Điều khiển giảm từ thông động cơ đồng bộ nam châm chìm (IPMSM) ứng dụng cho ôtô điện
17 thg 11, 2023 | 22:35

Điều khiển giảm từ thông động cơ đồng bộ nam châm chìm (IPMSM) ứng dụng cho ôtô điện



Động cơ đồng bộ (ĐCĐB) là những động cơ điện xoay chiều có tốc độ xoay rotor (n) bằng tốc độ quay của từ trường (n1). Dây quấn stator được nối với lưới điện xoay chiều, dây quấn rotor được kích thích (kích từ ) bằng dòng điện một chiều. Ở chế độ xác lập động cơ điện đồng bộ có tốc độ quay của rotor luôn không thay đổi khi tải thay đổi, tuỳ thuộc vào tần số của nguồn xoay chiều (2πfs/P) và số đôi cực của động cơ.


NỘI DUNG:


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM CHÌM
(INTERIOR PERMANENT MAGNET MOTOR) .......................................... 11
1.1. Tổng quan về động cơ đồng bộ .................................................................... 11
1.1.1. Khái niệm chung về động cơ đồng bộ .................................................................................. 11
1.1.2. Phân loại động cơ đồng bộ ................................................................................................... 11
1.1.3. Cấu tạo động cơ đồng bộ ...................................................................................................... 11
1.1.4. Nguyên lý hoạt động của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu.......................................... 12
1.1.5. Các dạng cấu trúc rotor nam châm vĩnh cửu của động cơ đồng bộ ...................................... 12
1.1.6. Ứng dụng của động cơ đồng bộ ............................................................................................ 14

1.2. Động cơ đồng bộ nam châm chìm ............................................................... 14
1.2.1. Cấu tạo .................................................................................................................................. 14
1.2.2. Đặc điểm của động cơ đồng bộ nam châm chìm .................................................................. 17
1.2.3. Ưu điểm, khả năng ứng dụng của động cơ đồng bộ nam châm chìm .................................. 19

1.3. Xây dựng mô hình toán học cho động cơ đồng bộ nam châm chìm ......... 19
1.3.1 Mô hình trong hệ toạ độ a-b-c ............................................................................................... 19
1.3.2. Mô hình trong hệ toạ độ d-q ................................................................................................. 22

CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ ÔTÔ ĐIỆN .................................................... 25
2.1. Lịch sử phát triển của ôtô điện .................................................................... 25
2.1.1. Thời kỳ đầu từ năm 1832 đến năm 1935 .............................................................................. 25

1

2.1.2. Vào những năm 1960-1990 .................................................................................................. 26
2.1.3. Sự phát triển ô tô điện từ những năm 1990 đến nay ............................................................. 27

2.2. Các loại động cơ sử dụng cho ô tô điện ....................................................... 27
2.2.1. Ưu và nhược điểm của động cơ điện so với động cơ xăng khi sử dụng cho ôtô .................. 28
2.2.2. Các yêu cầu về động cơ sử dụng cho ô tô điện..................................................................... 29

CHƯƠNG 3. THUẬT TOÁN GIẢM TỪ THÔNG .......................................... 31
3.1. Các giới hạn làm việc của động cơ .............................................................. 31
3.2. Thuật toán điều khiển vùng dưới tốc độ cơ bản ....................................... 34
3.3. Thuật toán điều khiển giảm từ thông vùng trên tốc độ cơ bản (trên dải
tốc độ danh định) ................................................................................................. 37
3.4. Thuật toán điều khiển ở vùng tốc độ rất cao .............................................. 40
CHƯƠNG 4. MÔ HÌNH HOÁ VÀ TÍNH TOÁN CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN ... 43
4.1. Cấu trúc hệ truyền động động cơ đồng bộ nam châm chìm ..................... 43
4.2. Các bộ điều khiển .......................................................................................... 44
4.2.1. Bộ điều khiển tốc độ ............................................................................................................. 44
4.2.2. Bộ tính toán dòng i*sd theo thuật toán giảm từ thông ............................................................ 44
4.2.3. Bộ điều khiển dòng điện có bù chéo..................................................................................... 46

4.3. Bộ giới hạn điện áp ....................................................................................... 47
4.4. Tính toán các bộ điều khiển ......................................................................... 47
4.4.1. Mạch vòng điều khiển dòng điện isd (Bộ điều khiển Risd) .................................................... 48
4.4.2. Mạch vòng điều khiển dòng điện isq (Bộ điều khiển Risq) .................................................... 50
4.4.3. Tổng hợp mạch vòng điều khiển tốc độ ............................................................................... 51

CHƯƠNG 5. MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ ĐIỀU KHIỂN VÀ HỆ
TRUYỀN ĐỘNG.................................................................................................. 53
5.1. Các điều kiện mô phỏng ............................................................................... 53
5.2. Tính toán các giới hạn của động cơ ............................................................. 54
5.3. Mô hình mô phỏng ........................................................................................ 56
5.3.1. Bộ nghịch lưu ....................................................................................................................... 56
5.3.2 Bộ điều khiển dòng điện có bù chéo...................................................................................... 57
5.3.3 Bộ điều khiển tốc độ .............................................................................................................. 58

2

5.3.4 Bộ giới hạn dòng điện và điện áp .......................................................................................... 59

5.4. Kết quả mô phỏng ......................................................................................... 60
5.4.1. Vùng dưới tốc độ cơ bản ...................................................................................................... 60
5.4.2. Tại tốc độ cơ bản .................................................................................................................. 61
5.4.2. Vùng trên tốc độ cơ bản........................................................................................................ 63

KẾT LUẬN ........................................................................................................... 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 68
PHỤ LỤC



LƯU Ý:

Tài liệu được chia sẻ bởi CTV EBOOKBKMT "Mân Trần Lê" chỉ được dùng phục vụ mục đích học tập và nghiên cứu.







Động cơ đồng bộ (ĐCĐB) là những động cơ điện xoay chiều có tốc độ xoay rotor (n) bằng tốc độ quay của từ trường (n1). Dây quấn stator được nối với lưới điện xoay chiều, dây quấn rotor được kích thích (kích từ ) bằng dòng điện một chiều. Ở chế độ xác lập động cơ điện đồng bộ có tốc độ quay của rotor luôn không thay đổi khi tải thay đổi, tuỳ thuộc vào tần số của nguồn xoay chiều (2πfs/P) và số đôi cực của động cơ.


NỘI DUNG:


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM CHÌM
(INTERIOR PERMANENT MAGNET MOTOR) .......................................... 11
1.1. Tổng quan về động cơ đồng bộ .................................................................... 11
1.1.1. Khái niệm chung về động cơ đồng bộ .................................................................................. 11
1.1.2. Phân loại động cơ đồng bộ ................................................................................................... 11
1.1.3. Cấu tạo động cơ đồng bộ ...................................................................................................... 11
1.1.4. Nguyên lý hoạt động của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu.......................................... 12
1.1.5. Các dạng cấu trúc rotor nam châm vĩnh cửu của động cơ đồng bộ ...................................... 12
1.1.6. Ứng dụng của động cơ đồng bộ ............................................................................................ 14

1.2. Động cơ đồng bộ nam châm chìm ............................................................... 14
1.2.1. Cấu tạo .................................................................................................................................. 14
1.2.2. Đặc điểm của động cơ đồng bộ nam châm chìm .................................................................. 17
1.2.3. Ưu điểm, khả năng ứng dụng của động cơ đồng bộ nam châm chìm .................................. 19

1.3. Xây dựng mô hình toán học cho động cơ đồng bộ nam châm chìm ......... 19
1.3.1 Mô hình trong hệ toạ độ a-b-c ............................................................................................... 19
1.3.2. Mô hình trong hệ toạ độ d-q ................................................................................................. 22

CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ ÔTÔ ĐIỆN .................................................... 25
2.1. Lịch sử phát triển của ôtô điện .................................................................... 25
2.1.1. Thời kỳ đầu từ năm 1832 đến năm 1935 .............................................................................. 25

1

2.1.2. Vào những năm 1960-1990 .................................................................................................. 26
2.1.3. Sự phát triển ô tô điện từ những năm 1990 đến nay ............................................................. 27

2.2. Các loại động cơ sử dụng cho ô tô điện ....................................................... 27
2.2.1. Ưu và nhược điểm của động cơ điện so với động cơ xăng khi sử dụng cho ôtô .................. 28
2.2.2. Các yêu cầu về động cơ sử dụng cho ô tô điện..................................................................... 29

CHƯƠNG 3. THUẬT TOÁN GIẢM TỪ THÔNG .......................................... 31
3.1. Các giới hạn làm việc của động cơ .............................................................. 31
3.2. Thuật toán điều khiển vùng dưới tốc độ cơ bản ....................................... 34
3.3. Thuật toán điều khiển giảm từ thông vùng trên tốc độ cơ bản (trên dải
tốc độ danh định) ................................................................................................. 37
3.4. Thuật toán điều khiển ở vùng tốc độ rất cao .............................................. 40
CHƯƠNG 4. MÔ HÌNH HOÁ VÀ TÍNH TOÁN CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN ... 43
4.1. Cấu trúc hệ truyền động động cơ đồng bộ nam châm chìm ..................... 43
4.2. Các bộ điều khiển .......................................................................................... 44
4.2.1. Bộ điều khiển tốc độ ............................................................................................................. 44
4.2.2. Bộ tính toán dòng i*sd theo thuật toán giảm từ thông ............................................................ 44
4.2.3. Bộ điều khiển dòng điện có bù chéo..................................................................................... 46

4.3. Bộ giới hạn điện áp ....................................................................................... 47
4.4. Tính toán các bộ điều khiển ......................................................................... 47
4.4.1. Mạch vòng điều khiển dòng điện isd (Bộ điều khiển Risd) .................................................... 48
4.4.2. Mạch vòng điều khiển dòng điện isq (Bộ điều khiển Risq) .................................................... 50
4.4.3. Tổng hợp mạch vòng điều khiển tốc độ ............................................................................... 51

CHƯƠNG 5. MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ ĐIỀU KHIỂN VÀ HỆ
TRUYỀN ĐỘNG.................................................................................................. 53
5.1. Các điều kiện mô phỏng ............................................................................... 53
5.2. Tính toán các giới hạn của động cơ ............................................................. 54
5.3. Mô hình mô phỏng ........................................................................................ 56
5.3.1. Bộ nghịch lưu ....................................................................................................................... 56
5.3.2 Bộ điều khiển dòng điện có bù chéo...................................................................................... 57
5.3.3 Bộ điều khiển tốc độ .............................................................................................................. 58

2

5.3.4 Bộ giới hạn dòng điện và điện áp .......................................................................................... 59

5.4. Kết quả mô phỏng ......................................................................................... 60
5.4.1. Vùng dưới tốc độ cơ bản ...................................................................................................... 60
5.4.2. Tại tốc độ cơ bản .................................................................................................................. 61
5.4.2. Vùng trên tốc độ cơ bản........................................................................................................ 63

KẾT LUẬN ........................................................................................................... 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 68
PHỤ LỤC



LƯU Ý:

Tài liệu được chia sẻ bởi CTV EBOOKBKMT "Mân Trần Lê" chỉ được dùng phục vụ mục đích học tập và nghiên cứu.





M_tả
M_tả

Chuyên mục:

Không có nhận xét nào: