cơ một chiều không chổi than có thể khắc phục nhược điểm trên.
- Động cơ được điều khiển dựa vào tín hiệu từ các cảm biến Hall xác định vị trí của rotor.
- Momen sinh ra của động cơ BLDC do tác dụng của từ trường rotor với dòng điện stator.
- Động cơ không đồng bộ Động cơ không đồng bộ gồm các bộ phận chính sau.
- Nhược điểm của động cơ không đồng bộ là có hiệu suất thấp khi yêu cầu điều chỉnh tốc độ liên tục.
- Về cấu tạo phần stator của động cơ đồng bộ hoàn toàn giống với động cơ không đồng bộ ba pha.
- Động cơ đồng bộ đang làm loại động cơ được sử dụng nhiều trong các loại xe điện hiện nay.
- Dưới đây là một số động cơ đồng bộ đã và đang được nghiên cứu để ứng dụng sử dụng trên ô tô điện.
- Nên nó cạnh tranh tốt với động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc trong dải công suất nhỏ.
- Có thể chia động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu ra làm hai loại chính.
- Động cơ hoạt động ở phạm vi tốc độ thấp.
- Động cơ IPM đang được sử dụng trên dòng xe Nissan Leaf.
- Một số loại động cơ sử dụng trên ô tô điện được trình bày trong bảng sau.
- Động cơ điện có khả năng đáp ứng mô men nhanh gấp khoảng 100 lần so với động cơ đốt trong.
- Khả năng kiểm soát mô men và công suất của động cơ điện.
- Đặc tính mô men - tốc độ của động cơ điện gần giống với đặc tính làm việc của ô tô.
- Vì vậy, động cơ điện ngày nay được ứng dụng nhiều trong hệ truyền động cho ô tô.
- Khi cản nhỏ, động cơ có thể hoạt động với tốc độ lớn hơn.
- Động cơ điện có hai vùng tốc độ làm việc.
- Đặc tính làm việc của động cơ điện sẽ có đường công suất ổn định (đường đẳng công suất).
- Với đặc tính này công suất có thể đạt lớn nhất tại bất kỳ tốc độ nào của động cơ.
- Khi khởi động, mô men của động cơ tăng lên rất cao, có thể cao hơn đường định mức.
- Cần mở rộng phạm vi làm việc ở vùng công suất động cơ không đổi.
- Động cơ điện thường được sử dụng cho 3 nhóm tải sau.
- Để chọn công suất cũng như loại động cơ sử dụng ta cần biết những yêu cầu cơ bản sau.
- Loai động cơ dự định chọn.
- Hình 1-7: Đặc tính làm việc lý tưởng Công suất của động cơ phải được giữ không đổi trên toàn bộ dải tốc độ.
- Với động cơ điện, đặc tính mô men và đặc tính công suất của động cơ điện phù hợp hơn với điều kiện chuyển động của xe.
- Do động cơ điện có tính chất dễ điều khiển tốc độ nên đặc tính mô men và đặc tính công suất gần giống với đặc tính lý tưởng yêu cầu.
- Trong vùng tốc độ dưới tốc độ cơ bản này, mô men động cơ được giữ không đổi.
- Đặc tính lực kéo tại các bánh xe khi sử dụng động cơ điện như trên hình 1-9.
- Tạo công suất làm việc phù hợp cho các động cơ.
- Cấu trúc bộ biến đổi phụ thuộc vào loại động cơ sử dụng.
- Động cơ điện: Tạo ra mô men để kéo xe.
- Có thể sử dụng một trong số các loại động cơ điện như đã nêu ở trên.
- Hoặc là động cơ một chiều hoặc là động cơ xoay chiều.
- Hộp số - Bộ truyền cơ khí: Truyền chuyển động từ động cơ điện xuống các bánh xe.
- Hình 1-12: Sơ đồ mạch lực biến đổi điện áp của động cơ đồng bộ Sơ đồ mạch lực điều khiển động cơ như hình 1-12.
- Ở động cơ đồng bộ trên ô tô điện phương pháp điều khiển vecto được sử dụng rộng rãi trong các bộ điều khiển.
- Sơ đồ điều khiển vecto động cơ PMSM như hình 1-14.
- 38 Hình 1-14: Sơ đồ điều khiển tốc độ động cơ PMSM Lúc này momen động cơ phụ thuộc vào giá trị dòng điện Iq.
- Tốc độ động cơ ngoài vùng tốc độ cơ bản có thể được điều khiển bằng cách giảm từ thông kích thích.
- 39 Đặc tính momen tốc độ (đặc tính cơ) của động cơ DC như hình 1-15.
- Dạng đặc tính cơ thay đổi khi ta thay đổi thông số động cơ như điện trở phần ứng (bằng cách nối thêm điện trở phụ Rf) hoặc thay đổi điện áp cấp vào động cơ (điện áp phần ứng thay đổi khi từ thông kích từ không đổi) hoặc thay đổi từ thông kích từ bằng cách thay đổi điện áp đặt vào kích từ (khi điện áp phần ứng không đổi).
- Vì vậy ta có thể dễ dàng thay đổi được tốc độ động cơ bằng cách thay đổi các thông số trên.
- b) Hệ truyền động động cơ một chiều không chổi than (BLDC) Động cơ BLDC giống với động cơ xoay chiều đồng bộ nam châm vĩnh cửu.
- Sơ đồ hệ truyền động động cơ BLDC như hình 1-17.
- Có hai phương pháp điều khiển tốc độ động cơ.
- Phương pháp điều khiển biên độ điện áp một chiều Ud tương tự như truyền động động cơ một chiều có vành góp.
- Hệ truyền động động cơ đặt trong bánh xe (In-Wheel-Motor) Một ưu điểm của động cơ điện là có thể tối ưu hệ thống truyền lực trên xe.
- Động cơ điện có thể dẫn động trực tiếp các bánh xe hoặc được lắp ngay trong bánh xe để tiết kiệm không gian bố trí của xe.
- Động cơ được tích hợp vào trong bánh xe được gọi là in-wheel-motor (IWM).
- Hệ truyền động với in-wheel-motor có thể sử dụng 2 hoặc 4 động cơ để truyền lực cho ô tô điện.
- Nghiên cứu về hệ truyền động điện cần nghiên cứu về sức kéo của xe và vấn đề thay đổi tốc độ của xe hay của động cơ điện.
- 48 Chương 2 Xây dựng mô hình mô phỏng hệ truyền động của ô tô điện sử dụng 4 động cơ đặt trong bánh xe 2.1.
- Kế thừa các mô hình mô phỏng chuyển động của ô tô của tác giả Lê Ngọc Trung, luận văn phát triển mô hình mô phỏng chuyển động của ô tô điện với 4 động cơ đặt tại bánh xe.
- Mô hình mô phỏng động cơ điện trong luận văn được thiết lập trên cơ sở các đặc tính momen - tốc độ của động cơ.
- 58 Hình 2-7: Mô hình mô phỏng động cơ điện 2.3.2.
- Sơ đồ hệ thống điều khiển hỗ trợ chuyển động quay vòng như trên hình 3-7: Tín hiệu phản hồi tốc độ Tín hiệu so sánh Rω Bộ biến đổi Nguồn điện Động cơ RI.
- Tín hiệu đầu ra của bộ điều khiển mờ là lượng dòng điện cần hiệu chỉnh tăng hoặc giảm cấp vào động cơ.
- Tín hiệu dòng điện hiệu chỉnh cấp vào động cơ được mờ hóa theo các giá trị biến ngôn ngữ (ARL, AL, AM, AN, Z, DN, DM, DL, DRL).
- Mô hình mô phỏng cho hệ truyền động bốn động cơ điện dẫn động trực tiếp bốn bánh xe.
- Bộ điều khiển tác động thay đổi dòng điện tới các động cơ.
- 81 a) Quy luật đánh lái hình sin b) Vận tốc góc quay thân xe d) Độ trượt bánh xe sau trái e) Quỹ đạo chuyển động f) Momen của 4 động cơ (rad/s) Thời gian (s) c) Góc quay thân xe ε (rad) Time (s) X(m) Y(m) Time (s) Độ trượt.
- Việc điều khiển các động cơ điện một cách độc lập giúp cho quá trình quay vòng của xe gần với trạng thái quay vòng đúng

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt