Nghiên cứu chế tạo mô đun đào tạo động cơ bldc và bộ điều khiển sử dụng vật liệu trong suốt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT OTÔ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÔ-ĐUN ĐÀO TẠO ĐỘNG CƠ BLDC VÀ BỘ ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG VẬT LIỆU TRONG SUỐT GVHD: ThS LÊ QUANG VŨ SVTH: TRƯƠNG VŨ HOÀNG ANH ĐINH VĂN HUÂN SKL009242 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 8/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÔ-ĐUN ĐÀO TẠO ĐỘNG CƠ BLDC VÀ BỘ ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG VẬT LIỆU TRONG SUỐT SVTH: Trương Vũ Hoàng Anh MSSV: 18145085 SVTH: Đinh Văn Huân MSSV: 18145126 Khóa: 2018 – 2021 Ngành: Cơng nghệ Kĩ thuật Ơ tơ GVHD: ThS Lê Quang Vũ Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: “Nghiên cứu, chế tạo mô-đun đào tạo động BLDC điều khiển sử dụng vật liệu suốt” Sinh viên thực hiện: Họ tên SV1: Trương Vũ Hoàng Anh MSSV: 18145085 Họ tên SV2: Đinh Văn Huân MSSV: 18145126 I NỘI DUNG: 1-Tìm hiểu sở lý thuyết động BLDC ứng dụng 2- Thiết kế mơ hình dàn trải động BLDC điều khiển 3- Thi công sa bàn mơ hình vật liệu suốt 4- Vận hành, hiển thị thông số hoạt động 5- Lập trình điều khiển động mơ hình theo thuật toán điều khiển II TÀI LIỆU THAM KHẢO: Internet III TRÌNH BÀY:  01 thuyết minh đồ án  Upload ấn phẩm lên Google Drive (Hồ sơ NCKH, file word, powerpoint ĐATN) IV THỜI GIAN THỰC HIỆN: a Ngày bắt đầu: b Ngày hoàn thành: Theo kế hoạch Khoa ĐTCLC Tp.HCM, ngày Trưởng ngành tháng năm 20 Giáo viên hướng dẫn i CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên SV1: Trương Vũ Hoàng Anh MSSV: 18145126 Họ tên SV2: Đinh Văn Huân MSSV: 18145085 Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ Tên đề tài: “Nghiên cứu, chế tạo mô-đun đào tạo động BLDC điều khiển sử dụng vật liệu suốt” Họ tên Giáo viên hướng dẫn: ThS Lê Quang Vũ NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm: …………………… (Bằng chữ:……………………………….) Tp.HCM, ngày tháng năm 20 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM ii CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên SV1: Trương Vũ Hoàng Anh MSSV: 18145126 Họ tên SV2: Đinh Văn Hn MSSV: 18145085 Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tô Tên đề tài: “Nghiên cứu, chế tạo mô-đun đào tạo động BLDC điều khiển sử dụng vật liệu suốt” Họ tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm: …………………… (Bằng chữ:……………………………….) Tp.HCM, ngày tháng năm 20 Khoa ĐT CLC – ĐH SPKT TP.HCM iii LỜI CẢM ƠN Được phân công Khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, với đồng ý thầy giáo hướng dẫn Ths Lê Quang Vũ, nhóm chúng em thực đồ án tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu, chế tạo mô-đun đào tạo động BLDC điều khiển sử dụng vật liệu suốt” Trong trình thực làm đề tài, em xin cảm ơn thầy Lê Quang Vũ tận tình giải đáp thắc mắc khó khăn q trình thực Nhờ q trình báo cáo tiến tộ liên tục đặc biệt ân cần quan tâm, Giúp cho nhóm chúng em hoàn thành đề tài tiến độ đạt mục tiêu đề Ngoài thầy cịn tiếp thêm kinh nghiệm, kỹ trình bày cho đồ án sau, nhờ mà nhóm rút nhiều học để chủ động công việc, hợp tác cá nhân với cách hoàn chỉnh Tuy nhiên, cố gắng kiến thức thân người tồn hạn chế định Do đó, báo cáo nhóm khơng tránh thiếu sót nhiều chỗ cịn chưa xác, nên nhóm mong nhận đóng góp ý kiến q Thầy Cơ bạn Sau cùng, nhóm chúng em xin kính chúc q Thầy Cơ dồi sức khoẻ, giữ vững niềm tin để tiếp tục thực sứ mệnh trồng người truyền đạt tri thức cho hệ trẻ mai sau Nhóm xin chân thành cảm ơn! iv TÓM TẮT Đề tài gồm chương: Chương 1: TỔNG QUAN Giới thiệu nội dung nghiên cứu, mục tiêu, giới hạn đề tài Chương 2: Cơ sở lý thuyết Trình bày sở lý thuyết động BLDC phương pháp điều khiển Chương 3: Thiết kế mơ hình điều khiển động BLDC Trình bày thiết kế chi tiết phận mơ hình phần mềm Solidwords, thiết kế mạch lập trình điều khiển Chương 4: Kết mơ hình Nêu nên kết đạt Chương 5: Kết luận hướng phát triển v MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT v MỤC LỤC vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BIỂU ĐỒ x CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu 1.3 Nội dung nghiên cứu 1.4 Giới hạn đề tài CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu tổng quan động BLDC 2.2 Cấu tạo động động BLDC 2.2.1 Stator 2.2.2 Rotor 2.2.3 Cảm biến vị trí Hall sensor .9 2.2.4 Bộ phận chuyển mạch điện tử (Electronic commutator) 10 2.3 Nguyên lý hoạt động 11 2.4 Các hệ truyền động điện dùng động BLDC 12 2.4.1 Truyền động khơng đảo chiều (truyền động cực tính) 12 2.4.2 Truyền động có đảo chiều (truyền động hai cực tính) 13 2.5 Mơ hình tốn học động BLDC .14 2.5.1 Mơ hình hóa động BLDC 14 2.5.2 Đặc tính có đặc tính làm việc động BLDC 17 2.5.3 Sức phản điện động 18 2.6 Các phương pháp điều khiển .19 vi 2.6.1 Phương pháp dùng cảm biến Hall 19 2.6.2 Điều khiển động BLDC không sử dụng cảm biến (sensorless control) .21 2.7 Một số loại động khác sử dụng xe điện ngày 28 2.7.1 Động SynRM từ trở đồng .28 2.7.2 Động IM đồng 30 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BLDC 35 3.1 Thiết kế động BLDC 35 3.1.1 Stator 35 3.1.2 Rotor 37 3.2 Hộp ECU 38 3.3 Giá bắt LCD 39 3.4 Đế mơ hình 41 3.5 Chân mơ hình 42 3.6 Thiết kế mạch lập trình điều khiển 43 3.6.1 Lý thuyết nghịch lưu .43 3.6.2 Danh sách linh kiện 46 3.6.3 Tiến hành vẽ mô proteus .69 3.6.4 Phần thuật toán điều khiển 73 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ MƠ HÌNH 78 4.1 Mơ hình thực nghiệm 78 4.2 Các tín hiệu thu .80 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 84 5.1 Kết luận 84 5.2 Hướng phát triển 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 PHỤ LỤC 86 vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BLDC: Brusless Direct Current motor Back EMF: Back electromotive force DC: Direct Current motor IM: Induction Motor SynRM: Synchronous Reluctance Motor viii Tính tốc độ theo tần số đo so sánh với phần hiển thị Hình 4.8 Tín hiệu trả từ cảm biến Hall + Tín hiệu hall nhận chân số (2813 RPM) Ta có thời gian để cập nhật tính giá trị vận tốc theo lập trình là: 1.6s Theo LCD 2813RPM Theo oscilloscope đo thời gian 160ms khoảng 14,6 xung mà vịng quay trục động giá trị Hall trả xung nên suy tốc độ là: HI∗DE $∗E.HD = 2737 RPM Sai số tương đối vận tốc thực tế so với tốc độ hiển thị là: $KH&