Báo cáo đồ án 2 thiết kế điều khiển trực tiếp momen cho động cơ không chổi than (bldc)

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP MOMEN CHO ĐỘNG CƠ KHÔNG CHỔI THAN (BLDC) Nhóm sinh viên: Trần Quang Huy – 20191899 Nguyễn Hải Long – 20192226 Trần Văn Lợi - 20191929 Ngành Kỹ thuật điều khiển Tự động hóa Chuyên ngành Tự động hóa cơng nghiệp Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Mạnh Linh Chữ ký GVHD Khoa Trường : Tự động hóa : Điện – Điện tử HÀ NỘI, 8/2023 LỜI CẢM ƠN Lời nhóm em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy Trường Điện-Điện tử, khoa Tự động hóa dạy dỗ truyền đạt kiến thức quý báu cho sinh viên Nhóm em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giáo viên hướng dẫn – thầy TS Nguyễn Mạnh Linh, người tận tình bảo, hướng dẫn nhóm em thực hoàn thành đề tài Tuy cố gắng thực đề tài chắn báo cáo cịn nhiều thiếu sót thiếu kiến thức kinh nghiệm thực tế, nhóm mong nhận ý kiến đóng góp, phê bình q thầy Đó hành trang q giá để nhóm hồn thiện tốt đề tài Nhóm em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KHÔNG CHỔI THAN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KHÔNG CHỔI THAN 1.2 CẤU TẠO ĐỘNG CƠ BLDC 1.2.1 ROTOR 1.2.2 STATOR 1.3 CẢM BIẾN HALL 1.4 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG ĐỘNG CƠ BLDC CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP MOMEN CHO ĐỘNG CƠ KHÔNG CHỔI THAN 2.1 MƠ HÌNH HĨA ĐỘNG CƠ 2.2 MOMENT ĐIỆN TỬ CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG CHỔI THAN 12 2.3 ĐIỀU CHẾ VECTOR ĐIỆN ÁP KHÔNG GIAN CHO ĐỘNG CƠ KHÔNG CHỔI THAN 16 2.4 CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP MOMEN (DTC) 18 2.5 THIẾT KẾ MẠCH VÒNG ĐIỀU KHIỂN 20 2.5.1 CẤU TRÚC BỘ ĐIỀU KHIỂN PI 21 2.5.2 TÍNH TỐN THƠNG SỐ BỘ ĐIỀU KHIỂN PI 21 CHƯƠNG 3: CÁC KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ 24 3.1 MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ 24 3.2 MÔ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG CHỔI THAN (BLDC) 24 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KHÔNG CHỔI THAN 1.1 Giới thiệu động chiều không chổi than Nhược điểm chủ yếu động điện chiều có hệ thống cổ góp-chổi than, thứ dễ bị mịn, u cầu bảo trì, bảo dưỡng thường xuyên, vận hành tin cậy khơng an tồn mơi trường rung chấn, dễ cháy nổ Để hạn chế, khắc phục nhược điểm trên, người ta chế tạo loại động có hệ thống chuyển mạch sử dụng thiết bị bán dẫn thay chức cổ góp chổi than Những động gọi động chiều không chổi than BLDC (Brushless DC Motor) Động có tính chất động chiều có chổi than có ưu điểm khơng gây tia lửa điện nên hoạt động điều kiện môi trường, khắc phục hầu hết nhược điểm động chiều có vành góp thơng thường Động BLDC: Trục rotor Nam châm vĩnh cửu Cuộn dây Ổ bi Hình 1.1: Động chiều không chổi than (BLDC) 1.2 Cấu tạo động BLDC Động chiều khơng chổi than có cấu tạo giống với động xoay chiều đồng kích thích nam châm vĩnh cửu Hình 1.2: Các thành phần động chiều không chổi than Cấu tạo động BLDC bao gồm thành phần sau: 1.2.1 Rotor Rotor phần quay động cơ, chứa nam châm vĩnh cửu bố trí xen kẽ cực bắc nam Số lượng đôi cực dao động từ đến đôi với cực Bắc (N) Nam (S) xếp đan xen Rotor gắn trục động xoay quanh trục động hoạt động Hình 1.3: Rotor động BLDC 1.2.2 Stator Stator phần tĩnh động cơ, chứa cuộn dây quấn phần ứng Hầu hết tất động chiều khơng chổi than có cuộn dây đấu với theo hình hình tam giác Mỗi cuộn dây cấu tạo số lượng bối dây nối liền với Các bối dây đặt khe chúng nối liền để tạo nên cuộn dây Các cuộn dây xếp thành cuộn dây xoắn đặt khe stator Khi dòng điện chạy qua cuộn dây này, tạo trường từ tạo lực tương tác với rotor Hình 1.4: Stator động BLDC 1.3 Cảm biến Hall Cảm biến Hall gắn stator động để phát các nam châm vĩnh cửu rotor quét qua Mỗi cực nam châm rotor qua khu vực gần cảm biến Hall, cảm biến gửi tín hiệu cao thấp ứng với cực Bắc cực Nam qua cảm biến Dựa vào tổ hợp tín hiệu từ cảm biến Hall, thứ tự chuyển mạch xác xác định Có thể phân biệt động điện xoay chiều với BLDC đặc điểm sử dụng cảm biến vị trí rotor loại động BLDC nhằm tạo tín hiệu điều khiển chuyển mạch Hình 1.5: Minh họa hoạt động Hall sensor 1.4 Nguyên lý hoạt động động BLDC Để động BLDC hoạt động cần biết vị trí xác rotor để điều khiển q trình đóng ngắt khóa bán dẫn, cấp nguồn cho cuộn dây stator theo trình tự hợp lí Mỗi trạng thái chuyển mạch có cuộn dây (như pha A) cấp điện dương (dòng vào cuộn dây pha A), cuộn dây thứ (pha B) cấp điện âm (dòng từ cuộn dây pha B) cuộn thứ (pha C) không cấp điện Momen sinh tương tác từ trường tạo cuộn dây stato với nam châm vĩnh cửu Một cách lí tưởng, momen lớn xảy từ trường lệch 90𝑜 giảm xuống chúng di chuyển Để giữ động quay, từ trường tạo cuộn dây stator phải quay “đồng bộ” với từ trường rotor góc α Hình 1.6: Sơ đồ cấp điện cho cuộn dây stator CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP MOMEN CHO ĐỘNG CƠ KHƠNG CHỔI THAN Phương pháp DTC khơng sử dụng khuôn mẫu chuyển mạch cố định (fixed switching pattern) Phương pháp chuyển mạch nghịch lưu theo yêu cầu tải Vì khơng sử dụng khn mẫu chuyển mạch cố định, phương pháp đáp ứng cực nhanh theo biến động tải Độ xác vận tốc phương pháp lên tới 0.5%, không cần sử dụng thiết bị phản hồi Trái tim phương pháp khâu thích ứng động Khâu thích ứng dựa mơ hình tốn học động Khâu thích ứng yêu cầu thông tin nhiều thông số động cơ, điện trở stator, điện cảm tương hỗ, hệ số bão hịa,… Thuật tốn lấy thơng tin động lúc khởi động mà không làm quay động Nhưng việc làm quay động vòng vài giây giúp cho việc điều chỉnh khâu thích ứng Hiệu chỉnh tốt, việc điều khiển tốc độ momen có độ xác cao Từ điện áp chiều, dòng điện dây vị trí chuyển mạch thời, khâu thích ứng tính tốn từ thơng momen thực tế động Những giá trị đưa tới so sánh hai lớp từ thông momen tương ứng Đầu so sánh tín hiệu tham chiếu momen từ thông cho bảng lựa chọn chuyển mạch tối ưu Vị trí chuyển mạch lựa chọn đưa thẳng tới nghịch lưu mà không cần điều chế có đáp ứng nhanh Vì phương pháp điều khiển trực tiếp momen, từ thông momen động biến điều khiển trực tiếp có tên điều khiển trực tiếp momen Ưu điểm phương pháp DTC với động BLDC: - Điều khiển xác momen: DTC cho phép điều khiển momen động BLDC với độ xác cao, đáp ứng nhanh chóng xác với yêu cầu ứng dụng Điều đặc biệt hữu ích ứng dụng đòi hỏi độ xác cao robot cơng nghiệp, hệ thống tự động hóa động xe điện - Tính ổn định cao: DTC giúp trì ổn định động BLDC điều kiện khác nhau, bao gồm biến đổi tải, biến đổi động biến đổi điện áp Điều giúp giảm độ trung tăng tuổi thọ động - Tương thích với hệ thống điện áp biến đổi: phương pháp DTC tương thích với hệ thống điện áp biến đổi inverter, giúp tăng hiệu suất chuyển đổi giảm tổn hao công suất - Đáp ứng nhanh: DTC cho phép động BLDC đáp ứng nhanh chóng với tác động bên thay đổi yêu cầu hệ thống, nhờ tính tốn điều chỉnh dịng điện góc xoay thời gian thực Nhược điểm phương pháp DTC với động BLDC: - Phức tạp tính tốn: phương pháp DTC u cầu điều khiển logic phức tạp để tính tốn, điều chỉnh dịng điện góc xoay động BLDC Điều đòi hỏi vi xử lý mạnh mẽ khả tính tốn nhanh để đảm bảo hiều suất đáp ứng hệ thống - Tiếng ồn: DTC gây số tiếng ồn dao động động BLDC Mặc dù giảm thiếu cách sử dụng biện pháp chống ồn, tiếng ồn vấn đề số ứng dụng nhạy cảm với tiếng ồn Tuy có nhược điểm phương pháp điều khiển trực tiếp momen coi phương pháp hiệu linh hoạt để điều khiển động BLDC, nhờ khả đáp ứng xác nhanh chóng với u cầu ứng dụng 2.1 Mơ hình hóa động Hình 1: Mơ hình động BLDC Ta thấy hình 3.1 mơ hình mạch điện động BLDC, động gồm cuộn dây stator có điện trở 𝑅𝑎 , 𝑅𝑏 , 𝑅𝑐 điện cảm 𝐿𝑎 , 𝐿𝑏 , 𝐿𝑐 Do cuộn dây đặt cạnh nên xảy tượng hỗ cảm, hỗ cảm thể qua đại lượng M Rotor động nam châm vĩnh cửu nên rotor quay quét qua cuộn dây stator nên có tương tác hai từ trường, đại lượng 𝐸𝑎 , 𝐸𝑏 , 𝐸𝑐 thể tương tác hai từ trường, sức phản điện động EMF có dạng hình thang, biên độ sức phản điện động E Từ mơ hình mạch điện ta có phương trình điện áp pha động cơ: 𝑣𝑎 = 𝑅𝑎 𝑖𝑎 + 𝐿𝑎 𝑣𝑏 = 𝑅𝑏 𝑖𝑏 + 𝐿𝑏 { 𝑣𝑐 = 𝑅𝑐 𝑖𝑐 + 𝐿𝑐 𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑡 𝑑𝑖𝑏 𝑑𝑡 𝑑𝑖𝑐 𝑑𝑡 𝑑𝑖𝑏 + 𝑀𝑏𝑎 + 𝑀𝑎𝑏 + 𝑀𝑎𝑐 𝑑𝑡 𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑡 𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑡 + 𝑀𝑐𝑎 + 𝑀𝑐𝑏 + 𝑀𝑏𝑐 𝑑𝑖𝑐 𝑑𝑡 𝑑𝑖𝑐 𝑑𝑡 𝑑𝑖𝑏 𝑑𝑡 + 𝑒𝑎 + 𝑒𝑏 + 𝑒𝑐 (2 1) Với 𝑀𝑎𝑏 , 𝑀𝑏𝑐 , 𝑀𝑐𝑎 hỗ cảm cuộn dây Ta có phương trình điện áp ba pha động cơ: 𝑑𝑖𝑎 𝑣𝑎 𝑅𝑎 [𝑣𝑏 ] = [ 𝑣𝑐 0 𝑅𝑏 0 𝐿𝑎 𝑖𝑎 ] [𝑖𝑏 ] + [𝑀𝑎𝑏 𝑀𝑎𝑐 𝑅𝑐 𝑖𝑐 𝑀𝑏𝑎 𝐿𝑏 𝑀𝑏𝑐 𝑀𝑐𝑎 𝑀𝑐𝑏 ] 𝐿𝑐 𝑑𝑡 𝑑𝑖𝑏 𝑑𝑡 𝑑𝑖𝑐 𝑒𝑎 + [𝑒𝑏 ] 𝑒𝑐 [ 𝑑𝑡 ] (2 2) Do pha đối xứng nên điện trở, điện cảm, hỗ cảm cuộn dây 𝑅𝑎 = 𝑅𝑏 = 𝑅𝑐 = 𝑅 {𝐿𝑎 = 𝐿𝑏 = 𝐿𝑐 = 𝐿 𝑀𝑎𝑏 = 𝑀𝑏𝑐 = 𝑀𝑐𝑎 = 𝑀𝑏𝑎 = 𝑀𝑐𝑏 = 𝑀𝑎𝑐 = 𝑀 Từ ta có: 10 Vector điện áp V0 V1 V2 V3 V4 V5 V6 S1 S2 S3 0 0 0 1 0 0 1 0 S4 S5 S6 Va Vb Vc 0 0 0 0 1/2 -1/2 0 1/2 -1/2 0 -1/2 1/2 0 -1/2 1/2 1 0 -1/2 1/2 0 1/2 -1/2 Bảng 1: Bảng trạng thái khóa Vab Vbc Vca 0 -1 0 0 0 -1 0 -1 0 0 Ghi chú: Độ lớn điện áp phải nhân với VDC Do đó, vịng vector điện áp chia thành khu vực biểu đồ vector điện áp hình thành Hình 7: Biểu đồ vector điện áp Ngồi ra, cịn có trường hợp đặc biệt vector V0 = 2.4 Cấu trúc điều khiển trực tiếp momen (DTC) Đối với toán điều khiển động không chổi than, DTC vận hành sau: Đo lường: Từ động bước lai mô phỏng, thu thông tin điện áp, dòng điện pha stator, tốc độ quay roto Chuyển hệ tọa độ từ abc sang hệ tọa độ αβ0: qua phép biến đổi Clark ta thu dòng isα, isβ, vsα, vsβ Mạch vòng điều khiển tốc độ: Với tốc độ phản hồi từ động tốc độ đặt ta tính tốn sai số, sai số đưa vào điều khiển PI tính momen đặt vào stato 𝑇𝑒∗ 18 Mạch vịng điều khiển từ thơng stato: Từ giá trị iα, iβ, vα, vβ, ta tính tốn ước lượng từ thơng stator vị trí góc điện roto 𝜓𝑠𝛼 = ∫(𝑣𝑠𝛼 − 𝑅𝑖𝑠𝛼 )𝑑𝑡 (2 31) 𝜓𝑠𝛽 = ∫(𝑣𝑠𝛽 − 𝑅𝑖𝑠𝛽 )𝑑𝑡 (2 32) + 𝜓2 𝜓 = √𝜓𝑠𝛼 𝛽 (2 33) 𝜓𝑠𝛽 ) 𝜃 = tan−1 ( 𝜓𝑠𝛼 (2 34) Giá trị đặt từ thông stator so sánh với giá trị ước lượng Giá trị sai lệch từ thơng đưa vào khối trạng thái có trễ ba mức Đầu khối trạng thái (H_F) trễ lấy trạng thái gián đoạn đưa với vị trí vector từ thông stator trạng thái sai lệch từ thông stator vào bảng tra Sai số từ thông nằm dải trễ tương ứng, độ rộng dải định độ xác điều khiển Mạch vòng điều khiển momen: Từ giá trị 𝜓𝑠𝛼 , 𝜓𝑠𝛽 , 𝑖𝑠𝛼 , 𝑖𝑠𝛽 , ta tính tốn ước lượng momen 𝜓𝑟𝛼 = 𝜓𝑠𝛼 − 𝐿𝑠 𝑖𝑠𝛼 (2 35) 𝜓𝑟𝛽 = 𝜓𝑠𝛽 − 𝐿𝑠 𝑖𝑠𝛽 (2 36) 𝑇𝑒 = 𝑑𝜓𝑟𝛽 𝑝 𝑑𝜓𝑟𝛼 ( 𝑖𝛼 + 𝑖 ) 2 𝑑𝜃𝑒 𝑑𝜃𝑒 𝛽 (2 37) Giá trị đặt momen so sánh với giá trị ước lượng Giá trị sai lệch từ momen đưa vào khối trạng thái có trễ hai mức Đầu khối trạng thái trễ (H_T) 19 lấy trạng thái gián đoạn đưa vào bảng tra Sai số momen nằm dải trễ tương ứng, độ rộng dải định độ xác điều khiển Lựa chọn vector điện áp: Từ tín hiệu trạng thái H_F, H_T vị trí vector từ thơng stator, ta chọn vector điện áp để điều khiển H_F (tăng) (không đổi) -1 (giảm) H_T (tăng) (giảm) (tăng) (giảm) (tăng) (giảm) Sector I II III IV V VI V1 V2 V3 V4 V5 V6 V6 V1 V2 V3 V4 V5 V2 V3 V4 V5 V5 V1 V5 V6 V1 V2 V3 V4 V3 V4 V5 V6 V1 V2 V4 V5 V6 V1 V2 V3 Bảng 2: Bảng lựa chọn vector điện áp Khi động hoạt động, ta tiếp tục đo thông số có từ động phản hổi lại mạch vịng điều khiển, q trình diễn liên tục tới hết thời gian mô ta nhận kết ý Cấu trúc điều khiển DTC mơ tả hình ảnh đây: Hình 8: Cấu trúc điều khiển DTC 2.5 Thiết kế mạch vòng điều khiển Bộ điều khiển PI điều khiển phổ biến sử dụng hệ thống điều khiển tự động PI viết tắt Proportional-Integral, đại diện cho hai thành 20 phần điều khiển Thành phần Proportional có chức điều chỉnh đầu điều khiển dựa khác biệt giá trị đầu vào giá trị đặt trước Thành phần Integral tích lũy sai số giá trị đầu vào giá trị đặt trước khoảng thời gian định, sau sử dụng giá trị tích lũy để điều chỉnh đầu điều khiển Bộ điều khiển PI sử dụng rộng rãi ứng dụng địi hỏi độ xác cao điều khiển nhiệt độ, áp suất, vận tốc, v.v Bằng cách sử dụng thơng số thích hợp, điều khiển PI cải thiện đáng kể độ ổn định độ xác hệ thống điều khiển tự động Ngoài ra, điều khiển PI sử dụng để giảm thiểu dao động hệ thống đảm bảo tối ưu hoá thông số điều khiển 2.5.1 Cấu trúc điều khiển PI Phương trình mơ tả quan hệ điện - cơ: 𝑇𝑒 = 𝐽 × 𝑑𝜔 + 𝐵 × 𝜔 + 𝑇𝐿 𝑑𝑡 (2 38) Viết dạng toán tử Laplace: 𝑇𝑒 = 𝐽 𝑠 𝜔 + 𝐵 𝜔 + 𝑇𝐿 𝜔 𝜔(𝑠) 𝐵 => = = = 𝐽 𝑇𝑒 − 𝑇𝐿 𝑇(𝑠) 𝐽 𝑠 + 𝐵 𝑠 +1 𝐵 (2 39) Dễ dàng nhận thấy, dòng điều khiển vận tốc không độc lập ảnh hưởng suất phản điện động Để dòng trở nên độc lập, ta tách rời ảnh hưởng suất phản điện động, coi tín hiệu nhiễu giá trị ảnh hưởng khơng q lớn Bên cạnh đó, thực tế để thu kết điều khiển cho mạch vòng tốc độ, hệ thống cần thực nhiều phép tính tốn, quy đổi từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu số, vậy, ta cần bổ sung thêm khâu quán tính bậc 𝑇D Khi ta có cấu trúc điều khiển PI cho mạch vịng tốc độ sau 2.5.2 Tính tốn thơng số điều khiển PI Có nhiều phương pháp sử dụng để tính tốn thơng số PI phương pháp Ziegler-Nichols, Cohen-Coon,… Trong đồ án ta sử dụng phương pháp chuẩn tối ưu 21 module, phương pháp giúp hiệu chỉnh lại đặc tính tần số vùng số thấp trung bình tốt Hàm chuẩn module tối ưu hàm có dạng: 𝐹𝑀𝐶 (𝑝) = 1 + 𝜏0 + 𝜏0 𝑝2 Khi đó, giả sử ta có hệ thống sau: Với 𝑆0 (𝑝) = (1+𝑇 𝐾 𝑝).(1+𝑇2 𝑝)) hệ số điều khiển R(p) là: 𝐾𝑝 = 𝑇2 𝐾 𝑇1 (2 40) 𝐾𝑖 = 𝑇2 𝐾 𝑇1 (2 41) Xét với mạch vòng tốc độ ta có: 𝑆0 (𝑠) = Khi 𝐾 = 𝐾𝑚 𝐵 𝐵 (1 + 𝑇𝐷 𝑠) (1 + 𝐽 𝑠) 𝐵 𝐽 , 𝑇1 = 𝑇𝐷 , 𝑇2 = , ta có: 𝐵 𝐾𝑝 = 𝐽 𝑇𝐷 (2 42) 𝐾𝑖 = 𝐵 𝑇𝐷 (2 43) Trong đó: 22 TD = 10-3 – thời gian trễ mạch vòng tốc độ, [ms] 23 CHƯƠNG 3: 3.1 CÁC KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ Mô động Trong đồ án này, chúng em sử dụng khối Permanent Magnet Synchronous Machine Mathlab Simulink để mô động không chổi than Thông qua mơ phỏng, ta có thơng số động sau: STT 3.2 Tên J – Quán tính Roto, [kg m2] B – Hệ số ma sát, [Nms] p – số cực roto R – Điện trở cuộn dây pha stato, [] Ls – Độ tự cảm pha stato, [H] Tn – Momen xoắn định mức, [Nm] Vdc – Điện áp DC nguồn cấp cho inverter 𝜓 ∗ - Từ thông đặt stator, [Vs] rpmmax – Tốc độ cực đại động cơ, [vịng/phút] Bảng 3: Thơng số động Giá trị 0.0008 0.01 2.875 0.0085 0.2 120 0.2368 1600 Mô điều khiển động không chổi than (BLDC) Ta thực bước sau: Tính tốn giá trị ước lượng 𝜓 (𝐹𝑙𝑢𝑥), 𝑇𝑒 (𝑇𝑜𝑟𝑞𝑢𝑒) 𝑣à 𝜃 (𝑎𝑛𝑔𝑙𝑒) Hình 1: Khối tính tốn giá trị ước lượng 𝜓, 𝑇𝑒 𝑣à 𝜃 Xác định sector mà từ thông stator 24 Hình 2: Khối xác định sector Tìm giá trị sai lệch momen từ thông, đưa tín hiệu trạng thái Hình 3: Khối tính tốn sai lệch Thơng qua bảng, ta thu tín hiệu mở van nhánh Hình 4: Lựa chọn tín hiệu mở van 25 Hình 5: Cấu trúc mạch lực Tiến hành mô theo dõi kết quả, hiệu chỉnh thông số điều khiển PI cần Để thực mô ta chọn TL – Momen xoắn tải, [Nm] có giá trị TL = Tn = 0.02 tốc độ từ lên rpmref = 1000 vòng/phút Ta tiến hành mơ Mathlab 26 Hình 6: Mơ điều khiển tốc độ cho động BLDC Ta thu kết sau: 27 Hình 7: Kết mơ dịng điện stator, tốc độ, momen suất phản điện động pha A 28 Hình 8: Hình ảnh liên kết từ thơng stator Kịch tốc độ thay đổi: Ta thay đổi tốc độ đặt từ 1000 vòng/ phút, sau 0.5s tăng lên 1200 vòng/phút, sau 1s giảm xuống 800 vòng/phút Ta thu kết sau: 29 Hình 9: Kết mơ thay đổi tốc độ đặt 30 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN Động chiều không chổi than loại động có nhiều ưu điểm nên gần ý nghiên cứu đưa vào sử dụng rộng rãi hệ thống tự động có yêu cầu cao độ tin cậy điều kiện làm việc đặc biệt: môi trường chân không, nhiệt độ thay đổi, va đập mạnh, dễ cháy nổ, Do khơng có phận đổi chiều khí sử dụng vành góp, chổi than nên động khắc phục đƣợc hầu hết nhược điểm động chiều thông thường Hiệu suất cao giảm tổn thất công suất, không cần bảo dưỡng quán tính rotor nhỏ động chiều không chổi than làm tăng nhu cầu sử dụng động ứng dụng robot servo công suất lớn Việc phát minh thiết bị công suất đại MOSFET, IGBT, GTO nam châm vĩnh cửu đất lượng cao tăng cường ứng dụng động truyền động có yêu cầu điều chỉnh tốc độ Như vâỵ qua thời gian làm việc với hướng dẫn thầy TS.Nguyễn Mạnh Linh, nhóm em hồn thành nhiệm vụ đồ án: + Hiểu cấu tạo nguyên lý hoạt động động BLDC Xác định tham số quan trọng, cần quan tâm động sử dụng mơ + Mơ hình hóa động BLDC từ thiết kế điều khiển vector cho động + Tìm hiểu thiết kế chương trình mơ điều khiển Matlab Mặc dù hồn thành đồ án, hiểu biết cịn nhiều hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Vì nhóm mong góp ý thầy để đồ án nhóm hồn thiện 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Azab, M Comparative Study of BLDC Motor Drives with Different Approaches: FCS-Model Predictive Control and Hysteresis Current Control World Electr Veh J 2022, 13, 112 https://doi.org/ 10.3390/wevj13070112 [2] Liu, Y., Zhu, Z.Q and Howe, D (2005) Direct torque control of brushless DC drives with reduced torque ripple IEEE Transactions on Industry Applications, 41 (2) pp 599-608 ISSN 0093-9994 http://doi.org/10.1109/TIA.2005.844853 [3] Fu Longfei*, Li Yuren, Tian Guanglai, Liang Bo, Zhang Junli Simulation Research on Direct Torque Control for Brushless DC Motor, Department of Automatics School, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China [4] Kaushal B Sontakke, Dr Ramchandra P Hasabe Real Time Simulation of Direct Torque Control of BLDC Motor Drive using Opal-RT Simulator ISSN: 2278-0181, Vol Issue 08, August-2020 [5] Prashanthi Manda, Santhosh Kumar Veeramalla Brushless DC Motor Modeling and Simulation in the MATLAB/SIMULINK Software Environment https://doi.org/10.18280/ama 32