Đồ án Điều khiển không cảm biến động cơ PMSM cho truyền động kéo ô tô

 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 
 ------------------------------- 
 ISO 9001:2015 
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 
 NGÀNH : ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP 
 Sinh viên : Trần Đình Phong 
 Giảng viên hướng dẫn : GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn 
 HẢI PHÒNG – 2020 
 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
 TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 
 ----------------------------------- 
ĐIỀU KHIỂN KHÔNG CẢM BIẾN ĐỘNG CƠ PMSM 
 CHO TRUYỀN ĐỘNG KÉO Ô TÔ 
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY 
 NGÀNH: ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP 
 Sinh viên : Trần Đình Phong 
 Giảng viên hướng dẫn: GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn 
 HẢI PHÒNG – 2020 
 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
 TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 
 -------------------------------------- 
 NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 
Sinh viên: Trần Đình Phong Mã SV: 1512102024 
Lớp: DC2001 
Ngành: Điện tự động công nghiệp 
Tên đề tài: Điều khiển không cảm biến động cơ PMSM cho truyền động kéo 
 ô tô. 
 NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 
1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt 
nghiệp. 
 .. 
 .. 
 .. 
 .. 
 .. 
 .. 
 .. 
 .. 
2. Các tài liệu, số liệu cần thiết. 
 .. 
 .. 
 .. 
 .. 
 .. 
 .. 
 .. 
3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp. 
 .. 
 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 
Họ và tên: Thân Ngọc Hoàn 
Học hàm, học vị: Giáo sư Tiến sĩ khoa học 
Cơ quan công tác: Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng 
Nội dung hướng dẫn: Toàn bộ đề tài 
Đề tài tốt nghiệp được giao ngày 20 tháng 03 năm 2020. 
Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày 30 tháng 06 năm 2020. 
 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN 
 Sinh viên Giảng viên hướng dẫn 
 Trần Đình Phong GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn 
 Hải Phòng, ngày ...... tháng ...... năm 2020 
 HIỆU TRƯỞNG 
 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM 
 Độc lập - Tự do - Hạnh phúc 
 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TỐT NGHIỆP 
Họ và tên giảng viên: Thân Ngọc Hoàn 
Đơn vị công tác: Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng 
Họ và tên sinh viên: Trần Đình Phong 
Chuyên ngành: Điện tự động công nghiệp 
Đề tài tốt nghiệp: Điều khiển không cảm biến động cơ PMSM cho truyền 
 động kéo ô tô. 
1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp. 
Có tinh thần học tập trong qúa trình làm đồ án tốt nghiệp 
2. Đánh giá chất lượng của đồ án/khóa luận (so với nội dung yêu cầu đã 
đề ra trong nhiệm vụ Đ.T. T.N trên các mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số 
liệu ). 
Nội dung đồ án là tìm hiểu phương pháp điều khiển không cảm biến động cơ 
PMSM dùng cho ô tô điện. Nội dung đồ án dáp ứng một đồ án tốt nghiệp đại 
học. Đây có thể là tài liệu cho những ai muốn tham khảo về phương pháp điều 
khiển động cơ PMSM dùng cho ô tô điện, là loại ô tô cho tương lai. 
3. Ý kiến của giảng viên hướng dẫn tốt nghiệp. 
Được bảo vệ x Không được bảo vệ Điểm hướng dẫn 
 Hải Phòng, ngày .. tháng .. năm 2020. 
 Giảng viên hướng dẫn 
 GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn 
 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM 
 Độc lập - Tự do - Hạnh phúc 
 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM PHẢN BIỆN 
Họ và tên giảng viên: . 
Đơn vị công tác: Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng 
Họ và tên sinh viên: Trần Đình Phong 
Chuyên ngành: Điện tự động công nghiệp 
Đề tài tốt nghiệp: Điều khiển không cảm biến động cơ PMSM cho truyền 
 động kéo ô tô. 
1. Phần nhận xét của giáo viên chấm phản biện. 
.................................................................................................................................. 
.................................................................................................................................. 
.................................................................................................................................. 
2. Những mặt còn hạn chế. 
.................................................................................................................................. 
.................................................................................................................................. 
.................................................................................................................................. 
3. Ý kiến của giảng viên chấm phản biện. 
Được bảo vệ Không được bảo vệ Điểm hướng dẫn 
 Hải Phòng, ngày .. tháng .. năm 2020 
 Giảng viên chấm phản biện 
 (Ký và ghi rõ họ tên) 
 MỤC LỤC 
LỜI MỞ ĐẦU ...1 
CHƯƠNG1 . ...2 
GIỚI THIỆU VỀ Ô TÔ ĐIỆN .....2 
1.1. GIỚI THIỆU VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP Ô TÔ ĐIỆN . 2 
1.2. CÁC LOẠI Ô TÔ ĐIỆN . 4 
1.3.PHÂN LOẠI XE Ô TÔ ĐIỆN . 5 
1.4. NHỮNG ĐỘT PHÁ TRONG SẢN XUẤT Ô TÔ ĐIỆN . ..8 
1.5. KÊT LUẬN CHƯƠNG. . ..12 
CHƯƠNG 2 ... . .13 
CÁC LOẠI ĐỘNG CƠ DUNG CHO TRUYỀN ĐỘNG Ô TÔ “ 
MỘT CHIỀU,PLDC,SRM” ... . 13 
2.1. ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU . .13 
2.1.1. Phân loại động cơ một chiều . .13 
2.1.2. Phương trinh cân bằng sđđ của động cơ . ..13 
2.1.3. Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều . ..14 
2.1.3.1 .Đặc tính cơ của động cơ kích từ độc lập và song song . ..14 
2.1.3.2. Đặc tính cơ của động cơ kích từ nối tiếp . 15 
2.1.3.3. Đặc tính cơ động cơ kích từ hỗn hợp . .16 
2.1.4. Khởi động động cơ một chiều . ..17 
2.1.4.1. Khởi động trực tiếp . 17 
2.1.4.2.Khởi động dung điện trở khởi động . 17 
2.1.5. Điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều . ...18 
2.1.5.1. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ . .18 
2.1.5.2. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp nguồn nạp . ..19 
 2.1.5.3. Điều chỉnh bằng thay đổi điện trở mach rô to . 19 
2.1.5.4. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi từ thông . ..20 
2.1.5.5. Hệ thống bộ biến đổi động cơ .. ..21 
2.1.5.6. Hãm động cơ một chiều . .22 
2.1.5.7. Tổn hao và hiệu suất máy điện một chiều . ..25 
2.2. ĐỘNG CƠ PLDC “ ĐỘNG CƠ KHÔNG CHỔI THAN DÒNG MỘT 
CHIỀU ” .. 25 
2.2.1. Giới thiệu động cơ PLDC . .25 
2.2.2. Cấu tạo động cơBLDC . ..27 
2.2.2.1. Cấu tạo stator của động cơ PLDC . ..29 
2.2.2.2. Cấu tạo rotor của động cơ PLDC . ..31 
2.2.2.3. Cảm biến vị trí rotor . ..32 
2.2.2.4. Bộ phận chuyển mạch điện tử (Electroniccommutator . ..36 
2.2.2.5. Sức phản điện động . 36 
2.2.3. Nguyên lý hoạt động của động cơ BLDC . .37 
2.2.3.1. Nguyên lý hoạt động . ..37 
2.2.3.2. Đặc tính cơ và đặc tính làm việc của động cơ BLDC . 39 
2.2.4. Mô hình toán ,phương trình sđđ và mô men của động cơ BLDC . .40 
2.2.5. Phương trình sđđ và mô men . ...44 
2.2.6. Các phương pháp điều khiển chuyển động động cơ PLDC . ..48 
2.2.6.1. Điều khiển quay chậm . ..48 
2.2.6.2. Điều khiển động cơ quay theo chiều ngược . .52 
2.2.7. Điều khiển động cơ PLDC . 55 
2.3. ĐỘNG CƠ TỪ TRỞ (ĐỘNG CƠ ĐÓNG NGẮT TRỞ KHÁNG SR ..56 
2.3.1. Giới thiệu về động cơ từ trở . ..56 
2.3.2. Nguyên lý hoạt động . .57 
 2.3.3. Nguyên lý điều khiển . 59 
2.3.4. Ưu và nhược điểm của động cơ SRM . ...60 
2.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 . .60 
CHƯƠNG 3 ... . .61 
ĐIỀU KHIỂN KHÔNG CẢM BIẾN ĐỘNG CƠ PMSM CHO 
TRUYỀN ĐỘNG KÉO Ô TÔ . .61 
3.1. CHUYỂN MẠCH ĐỘNG CÓ PM KHÔNG CHỔI THA . 61 
3.1.1. Các loại động cơ không chổi than . .61 
3.1.2. Dạng sóng dòng điện và mô-men . .62 
3.2. MÔ HÌNH TOÁN HỌC CỦA ĐỘNG CƠ . .. 63 
3.3. ƯỚC TÍNH VỊ TRÍ VÀ TỐC ĐỘ . ... 64 
3.3.1. Ước tính vị trí rô to sử dụng tín hiệu Hall-Effect .... ..65 
3.3.2. Bộ ước tính vị trí rô to dựa trên Back-EMF . .. 67 
3.3.3.Tính toán tốc độ rô to ... ..68 
3.3.4. Sửa sai số vị .. ..69 
3.4. CÀI ĐẶT VÀ KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM . .. 70 
3.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 . . 77 
KẾT LUẬN .78 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 79