ĐIỀU KHIỂN CỰC ĐẠI MÔMEN TRÊN DÒNG ĐIỆN CHO ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU CHÌM TRONG Ô TÔ ĐIỆN

Những năm gần đây, ô tô điện được phát triển mạnh mẽ nhằm giải quyết hai vấn đề lớn của nhân loại: sự cạn kiệt nhiên liệu hóa thạch và tình trạng ô nhiễm môi trường gây ra bởi ô tô chạy xăng dầu.

Trong khi đó, động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu chìm (IPM), với những ưu điểm nổi bật như: kết cấu cơ khí vững chắc, có khả năng sinh mômen lớn và có thể làm việc ở vùng tốc độ cao, đã và đang được nghiên cứu, ứng dụng ngày càng phổ biến. Những ưu điểm nêu trên khiến cho động cơ IPM đặc biệt phù hợp để sử dụng trong ô tô điện. Trên cơ sở đó, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Tạ Cao Minh, em thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài: “ Điều khiển cực đại mômen trên dòng điện cho động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu chìm trong ô tô điện”. Nội dung chính của đồ án bao gồm:

 Trình bày tổng quan về động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu chìm

 Mô hình hóa động cơ IPM trên cơ sở nguyên lý tựa theo từ thông rotor

 Trình bày tổng quan về phương pháp biểu diễn EMR

 Xây dựng cấu trúc hệ truyền động, thiết kế hệ điều khiển cho động cơ IPM trong ô tô điện theo phương pháp truyền thống và phương pháp cực đại mômen trên dòng điện

 Mô phỏng hệ truyền động trên Matlab – Simulink

NỘI DUNG:

Chương 1 ........................................................................................................................ 2

TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU CHÌM ........ 2

1.1. Tổng quan về động cơ đồng bộ ......................................................................... 2

1.1.1. Khái quát về động cơ đồng bộ xoay chiều ba pha ...................................... 2

1.1.2. Phân loại động cơ đồng bộ ......................................................................... 3

1.2. Lợi thế của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu chìm ................................... 5

Chương 2 ........................................................................................................................ 6

MÔ HÌNH HÓA ĐỘNG CƠ IPM ............................................................................... 6

2.1. Nguyên lý tựa theo từ thông rotor ..................................................................... 6

2.1.1. Biểu diễn các đại lượng xoay chiều ba pha dưới dạng các vector .............. 6

2.1.2. Hệ tọa độ αβ ............................................................................................... 7

2.1.3. Hệ tọa độ dq ................................................................................................ 7

2.1.4. Ưu thế của hệ tọa độ dq .............................................................................. 9

2.2. Mô hình hóa động cơ IPM ............................................................................... 12

2.2.1. Phương trình toán học mô tả động cơ IPM ............................................... 12

2.2.2. Mô hình hóa động cơ IPM ........................................................................ 12

a. Mô hình liên tục của động cơ IPM ............................................................... 13

b. Mô hình trạng thái của động cơ IPM ........................................................... 14

Chương 3 ...................................................................................................................... 16

PHƯƠNG PHÁP BIỂU DIỄN EMR ......................................................................... 16

3.1. Khái niệm EMR ............................................................................................... 16

3.2. Các phần tử cơ bản của EMR. ......................................................................... 17

3.2.1. Phần tử nguồn ........................................................................................... 17

3.2.2. Phần tử tích lũy ......................................................................................... 17

3.2.3. Phần tử biến đổi ........................................................................................ 18

3.2.4. Phần tử liên kết ......................................................................................... 18

3.2.5. Hoàn thiện hệ thống biểu diễn bằng các phần tử EMR ............................ 19

3.3. Thiết kế điều khiển với hệ thống biểu biễn bằng EMR ................................... 20

3.3.1. Điều khiển theo nguyên lý nghịch đảo ..................................................... 20

3.3.2. Sự nghịch đảo của các phần tử trong EMR .............................................. 22

a. Nghịch đảo của phần tử biến đổi .................................................................. 22

b. Nghịch đảo của phần tử tích lũy .................................................................. 22

c. Nghịch đảo của phần tử liên kết ................................................................... 23

3.4. Tổng kết các bước thực hiện phương pháp EMR ............................................ 24

Chương 4 ....................................................................................................................... 25

ĐIỀU KHIỂN TỰA THEO TỪ THÔNG ROTOR .................................................. 25

4.1. Cấu trúc điều khiển theo nguyên lý tựa theo từ thông rotor ............................ 25

4.2. Mô hình hóa và biểu diễn hệ truyền động động cơ IPM trong ô tô điện bằng

EMR………………………………………………………………………………...27

4.3. Thiết kế hệ điều khiển động cơ IPM trong ô tô điện ....................................... 34

Chương 5 ...................................................................................................................... 41

ĐIỀU KHIỂN CỰC ĐẠI MÔMEN TRÊN DÒNG ĐIỆN ....................................... 41

5.1. Cơ cở lý thuyết của phương pháp điều khiển cực đại mômen trên dòng điện 41

5.2. Sơ đồ cấu trúc điều khiển cực đại mômen trên dòng điện .............................. 43

5.3. Thiết kế hệ điều khiển cực đại mômen trên dòng điện cho động cơ IPM trong

ô tô điện ..................................................................................................................... 45

Chương 6 ...................................................................................................................... 48

MÔ PHỎNG KIỂM NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ .................................. 48

6.1. Thông số mô phỏng ......................................................................................... 48

6.2. Sơ đồ mô phỏng ............................................................................................... 49

6.3. Kết quả mô phỏng ............................................................................................ 49

6.3.1. Kết quả đáp ứng tốc độ xe ........................................................................ 49

6.3.2. Kết quả đáp ứng dòng điện isd ................................................................. 50

6.3.3. Kết quả đáp ứng dòng điện isq ................................................................. 51

6.3.4. Kết quả độ lớn dòng is .............................................................................. 52

6.4. Đánh giá kết quả mô phỏng ............................................................................. 53

KẾT LUẬN .................................................................................................................. 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 55

PHỤ LỤC .

LINK DOWNLOAD

 Trình bày tổng quan về động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu chìm

 Mô hình hóa động cơ IPM trên cơ sở nguyên lý tựa theo từ thông rotor

 Trình bày tổng quan về phương pháp biểu diễn EMR

 Mô phỏng hệ truyền động trên Matlab – Simulink

NỘI DUNG: