Nghiên cứu các bộ biến đổi cho động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu cực chìm (IPM Motor) ứng dụng trong ô tô điện

Với mục đích nghiên cứu bộ biến đổi thích hợp với động cơ IPM ứng dụng trong ô tô đ ệ đ i n ã thôi thúc học viên lựa chọn đề tài: “Nghiên cứ ộ u các b biến đổi cho động cơ nam châm vĩnh cửu cực chìm (IPM motor) dùng trong ô tô đ ệ i n”.

Đề tài được thự ệ ồ c hi n g m 04 chương:

Chương 1: Giới thiệu về ô tô đ ệ i n

Chương 2: Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu cực chìm (IPM)

Chương 3: Các bộ biến đổi cho động cơ IPM

Chương 4: Mô phỏng và đánh giá kết quả

Kết luận và đề xuất hướng phát triển đề tài

NỘI DUNG:

1.1. L i ược sử phát triển của ô tô đ ện ................................................................... 1

1.2. Những ưu đ ể i m và đ ể i m còn tồn tại của ô tô đ ệ i n ....................................... 5

1.3. Cấ u tạo chung của một h truy ệ ề đ ệ n động ô tô i n ......................................... 7

1.4. Các động cơ đ ệ i n có thể s d ử ụng trong ô tô đ ệ i n ......................................... 8

CHƯƠNG 2 ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH C U C Ử ỰC CHÌM (IPM

MOTOR) ................................................................ ................................................... 11

2.1. Giới thiệ ề u chung v IPM ............................................................................ 11

2.2. Đặc tính góc-momen của động cơ .............................................................. 13

2.3. Mô hình toán học và phương pháp đi ề ỉ ơ u ch nh động c ............................. 14

2.3.1. Mô tả toán học động cơ IPM trong hệ t c ọa độ ực .............................. 14

2.3.2. Mô tả toán học động cơ IPM trong hệ t c ọa độ ố định 0αβ ................. 15

2.3.3. Mô tả toán học động cơ IPM trên hệ tọa độ d-q ................................. 16

2.4. Đặc tính các vùng đ ề i u chỉnh ..................................................................... 18

2.4.1. Vùng momen không đổi ...................................................................... 19

2.4.2. Vùng công suất không đổi .................................................................. 19

2.4.3. Vùng tích công suất và tốc độ không đổi ............................................ 19

2.5. Các phương pháp đ ề i u khiển động cơ IPM ................................................ 20

2.5.1. Đ ề i u khiển vector định hướng theo từ thông rotor FOC .................... 20

2.5.2. Đ ề i u khiển trực tiếp momen DTC ...................................................... 21

2.5.3. L i ựa chọn phương án đ ều khiển.......................................................... 22

CHƯƠNG 3 CÁC BỘ BIẾN ĐỔI CHO ĐỘNG CƠ IPM ....................................... 24

3.1. Các bộ nghịch lưu ....................................................................................... 24

3.1.1. Phân loại nghịch lưu ........................................................................... 24

3.2. Các phương pháp đ ề i u biến ........................................................................ 27

3.2.1. Phương pháp đ ề i u biến PWM sóng hình sin ...................................... 27

3.2.2. Nghịch lưu ba pha sử dụng phương pháp đ ề ế i u ch SVM ................... 32

3.3. Đặc thù của các bộ biến đổi cho ô tô đ ệ i n ........................................ .......... 36

3.3.1. Chuyển mạch mềm (soft-switching) ................................................... 37

3.3.2. Bộ biến đổi đa mức (multilevel inverter) ............................................ 43

3.4. Bộ nghịch lưu ba mức diode kẹp (3L-NPC) .............................................. 55

CHƯƠNG 4 MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ .......................................... 68

4.1. Mô hình bộ nghịch lưu ............................................................................... 68

4.2. Mô phỏng h ệ ố th ng ................................................. .................................... 68

4.2.1. B i ộ đ ều chỉnh tốc độ ................................................................. .......... 70

4.2.2. Khối tính i

d

*

......................................................................................... 70

4.2.3. Khối đ ề i u chỉnh dòng đ ệ i n có bù chéo ............................................... 71

4.2.4. Khối phát xung .......................................................................... .......... 71

4.3. Kết quả mô phỏng ...................................................................................... 74

KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ....................................... 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 82

PHỤ LỤC .....