BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI XÂY DỰNG VÀ ĐIỀ.
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG VÀ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BLDC XE ĐẠP ĐIỆN GVHD: ThS Đỗ Đức Trí SVTH: Nguyễn Hữu Đức Thiện MSSV: 13141335 SVTH: Phạm Hữu Trí MSSV: 13141384 TP Hồ Chí Minh – 26/1/2018 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG VÀ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BLDC XE ĐẠP ĐIỆN GVHD: ThS Đỗ Đức Trí SVTH: Nguyễn Hữu Đức Thiện MSSV: 13141335 SVTH: Phạm Hữu Trí MSSV: 13141384 TP Hồ Chí Minh – 26/1/2018 i TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH TP HCM, ngày 29 tháng năm 2017 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Hữu Đức Thiện MSSV: 13141335 Phạm Hữu Trí MSSV: 13141384 Chuyên ngành: CNKT Điện tử - Truyền thông Mã ngành: 141 Hệ đào tạo: Đại học quy Mã hệ: Khóa: 2013 Lớp: 13141DT1 Họ tên sinh viên: I TÊN ĐỀ TÀI: Xây dựng điều khiển động bldc xe đạp điện II NHIỆM VỤ Các số liệu ban đầu: Nhóm chọn động BLDC sử dụng cảm biến Hall, sử dụng vi xử lý để nhận tín hiệu từ cảm biến điều khiển động BLDC Nội dung thực hiện: NỘI DUNG 1: Nguyên lý động BLDC NỘI DUNG 2: Các phương pháp điều khiển động BLDC NỘI DUNG 3: Thiết kế phần cứng hệ thống NỘI DUNG 4: Lập trình phần mềm mô NỘI DUNG 5: Hoạt động thử chỉnh sửa NỘI DUNG 6: Xây dựng mơ hình xe đạp điện NỘI DUNG 7: Đánh giá kết thực III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 02/10/2017 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 07/01/2018 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ThS Đỗ Đức Trí BM ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH ii TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH TP HCM, ngày 29 tháng năm 2017 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên1:NGUYỄN HỮU ĐỨC THIÊN Mssv: 13141335 _ Lớp: 13141DT1 Họ tên sinh viên2:PHẠM HỮU TRÍ Mssv: 13141384 _ Lớp: 13141DT1 Tên đề tài: Xây dựng điều khiển động bldc xe đạp điện 1.MÔ TẢ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI: Mục tiêu điều khiển động BLDC sử dụng lượng mặt trời để sạc bình ắc-quy Điều khiển động BLDC thơng qua vi điều khiển 2.MƠ TẢ CƠNG VIỆC THỰC HIỆN CỦA TỪNG SINH VIÊN: Họ tên sinh viên 1: NGUYỄN HỮU ĐỨC THIỆN Các công việc thực tại: STT NỘI DUNG CƠNG VIỆC Tìm hiểu động BLDC, mạch nghịch lưu pha DSPIC Lập trình cho vi xử lý Thiết kế mơ hình Họ tên sinh viên 2: PHẠM HỮU TRÍ Các cơng việc thực tại: STT NỘI DUNG CƠNG VIỆC Tìm hiểu động BLDC, mạch nghịch lưu pha DSPIC Tính tốn linh kiện thiết kế phần cứng Thiết kế mơ hình Sinh viên (Ký ghi rõ họ tên) Sinh viên (Ký ghi rõ họ tên) XÁC NHẬN CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) iii TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH TP HCM, ngày 29 tháng năm 2017 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: NGUYỄN HỮU ĐỨC THIỆN Lớp: 13141DT1 MSSV: 13141335 Họ tên sinh viên 2: PHẠM HỮU TRÍ Lớp: 13141DT1 MSSV: 13141384 Tên đề tài: Xây dựng điều khiển động bldc xe đạp điện Tuần/ngày 02/10/201708/10/2017 09/10/201715/10/2017 16/10/201722/10/2017 23/10/201729/10/2017 30/10/201705/11/2017 06/11/201712/11/2017 13/11/201719/11/2017 20/11/201726/11/2017 27/11/201703/12/2017 04/12/201710/12/2017 11/12/201717/12/2017 18/12/201724/12/2017 25/12/201731/12/2017 01/01/201807/01/2018 Xác nhận GVHD Nội dung Nhận đề tài Lựa chọn linh kiện, vẽ sơ đồ khối sơ đồ nguyên lý tìm hiểu đến Tìm hiểu nghịch lưu cầu pha, pin lượng mặt trời, động BLDC Tìm hiểu acquy, mạch chuyển điện từ pin lượng mặt trời xuống acquy Tìm hiểu xung kích, cách ly, xử lý trung tâm Tìm hiểu tài liệu vi xử lý dùng để lập trình để phát xung Tiến hành làm phần cứng chạy thử câp nguồn Kết nối vi điều khiển điều chỉnh xuất dạng xung mong muốn Kết nối động chạy thử theo cảm biến Chạy thử sản phẩm môi trường thực tế Sửa chữa thiết kế lại khung xe Hoàn thành phần cứng Viết báo cáo Hoàn thành báo cáo GV HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) iv LỜI CAM ĐOAN Đề tài tự thực dựa vào số tài liệu trước khơng hồn tồn chép từ tài liệu hay cơng trình có trước Người thực đề tài NGUYỄN HỮU ĐỨC THIỆN – PHẠM HỮU TRÍ v LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Đỗ Đức Trí – Các Thầy, Cơ mơn Điện Tử Cơng Nghiệp, Phịng thí nghiệm D405 trực tiếp hướng dẫn tận tình giúp đỡ tạo điều kiện để nhóm chúng em hồn thành tốt đề tài Do kiến thức cịn hạn chế nên có nhiều thiếu sót, q trình nghiên cứu đề tài Thầy chỗ thiếu sót, chia sẻ kinh nghiệm nhóm em sai Em xin cảm ơn thầy Em xin gửi lời chân thành cảm ơn thầy cô Khoa Điện – Điện – Tử hỗ trợ phịng thí nghiệm Điện tử cơng suất D405 tạo điều kiện tốt cho em hoàn thành đề tài Em xin gửi lời cảm ơn đến bạn lớp 13141DT1 chia trao đổi kiến thức kinh nghiệm quý báu thời gian thực đề tài Xin chân thành cảm ơn! Người thực đề tài NGUYỄN HỮU ĐỨC THIỆN – PHẠM HỮU TRÍ vi MỤC LỤC Trang bìa i Nhiệm vụ đồ án ii Lịch trình iv Cam đoan v Lời cảm ơn vi Mục lục vii Liệt kê hình xi Liệt kê bảng xiii Tóm tắt xiv CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU 1.3 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.5 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 1.5.1 Phương pháp nghiên cứu 1.5.2 Phương tiện nghiên cưu 1.6 BỐ CỤC CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ BLDC 2.2 CẤU TẠO CỦA ĐỘNG CƠ BLDC 2.2.1 Stator 2.2.2 Rotor 10 2.2.3 Cảm biến Hall (Hall sensor) 11 2.2.4 Bộ phận chuyển mạch điện tử (electronic commutator) 12 2.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BLDC 13 2.4 CÁC HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN DÙNG ĐỘNG CƠ BLDC 14 2.4.1 Truyền động khơng đảo chiều (truyền động cực tính) 14 2.4.2 Truyền động có đảo chiều (truyền động hai cực tính) 15 vii 2.5 MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM VỀ ĐIỆN CỦA ĐỘNG CƠ BLDC 16 2.5.1 Mô-men điện từ 16 2.5.2 Đặc tính đặc tính làm việc động BLDC 16 2.5.3 Sức phản điện động 17 2.6 MƠ HÌNH TỐN VÀ PHUƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BLDC 17 2.6.1 Mô hình tốn 17 2.6.2 Mô-men điện từ 18 2.6.3 Phương trình động học động BLDC 19 2.7 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BLDC 20 2.7.1 Phương pháp điều khiển động BLDC pha 20 2.7.2 Điều khiển phương pháp PWM 23 2.8 LÝ THUYẾT BỘ NGHỊCH LƯU 23 2.8.1 Bộ nghịch lưu pha 23 a) Sơ đồ nguyên lý 23 b) Nguyên tắc hoạt động 24 2.8.2 Sơ đồ đẩy kéo nghịch lưu 25 a) Sơ đồ nguyên lý 25 b) Nguyên lý hoạt động 25 2.8.3 Bộ nghịch lưu pha 26 2.9 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG 28 2.9.1 IC ổn áp LM2576 28 2.9.2 IC cách ly điện 28 2.9.3 IC ổn áp LM317 30 2.9.4 IC driver 30 2.9.5 Mosfet 32 2.9.6 Màn hình LCD16x02 33 2.9.7 Vi điều khiền 35 a) Ngắt DSPIC30F4011 37 b) Cổng vào DSPIC30F4011 38 c) Các định thời 38 d) Module chuyển đổi tương tự - số ADC 10bit 39 viii e) Module PWM điều khiển động 41 2.9.8 Module sạc ắc-quy 42 2.9.9 ẮC-QUY(ACCU) 42 a) Khái niệm ACCU 42 b) Phân loại cấu tạo Ắc-quy 43 2.9.10 Giới thiệu tay ga 44 2.9.11 Tấm pin lượng mặt trời 44 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 45 3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 45 3.2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 46 3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối 46 3.2.2 Tính tốn thiết kế mạch 48 a) Thiết kế khối xử lý trung tâm 48 b) Thiết kế khối kích Mosfet 49 c) Thiết kế khối công suất 50 d) Thiết kế khối nguồn 12V kích Mosfet 51 e) Thiết kế khối nguồn 5V 52 f) Khối hiển thị 52 3.3 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TOÀN MẠCH 53 CHƯƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG 54 4.1 THI CÔNG HỆ THỐNG 54 4.1.1 Thi công board mạch 54 4.1.2 Lắp ráp kiểm tra 56 4.2 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 56 4.2.1 Lưu đồ giải thuật 56 4.2.2 Phần mềm lập trình cho vi điều khiển 60 a) Giới thiệu CCS 60 b) Chương trình hệ thống 61 4.2.3 Phần mềm mô mạch điện tử 61 ix ... KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG VÀ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BLDC. .. tài: Xây dựng điều khiển động bldc xe đạp điện 1.MÔ TẢ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI: Mục tiêu điều khiển động BLDC sử dụng lượng mặt trời để sạc bình ắc-quy Điều khiển động BLDC thơng qua vi điều khiển. .. LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BLDC 13 2.4 CÁC HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN DÙNG ĐỘNG CƠ BLDC 14 2.4.1 Truyền động không đảo chiều (truyền động cực tính) 14 2.4.2 Truyền động có đảo chiều (truyền động hai