Điều khiển ông suất hệ thống sạ động không dây ho ô tô điện

Trang 1 TRƯỜNG ĐẠI H C BÁCH KHOA HÀ N I ỌỘLUẬN VĂN THẠC SĨ Điều khi n công suểất hệ thống sạc động không dây cho ôtô điệnNGUYỄN VĂN HÂN Ngành: Điều khi n và T ng hóa ểự độGiảng viên hướn

TRƯỜNG ĐẠ I H C BÁCH KHOA HÀ N I Ọ Ộ

LUẬN VĂN THẠC SĨ Điề u khi n công su ể ấ t hệ thố ng s ạc độ ng

không dây cho ôtô điện

NGUYỄN VĂN HÂN

Giảng viên hướng dẫn: TS Nguy n Kiên Trung ễ

HÀ N I, 6/2020 Ộ

Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061132031251000000

TRƯỜNG ĐẠ I H C BÁCH KHOA HÀ N I Ọ Ộ

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Điề u khi n công su ể ấ t hệ thố ng s ạc độ ng

không dây cho ôtô điện

NGUYỄN VĂN HÂN

Giảng viên hướng dẫn: TS Nguy n Kiên Trung ễ

HÀ N I 6/2020 Ộ ,

Chữ ký c a GVHD ủ

C NG HÒA XÃ H I CH Ộ Ộ Ủ NGHĨA VIỆT NAM

Độ ậ – ực l p T do H nh phúc – ạ

Đề tài luận văn: Đ ềi u khi n công su t h th ng s c đ ng không dây cho ô ể ấ ệ ố ạ ộ

+ Đưa nội dung phát hi n v trí s c xe lên trư c nệ ị ạ ớ ội dung điều khi n ểcông suất cho xe

+ Gi m bả ớt số chương bằng cách g p 2 ph n phát hi n v ộ ầ ệ ịtrí sạc xe và điều khi n công su t ể ấ

+ B xung nh ng tài li u tham kh o c a các biổ ữ ệ ả ủ ểu đồ trên các bài báo liên quan

+ Soát l i các l i chính t ạ ỗ ả

Ngày 26 tháng 06 năm 2020

TS Nguy n Kiên Trung Nguyễ ễn Văn Hân

PGS.TS: Nguyễ n Văn Li ễn

ĐỀ TÀI LU ẬN VĂN

Đề tài luận văn: Điều khi n công su t h th ng s c đ ng không dây cho ô ể ấ ệ ố ạ ộ

tô điện

Ngành: Điề u khi n và T ng hóa ể ự độ

Giáo viên hướ ng d n ẫ

TS Nguy n Kiên Trung ễ

L I C Ờ ẢM ƠN

Luận văn Luận văn này như là mộ ết k t qu ả sau 2 năm họ ậc t p, c g ng ố ắ ở

c a các th y cô Viủ ầ ện Điện đã dạy cho em nhi u ki n th c Cề ế ứ ảm ơn thầy TS

chúc các th y cô luôn luôn m nh kh e, nhi t huyầ ạ ỏ ệ ết để ả gi ng dạy, giúp đỡ các th ế

h sinh viên ti p theo tr thành nh ng k ệ ế ở ữ ỹ sư tốt góp ph n công nghi p hóa, hiầ ệ ện

đại hóa nước nhà

H c viên ọ

Nguy ễn Văn Hân

TÓM T T N I DUNG Ắ Ộ LUẬN VĂN

Để kh c ph c vắ ụ ấn đề môi trường và c n ki t ngu n nhiên li u hóa th ch, ạ ệ ồ ệ ạ

giải pháp đưa ra là sử ụ d ng nguồn năng lượng s ch C ạ ụ thể là s dử ụng ô tô điện

hướng được ưu tiên vì khắc ph c đư c h u h t các như c đi m cụ ợ ầ ế ợ ể ủa ô tô điện Kiểu s c truy n th ng dùng dây dạ ề ố ẫn cho ô tô điện t n t i nhiồ ạ ều nhược điểm, ph i k ả ể đến đầu tiên là vấn đề an toàn, đặc biệt là trong môi trường ẩm ướt

nhiều ưu điểm vượt tr i v tính ti n d ng và an toàn vì không có s p xúc trộ ề ệ ụ ựtiế ực tiếp v i nguớ ồn điện, các b s c có th lộ ạ ể ắp đặt dưới sàn nhà ho c nặ ền đường nên tiết ki m di n tích Công ngh truyệ ệ ệ ền điện không dây s là m t công ngh ph ẽ ộ ệ ổ

biến trong tương lai gần và s ẽ thay đổi cu c s ng cộ ố ủa con người m t cách m nh ộ ạ

xe, luận văn này đề xu t công thấ ức ước lượng công suất đầu ra ch s d ng các ỉ ử ụthông tin đo đượ ởc bên truy n nh m gi m sai l ch T ề ằ ả ệ ừ đó điều khi n ể ổn định công su t sấ ạc Để ể ki m ch ng lý thuy t trên, h ứ ế ệthống được th c hi n mô ph ng ự ệ ỏtrên ph n m m PSIM và th c nghi m K t qu ầ ề ự ệ ế ả đạt được đã điều khi n ể ổn định công su t trên t i v i sai lấ ả ớ ệch điều khi n <0.5% và v i cể ớ ấu trúc LCC hai phía đã nâng cao được hi u su t truyệ ấ ền lên đến 96% K t qu cho thế ả ấy đề tài có th tri n ể ểkhai trong thực tế

Hoàn thành luận văn đã giúp em vận d ng t t ki n th c các môn hụ ố ế ứ ọc như điệ ửn t công su t, lý thuyấ ết điều khi n và vi x lý Bên cể ử ạnh đó ận vănlu giúp em phát tri n m t s kể ộ ố ỹ năng như tự tìm ki m tài li u, t ng h p thông tin, kế ệ ổ ợ ỹ năng trình bày

i

ĐIỆN 1

Đặ ất v n đ 1 ề

Sử ụ d ng ô tô điên – giải pháp cho vấn đ môi trưề ờng 1

Vấn đ s c pin cho ô tô điện 2 ề ạ Nội dung nghiên cứu của lu n văn 4 ậ Cấu trúc và nguyên lý làm việc của hệ thống sạc không dây 4

Nguyên lý hiện tư ng hỗ ảợ c m 7

Mạch bù LCC 10

Điều khiển ổn định công suất đầu ra 10

Lý do và phương pháp nhận dạng v trí xe ô tô đi n 11 ị ệ CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NHẬN DẠNG DÒNG 13

CỘNG HƯ NG 13 Ở 2.1 Ứng dụng hiện tượng hỗ ả c m 13

Mô hình hệ ố th ng 13

2.2 Hệ ừ t trư ng 13 ờ 2.3 Thực hiện nhận d ng dòng cạ ộng hư ng 16 ở 2.4 Tính toán kiểm ch ng 18 ứ 2.5 Định luật Kirchhoff 19

2.6 Mô hình tính toán 20

2.7 Tính toán trong trường hợp L1 ON, L2-L3 OFF 22

2.8 Tính toán trong trường hợp L1-L2 ON, L3 OFF 24

CHƯƠNG 3 MÔ PHỎNG KIỂM CHỨNG 25

Xác định kho ng b t t m truy n L2 25 ả ậ ấ ề 3.1.1 Cấu hình mô phỏng 25

3.1.2 Phương pháp mô phỏng 25

3.1.3 Thông số mô phỏ 26 ng 3.1.4 Kết quả mô phỏ 26 ng 3.1.5 So sánh, nhận xét v i k t qu ớ ế ảtính toán 28

3.1.6 Kết luận hệ ố th ng nhận d ng bạ ằng dòng cộng hưởng 29

3.2 Xác định vị trí b t cho t m truy n Lậ ấ ề 2 30

3.2.1 Cấu hình mô phỏng 30

3.2.2 Phương pháp thực hiện 30

ii

3.2.3 Kết quả mô phỏng 31

3.2.4 So sánh với tính toán và nhận xét kết quả 34

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ CU N DÂY VÀ MẠCH BÙ LCC, 36 Ộ ĐIỀU KHIỂN ỔN Đ NH CÔNG SU T PHÍA NHẬN 36 Ị Ấ Thiế ết k cu n dây 36 ộ Thiế ế ạt k m ch bù LCC 38

Tổng quan về ạ m ch bù 38

Tính toán thông số ạ m ch bù 43

Điều ch d ch pha 50 ế ị Phương pháp điều khiển bằng đi u ch dề ế ịch pha 50

Cấu trúc khâu điều chế ị d ch pha 53

Công thức ư c lư ng công suấ ầớ ợ t đ u ra 55

Điều khi n ể ổn định công suấ ầu ra 59 t đ Mạch vòng đi u khiển dòng điệề n trên cu n dây sơ c p 60 ộ ấ Mạch vòng đi u khiển ổề n đ nh công suấị t phía nh n 61 ậ CHƯƠNG 5 MÔ PHỎNG H TH NG VÀ THỰC NHIỆM Ệ Ố 64

Sơ đồ mô ph ng h thốỏ ệ ng trên ph n m m PSIM 64 ầ ề Điều khi n truy n th ng 64 ể ề ẳ Điều khi n vòng kín 66 ể Kết quả mô phỏng 67

Mô ph ng vòng hỏ ở 67

Mô ph ng vòng kínỏ 69

Nhận xét 76

Thiế ế ạt k m ch nguyên lý và mạch in 76

Thực nghiệm trên cuộn dây và mạch bù 80

Thực nghiệm trên mạch bù 81

K t quế ả thực nghiệm 82

Thực nghiệm vòng kín 83

KẾT LUẬ 93 N TÀI LIỆU THAM KHẢO 96

PHỤ Ụ L C 97

iii

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1 1: Ô nhi m không khí tễ ại Vi t Nam 1ệ Hình 1 2: Sạc pin có dây cho ô tô đi n 2ệ

Hình 1 3: Sạc không dây tĩnh 3

Hình 1 4: Sạc không dây động 4

Hình 1 5: Nguyên lý truyền đi n không dây kế ợệ t h p cộng hư ng từ 5ở Hình 1 6: C u trúc tấ ổng quát của m t hộ ệ thống sạc không dây cho ô tô điện 6

Hình 1 7: Hiệu suấ ủt c a hệ thống 6

Hình 1 8: Mô tả thí nghiệm hiện tư ng hỗ ảợ c m 7

Hình 1 9: Từ thông móc vòng qua hai cuộn dây 7

Hình 1 10: Mạch đi n hỗ ảệ c m đơn gi n 9ả Hình 1 11: M ch bù LCC hai phía trong hạ ệ ố th ng sạc không dây 10

Hình 1 12: Đặc tính công su t và hi u suấấ ệ t khi b nhộ ận thay đổi 11

Hình 2 1: Kích thước các t m truy n không dây và cách thứ ắấ ề c s p đ t 13ặ Hình 2 2: Hệ ừ t trư ng 14ờ Hình 2 3: Từ thông móc vòng sang cuộn L2 khi (a) cuộn Lr ở chính giữa cu n ộ L1 và (b) cuộn Lr chính giở ữa hai cu n L1-L2 14ộ Hình 2 4: Đồ ị th quan h gi a t ệ ữ ừtrường và v ịtrí EV 15

Hình 2 5: Cấu hình mạch bù của bộ truy n năng lư ng 16ề ợ Hình 2 6: Mạch đi n cộệ ng hư ng trong trư ng hợp (a)t t cở ờ ấ ả các van bán dẫn ở trạng thái m (b)các van bán dở ẫn đóng ng n mạ ắ ch 17

Hình 2 7: Hệ thống sạc đ ng dưộ ới d ng các mạ ạch đi n đơn gi nệ ả 18

Hình 2 8: Các mạch vòng kín xác đ nh theo Kirchhoff 20ị Hình 2 9: Đồ ị th quan h gi a dòng đi n và v trí EV t i L1 ON, L2-ệ ữ ệ ị ạ L3 OFF 23 Hình 2 10: Đồ thị quan h giệ ữa dòng điện và vị trí EV t i L1-ạ L2 ON, L3 OFF24 Hình 3 1: Cấu hình mô phỏng h th ng s c đ ng trên ph n m m PSIM ệ ố ạ ộ ầ ề 25

Hình 3 2: Đồ ị th dòng đi n trên các t m truy n và t m nh n t i v ệ ấ ề ấ ậ ạ ịtrí 0mm 26

Hình 3 3: Đồ ị th dòng đi n trên các t m truy n và t m nh n t i v 100mm 27ệ ấ ề ấ ậ ạ ị Hình 3 4Đồ thị dòng đi n trên các t m truy n và t m nhận tạ ịệ ấ ề ấ i v 200mm 27

Hình 3 5: Đồ ị th dòng đi n trên các t m truy n và t m nh n t i v 300mm 27ệ ấ ề ấ ậ ạ ị Hình 3 6: Đồ ị th dòng đi n trên các t m truy n và t m nh n t i v 400mm 28ệ ấ ề ấ ậ ạ ị Hình 3 7: Đồ thị dòng IL2mô phỏng và tính toán 29

Hình 3 8: Cấu hình mô phỏng kh o sát đi m b t cho t m truy n 30ả ể ậ ấ ề trên phần mềm PSIM 30

Hình 3 9: Dòng điện trên t i khi t m truy n L2 b t t i v ả ấ ề ậ ạ ịtrí 100mm 31

Hình 3 10: Dòng điện trên t i khi t m truy n L2 b t t i vị ả ấ ề ậ ạ trí 200mm 32

iv

Hình 3 11: Dòng điện trên t i khi t m truy n L2 b t t i vị ả ấ ề ậ ạ trí 150mm 32

Hình 3 12: Dòng điện trên t i khi t m truy n L2 b t t i vị ả ấ ề ậ ạ trí 170mm 32

Hình 3 13: Dòng điện trên t i khi t m truy n L2 b t t i vị ả ấ ề ậ ạ trí 200mm 33

Hình 3 14: Đồ thị dòng đi n trên t i t i t ng v trí chuy n m ch L2 OFF-ệ ả ạ ừ ị ể ạ ON 33 Hình 3 15:Dòng điện trên t i theo tính toán và mô phả ỏng trư c chuyểớ n mạch L2 OFF-ON 34

Hình 3 16: Dòng điện trên t i theo tính toán và mô phả ỏng sau chuyển mạch L2 OFF-ON 35

Hình 4 1: C u trúc cuấ ộn dây kiểu đư ng dài 36ờ Hình 4 2: C u trúc cuấ ộn dây theo kiểu đo n 36ạ Hình 4 3: C u trúc thi t kấ ế ế cuộn dây 37

Hình 4 4: Truyền đi n không dây giữệ a hai cu n dây 38ộ Hình 4 5: Mô hình tương đương của truy n đi n không dây ề ệ 39

Hình 4 6: Mô hình tương đương sử ụ d ng mạch c ng hư ng 40ộ ở Hình 4 7: Bốn cấu trúc mạch bù cơ b n 40ả Hình 4 8: Mạch bù LCC hai phía 42

Hình 4 9: C u trúc mấ ạch bù LCC trong hệ ố th ng sạc đ ng 42ộ Hình 4 10: Sơ đồ tương đương mạch bù trong hệ ố th ng sạc đ ng 44ộ Hình 4 11: Sơ đồ tương đương khi ch tác dỉ ụng bởi nguồn vào V1. 44

Hình 4 12: Sơ đ tương đương khi ch tác đồ ỉ ộng b i ngu n ra Vở ồ a 46

Hình 4 13: Sơ đ tương đương khi tính đồ ến n i tr c a cu n dây 48ộ ở ủ ộ Hình 4 14: Đồ thị ệ hi u suất theo t n s v i các giá tr trởầ ố ớ ị kháng t i khác nhau 49ả Hình 4 15: Sơ đồ nghịc lưu full-bridge 51

Hình 4 16: Đi n áp đệ ầu ra sau ngh ch lưu trong phương pháp 52ị điều ch thông thư ng 52ế ờ Hình 4 17: Mô hình đóng cắt van trong phương pháp 52

điều ch d ch pha ế ị 52

Hình 4 18: Đi n áp đệ ầu ra nghịch lưu của phương pháp dịch pha 53

Hình 4 19: Cấu trúc th c hi n khâu đi u chế ịự ệ ề dch pha 54

Hình 4 20: Dạng xung đi u khiểề n các van trong đi u ch d ch pha 55ề ế ị Hình 4 21: Sơ đồ ấ c u trúc hệ thống và ký hi u các ph n tửệ ầ trong m ch 56ạ Hình 4 22: Cấu trúc điều khiển vòng kín bằng một vòng đi u khiển 59ề Hình 4 23: Cấu trúc điều khiển ổn đ nh công suấ ềị t đ ất 59xu Hình 4 24: Đáp ứng dòng điện RMS trên cu n nh n khi góc ộ ậ  = 150 0 61

Hình 4 25: Đáp ứng bư c nhảớ y h kín vòng dòng điện 61ệ Hình 4 26: Đáp ứng công suất phía nh n khi I*pri RMS= 10A 62ậ Hình 4 27: Đáp ứng bư c nhảớ y h kín vòng công suất ệ 63

v

Hình 5 1: Mô phỏng đi u khi n truyề ể ền thẳng 64

Hình 5 2: Sơ đồ mô ph ng khâu đi u ch d ch pha 65ỏ ề ế ị Hình 5 3: Sơ đồ mô ph ng Inverter 65ỏ Hình 5 4: Sơ đồ mô ph ng cuộỏ n dây và m ch bù 65ạ Hình 5 5: Sơ đồ mô ph ng hệ thống trên phầỏ n m m PSIM 66ề Hình 5 6: Sơ đồ mô ph ng bộ ềỏ đi u khi n công suấể t phía nh n 66ậ Hình 5 7: Sơ đồ mô ph ng bộ ềỏ đi u khi n dòng điệể n trên cu n truy n 67ộ ề Hình 5 8: Mô ph ng khỏ ố ới ư c lư ng công suất 67ợ Hình 5 9: Dòng điện và đi n áp qua 4 van nghịch lưu 68ệ Hình 5 10: Đặc tính hi u suấệ t và công su t khi xe di chuy n (vòng hở) 68ấ ể Hình 5 11: Đồ thị đáp ng công suất phía nhậứ n ư c lướ ợng và th c t 69ự ế Hình 5 12: Đáp ứng công suất sau nghịch lưu và công suất phía nhận 70

PT 4.1 70

Hình 5 13: Đáp ứng công suất phía nhận khi thay đổi giá tr công suấ ặị t đ t 71

Hình 5 14: Đặc tính công su t và hiấ ệu suất khi xe di chuy n (vòng kín) 72ể Hình 5 15: Đáp ứng dòng điện đ t và dòng đi n th c trên cu n dây truy n 73ặ ệ ự ộ ề Hình 5 16: Đáp ứng công suất phía nh n và góc d ch pha ậ ị  (2) 73

Hình 5 17: Đặc tính công sEu t phía nh n và góc d ch pha ấ ậ ị  t i v ạ ịtrí 0mm 74

Hình 5 18: Đặc tính công suất nhận và góc d ch pha khi xe di chuyị  ển (vòng kín) 74

Hình 5 19: Đáp ứng dòng điện và đi n áp qua b n van cệ ố ủa Inverter 75

Hình 5 20: Đáp ứng dòng điện và đi n áp sau ngh ch lưu (a) và trên t i (b) 75ệ ị ả Hình 5 21: Sơ đồ thực nghi m c a hệ thống sạệ ủ c không dây đ ng 76ộ Hình 5 22: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển bên sơ cấp 77

Hình 5 23: Mạch nguyên lý Driver 78

Hình 5 24: M ch nguạ ồn Buck – Flyback 78

Hình 5 25: Mạch đo 79

Hình 5 26: Mạch in thi t k ế ế trên Altium 79

Hình 5 27: Cuộn dây thực nghiệm 80

Hình 5 28: Mạch bù th c nghiệm 81ự Hình 5 29: Hệ ố th ng sạc động th c nghiự ệm 81 Hình 5 30: Dòng đi n và điệ ện áp đ u ra ngh ch lưu v i UDC = 280V 82ầ ị ớ Hình 5 31: Dòng đi n và điệ ện áp đ u ra ngh ch lưu v i UDC = 220V 82ầ ị ớ Hình 5 32: Đặc tính hi u suấệ t và công su t khi xe di chuy n 83ấ ể Hình 5 33: Đáp ứng dòng điện và góc m van ở  khi cuộn nhận lệch tr c 83ụ Hình 5 34: Đáp ứng dòng điện khi cu n nh n l ch tr c 84ộ ậ ệ ụ

vi

500ms 84Hình 5 36: Đáp ứng điện áp & dòng đi n cuộệ n dây truy n trư c khi d ch cu n ề ớ ị ộ

với time/div = 5 85s Hình 5 37: Đáp ứng đi n áp Uab và dòng đi n cuộn dây truyềệ ệ n sau khi d ch ịcuộn với time/div = 5s 85Hình 5 38: Đáp ứng dòng điện và góc m van ở  khi dòng điệ ặn đ t thay đ i 86ổHình 5 39: Đáp ứng dòng điện khi dòng điện đ t thay đ i 86ặ ổ

Hình 5 41: Đáp ứng điện áp Uab và dòng điện cu n truyộ ền khi dòng đi n đệ ặt là 3A với time/div = 5s 87Hình 5 42: Đáp ứng điện áp Uab và dòng điện cu n truyộ ền khi dòng đi n đệ ặt là 2A với time/div = 5s 88Hình 5 43: Đáp ứng công suất và dòng điện khi cu n nhậ ệộ n l ch tr c 88ụ

PT 5.1 89Hình 5 44: Điện áp t i trên máy hi n sóng Oscilloscope v i time/div = 5μs 89ả ệ ớ

PT 5.2 90

PT 5.3 90Hình 5 45: Đáp ứng công suất và dòng điện khi cho công suất đ t thay đặ ổi 90

91Hình 5 47: Dạng đi n áp trên t i khi công suấ ặệ ả t đ t là 200W v i time/div = 5μs 91ớHình 5 48: Đáp ng điứ ện áp trên t i trên Oscilloscope (công su t đ t thay đ i) ả ấ ặ ổ

với time/div = 500ms 92

vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2 1: Bảng giá tr các phị ần tử trong ma trận A 21

Bảng 2 2: Bảng các thông số ủ c a mạch bù 22

Bảng 2 3: Bảng giá trị dòng đi n Iệ 1 và I2theo tính toán 23

Bảng 2 4: Bảng giá trị dòng đi n Iệ 1 và I2theo tính toán 24

Bảng 3 1: Thông số mô phỏng 26

Bảng 3 2: Bảng giá trị ệ hi u dụng các dòng điện đi qua cu n dây truy n 28ộ ề Bảng 3 3: Bảng giá trị ệ ố h s ghép nối từ trư ng tạ ị ờ i v trí từ 100 200mm 31

-Bảng 3 4: ảng giá trị hiệu dụB ng dòng đi n trên tảệ i trư c và sau chuyển mạch ớ OFF-ON 33

Bảng 3 5: Bảng giá trị dòng qua van l n nhất 34ớ Bảng 4 : Tham số1 thi t k cu n dây 38ế ế ộ Bảng 4 : Giá trị ụ điện 2 t 1 trong các cấu trúc khác nhau 42

Bảng 4 : Thông số3 thi t k m ch bù LCC 50 ế ế ạ Bảng 5 : Thông s1 ố cu n dây thựộ c nghiệm 8 0

1

CHƯƠNG 1

Đặ ấ t v n đ ề

S dử ụng ô tô điên giải pháp cho vấn đ môi trư– ề ờng

trường là do rác thải và nồng đ khí ộ thải ra môi trư ng đang ờ ở mức rất cao

ảnh hư ng t i s c kh e c a con ngư i Đ kh c ph c v n đ này c n cắở ớ ứ ỏ ủ ờ ể ắ ụ ấ ề ầ t gi m ả

bớt lư ng khí ợ  trên toàn cầu

năng lượng sạch, năng lư ng tái t o như: năng lư ng m t tr i, năng lư ng gió, ợ ạ ợ ặ ờ ợnăng lượng điện.… để thay th ếcho năng lượng hóa th ch và sử ụạ d ng các thi t b ế ịdùng nguồn năng lư ng sợ ạch này Ô tô điện sử ụ d ng năng lư ng điợ ện nên không

hơn 3,1 tri u ô tô điệ ện tính c ảxe hybrid, xe điện dùng pin tăng 57% so với con

s ố thống kê từng đư c cơ quan này công b vào năm 2016 [7] Do vậợ ố y, ô tô đi n ệđang là xu thế phát tri n c a ngành công nghi p ô tô trong tương lai Tuy nhiên, ể ủ ệ

2

ô tô đi n đang còn đệ ối m t v i nhi u vấắ ớ ề n đề ầ, c n nghiên cứu để có th phổ biến ểhơn trong tương lai

Vấ n đ ạc pin cho ô tô điện ề s

Ô tô điện có khá nhiều ưu đi m như thân thiể ện với môi trư ng, ti t ki m ờ ế ệ

xe Tiếng đ ng củộ a ô tô đi n gầệ n như ch có thểỉ nh n biết khi xe di chuy n vậ ể ới

tốc đ cao Độ ồn củộ a đ ng cơ, đ c biệộ ặ t khi đi v i vận tốớ c dư i 30km/h, rất khó ớ

để nh n th y Tuy nhiên, v n đ hi n nay là chi phí xe ô tô đi n đ n t pin ậ ấ ấ ề ệ ệ ế ừ

40% giá trị ủ c a m t chiộ ếc xe đi n) [8]ệ Bên cạnh đó ô tô đi n cũng t n t i nhiệ ồ ạ ều nhược đi m Cơ s h t ng chưa đư c phát tri n đ có th xây d ng các tr m ể ở ạ ầ ợ ể ể ể ự ạ

sạc đi n Ô tô đi n với mộệ ệ t lư ng pin nhấ ịợ t đ nh nên không thể đáp ứng đư c ợquãng đường dài trong khi đó mất khá nhiều th i gian đ có th s c đ y cho ờ ể ể ạ ầacquy ô tô Để có th đáp ng đư c quãng đư ng xe chạể ứ ợ ờ y dài hơn, ph i cầả n m t ộ

tăng lên Để có th c nh tranh đư c vớể ạ ợ i động cơ đốt trong, thì cần ph i khắc ảphục đư c những hạn chếợ trên Đó là m t thách th c lộ ứ ớn cho vấn đề ạ s c pin cho

ô tô điện Và giải pháp được đưa ra đây là s d ng sở ử ụ ạc không dây để thay th ế

mà vẫn đ t đưạ ợc hiệu suấ ạc cao Tuy nhiên nó v n t n t i nhit s ẫ ồ ạ ều như c đi m ợ ểCác trạm sạ ởc nh ng nơi công c ng hay bị ỏữ ộ h ng hóc ở các đ u sạầ c và cáp sạc,

môi trường ẩm ướt và dễ gây v p ngã, b t ti n ấ ấ ệ

Hình 1 2: Sạc pin có dây cho ô tô điện

3

Sạc không dây có thể khắc phục đư c nhữợ ng hạn ch nêu trên cế ủa sạc có

dây rất an toàn và tiện lợi cho người sử ụ d ng Ở ộ m t mức đ cao hơn, quá trình ộ

sạc có thể diễn ra một cách tự động, chỉ ầ c n đ xe vào bãi đỗ xe là xe có thể ựỗ t

động đư c s c ợ ạ

Sạc không dây có 2 loại: Sạc không dây tĩnh (Hình 1.3) và sạc không dây

động (Hình 1.4) Lo i s c không dây tĩnh, là lo i s c đư c g n c nh m t ạ ạ ạ ạ ợ ắ ố đị ở ặ

đất, ô tô c n ph i đ đúng v trí trên b s c thì m i đư c s c đi n Lo i này hi n ầ ả ỗ ị ộ ạ ớ ợ ạ ệ ạ ệnay đã được nghiên c u rấứ t nhi u trên th giớề ế i và đã đưa ra thương m i hóa ạ

một dung lư ng acquy lớn, dẫn tớợ i giá thành xe tăng lên Lo i thứ hai là loại sạc ạkhông dây động, là lo i sạ ạc được b trí trên m t đư ng, khi ô tô di chuyển qua ố ặ ờ

đo n đưạ ờng này thì ô tô sẽ ự độ t ng đư c sạợ c Cho nên quãng đư ng xe chạy ờ

được xa hơn và xe chỉ ầ c n một dung lư ng pin nhỏ ợ cũng có th đi đưể ợc m t ộquãng đư ng dài Tuy nhiên, nhườ ợc đi m c a sể ủ ạc không dây động là hi u su t ệ ấtruyền thấp hơn sao với sạc tĩnh, và xe di chuyển liên tục trong quá trình s c nên ạviệc đi u khiển quá trình sạc gặp nhiề ều khó khăn Đây chính là hai v n đấ ề ầ c n được kh c ph c, h n ch và cũng là n i dung nghiên c u chính trong quyển luận ắ ụ ạ ế ộ ứvăn này

Hình 1 3: Sạc không dây tĩnh

4

Cấu trúc và nguyên lý làm vi ệc của hệ ố th ng sạc không dây

khi có một từ trư ng biếờ n thiên đi qua một vòng dây kín sẽ sinh ra dòng đi n ệtrong vòng dây đó, hiện tượng này được g i là c m ọ ả ứng điện từ Theo đó, khi có

một dòng đi n biến thiên trong c ộn dây thì sẽệ u sinh ra m t từộ trư ng biến thiên ờ

Hai cuộn dây này được g i là cuọ ộn sơ c p và cuộấ n thứ ấ c p

H ệ thống sạc không dây trong ô tô đi n cũng sệ ử dụng hiện tư ng cảm ợ

ứng đi n t truy n năng lư ng Đi m khác c a công ngh s c không dây là ệ ừ để ề ợ ể ủ ệ ạkhông sử ụ d ng lõi thép k thu t đ dỹ ậ ể ẫn từ thông Hai cu n dây sơ c p và th c p ộ ấ ứ ấtách r i nhau Gờ ần giống như nứ g d ng trong công nghụ ệ ế b p từ, cuộn dây thứ cấp là vật liệu cần nung nóng Cuộn dây sơ cấp tạo ra dòng điện biến thiên tần

điện ng n mạắ ch cao t n và làm nóng vậ ệầ t li u (dòng đi n Fuco) Nhưệ ợc đi m l n ể ớ

nhất của công nghệ trong b p tế ừ này là hiệu suất sẽ ảm đi rất nhanh khi tăng gikhoảng cách giữa hai cuộn dây do từ trư ng tác đờ ộng vào bên thứ ấ c p sẽ ế y u đi dẫn tới dòng đi n cệ ảm ứng khó đư c t o ra, kho ng cách truyợ ạ ả ền có thể ự th c hiện

ở đây c kho ng vài milimet đ n vài centimet ỡ ả ế

5

Để tăng kho ng cách truy n, hi n tượng cộả ề ệ ng hư ng từở đư c s d ng kết ợ ử ụvới hiện tư ng cảm ứợ ng đi n từ Chính vì th dù cho cuệ ế ộn dây thứ ấ c p đ t trong ặ

một từ trường yếu thì vẫn dễ dàng duy trì được dòng đi n cảm ứng do đó ệ

Hình 1.5

Hình 1 Nguyên lý truy5: ề n đi n không dây k ệ ế ợt h p cộ ng hư ng từ ở

- Cuộn dây truy n và cuề ộn dây nhận tách bi t nhau ệ

- Các bộ biến đ i đi n tử công suấổ ệ t

Đầu tiên dòng đi n lư i AC đư c chuy n đ i thành dòng m t chi u DC ệ ớ ợ ể ổ ộ ềqua bộ biến đổi AC/DC với m t bộ ộ điều chỉnh hệ ố s công suất PFC (power factor correction) Sau đó dòng điện một chiều DC được chuyển thành dòng

đi n đi qua mệ ột m ch bù ởạ bên th c p Nh m ch bù cả ứ ấ ờ ạ bên sơ cấp và thứ ấp c

mà công suất truyền và hiệu suất hệ ố th ng đư c c i thiợ ả ện đáng kể Cuối cùng, dòng điện AC được ch nh lưu đ s c Pin cho ô tô đi n ỉ ể ạ ệ

6

Hình 1 6: Cấu trúc tổng quát của mộ ệ ốt h th ng sạ c không dây cho ô tô đi n ệ

Để nâng cao đư c hi u su t c a h th ng s c không dây, c n nâng cao ợ ệ ấ ủ ệ ố ạ ầ

được hi u su t c a t ng bộ biếệ ấ ủ ừ n đổi và nâng cao hiệu su t truy n c a h th ng ấ ề ủ ệ ố

phía để nâng cao hi u su t của hệ thốệ ấ ng và đi u khi n n đ nh công su t sạc cho ề ể ổ ị ấ

xe

Hình 1 7: Hiệu suất của h ệ thống

7

a Thí nghiệm

Hình 1 8: Mô tả thí nghi m hi n tư ng hỗ ả ệ ệ ợ c m

cường đ Iộ 1,I2chạy qua như hình 2.1; gi ử ta làm biếả s n đ i cư ng đ dòng điện ổ ờ ộ

I1 chạy trong C1thì từ trường do mạch đó sinh ra s biếẽ n đ i và từ thông của nó ổgửi qua diện tích của mạch C2 s ẽ biến đ i theo Kết quả là trong mạch Cổ 2 s ẽ xuất

Trong mạch C1 s ẽ xuất hiện dòng đi n cảm ứng làm biếệ n đ i dòng đi n Iổ ệ 1 Hiện

tượng đó đư c gọi là hiệợ n tư ng h cợ ỗ ảm và các dòng điện c m ng xu t hiện ả ứ ấtrong hiện tư ng này đượợ c g i là dòng đi n hỗ ảọ ệ c m

b Hỗ ả c m

dòng điện bi n thiên theo th i gian trong m t cu n dây khác ế ờ ộ ộ

8

còn cuộn 2 hở ạ m ch Từ thông t ng trên cu n 1 là: ổ ộ

dòng điện trong cu n 1 tạo ra ộ

với L1 là độ ự ảm của cuộn 1 và ɸ t c l1 t l vỷ ệ ới i1, do đó λ1 =N1 1φ =L i1 1

với L2 là độ ự ảm của cuộn 2 t c

Xét trường h p c hai cu n dây đ u đư c kích thích, thực hiệợ ả ộ ề ợ n tương t ự

với hai trư ng hợờ p trên, ta thu đư c các công thức tính toán sauợ

L L

=

máy biến áp lõi thép được ghép mạnh (k > 0,5 và có thể ế ti n tới 1)

Định lu t Lenz: Đi n áp c m ng có chi u sao cho dòng đi n đư c sinh ậ ệ ả ứ ề ệ ợ

ra sẽ ạ t o ra từ thông ch ng lạ ừ thông gây nên điện áp cả ứố i t m ng đó

ước d u ch m đư c phát bi u là “Mấ ấ ợ ể ộ t dòng đi n i đi vào c c có dấu chấm ở ột ệ ự mdây quấn sẽ ả c m ứng mộ t đi n áp ệ M di

dtvới cự c tính dương ở dầu có dấu chấm

của cuộ n dây kia và ngư c lạ ” ợ i

10

Trong một hệ th ng sạố c đi n không dây, năng lư ng đư c truyền theo ệ ợ ợ

máy biến áp, nên giữa hai cuộn dây có hệ ố ế s k t n i rố ất nhỏ, đi n cảệ m rò lớn

lớn Cho nên không thể truyền đư c công suất từ bên truyền sang bên nhận ợGiải pháp đưa ra là s d ng mạử ụ ch bù đ có th c ng hư ng đư c v i giá trể ể ộ ở ợ ớ ị ệ đi n

cảm rò đó M c tiêu của mạch bù là triệụ t tiêu đư c ảợ nh hư ng củở a đi n cảm rò, ệ

cao được hiệu su t của hệ thốấ ng V i nhi u ưu đi m, báo cáo này phân tích, tính ớ ề ể

nhận cho h th ng sạc không dây đ ng như ệ ố ộ Hình 1.6

Hình 1 11: M ch bù LCC hai phía trong h ạ ệ thống s c không dâyạ

Điều khiển ổn định công suấ t đ u ra ầ

Đố ới v i m t h th ng s c không dây độộ ệ ố ạ ng, trên làn đư ng sạ ẽờ c s có nhiều

các công su t sấ ạc khác nhau Xe ô tô nhỏ, chỉ ầ c n công suấ ạt s c nh , xe lỏ ớn hơn cần công suất sạc lớn hơn Đ t ra bài toán là hặ ệ thống của mình phải đi u khiển ềđươc công suấ ạt s c phù h p v i nhu c u sạợ ớ ầ c c a t ng lo i xe ủ ừ ạ

11

Hình 1 12: Đặc tính công suất và hiệu suất khi bộ nhận thay đổi

s h cố ỗ ảm giữa cuộn truyền và cuộn nhận sẽ ị thay đổi dẫ b n đ n công suất phía ếnhận sẽ ị b thay đổi Hình 1.12 thể hiện đặc tính hiệu su t và công suấ ất khi vị trí

điều khiển các b biếộ n đ i phía nh n, vì v y cầổ ậ ậ n phương pháp để khắc ph c v n ụ ấ

đề này

Để ề đi u khi n ể ổn đ nh đưị ợc công suất, các nghiên c u trên thứ ế ới hiện ginay, thông thường c n ph i có đượầ ả c các thông tin đư c đo bên th c p Tuy ợ ở ứ ấnhiên, quá trình đo thông tin từ bên th cứ ấp để truy n v phía sơ c p gặề ề ấ p nhi u ềkhó khăn, do trong hệ ố th ng sạc đ ng, xe di chuyển liên t c trong quá trình sộ ụ ạc,

văn này, em sẽ đề xu t ra công thứấ c ư c lướ ợng công suất đầu ra, chỉ ử ụ s d ng các thông tin đo được ở sơ c p đ xác đ nh chính xác đư c công suấ ạc bên ấ ể ị ợ t s

thứ ấ c p Từ đó, h ống có thệth ể ề đi u khiển ổn đ nh đưị ợc công suất sạc Phương pháp điều khiển và ổn định công su t s c đ u ra đư c trình bày trong Chương ấ ạ ầ ợ

IV của luận văn

tưởng đ t nhi u b s c, bao gồặ ề ộ ạ m b bi n độ ế ổi điện t công su t và cuộn dây ử ấ

Giả ử s , xe chạy trên đư ng cao tốờ c v i tớ ốc đ 100 km/h (tương đương 27,7 ộm/s) Các bộ ạ s c có thể ấ c p năng lượng cho xe cách 1 m, t c là m i bứ ỗ ộ ạ s c sẽ chỉ được b t trong vòng 36 ms m i khi có xe đi qua Và đ t đư c s ng b t t, ậ ỗ ể đạ ợ ự đồ ộ ốcác bộ ạ s c cần phải bậ ắt-t t trong vòng 5 ms kể ừ t lúc xe ô tô đi n di chuyể ới ệ n t

gần hoặc ra xa bộ ạc s

Hiện nay, phương án đ phát hi n vịể ệ trí c a xe ô tô đi n trên đư ng cao tốc ủ ệ ờthường d a vào các phầự n c ng đư c lắứ ợ p đặt thêm như cảm bi n hay b l c Các ế ộ ọphương án này thường c n phả ắầ i l p thêm các ph n cứng mớầ i, khi n hệ ốế th ng tr ở

tăng chi phí, tăng tính thiết th c cho d án ự ự

này d a vào sự ự thay đ i c a các dòng c ng hư ng xu t hi n trong t m truy n k ổ ủ ộ ở ấ ệ ấ ề ếbên để đáp l i s ạ ự thay đổi nh v m t đ t trưỏ ề ậ ộ ừ ờng khi xe ô tô đi n đang di ệchuyển tới như m t cách đ phát hi n xe trên đư ng cao tốc Sộ ể ệ ờ ự thay đổi về dòng

cộng hư ng có thể được xác định bởi cảm biếở n dòng đã có trên bộ sạc Bằng cách quan sát sự thay đổi của dòng cộng hưởng, có th phát hi n chính xác thể ệ ời điểm xe t i mà không cầớ n quan tâm đ n ki u c u trúc liên k t t tính nào đang ế ể ấ ế ừđượ ử ục s d ng ở ả c cu n dây truy n và cu n dây nhậộ ề ộ n Đi u kiện duy nhấ ể ựề t đ th c hiện kỹ thu t này là bậ ộ ạ s c đư c đợ ặt sao cho sự truyền năng lượng có thể ả x y ra khi xe di chuy n tể ừ ộ ạ b s c này sang bộ ạ s c khác

Chú thích: L1, L2, L3 là cuộn dây truyền được đ t dư i m t đư ng ặ ớ ặ ờ

i1, i2, i3 là dòng điện qua các cuộn dây truyền năng lư ngợ

H ệ thống sạc đ ng sử ụộ d ng đ kiểm nghiệm hiệể n tư ng hỗ ảợ c m đư c ợthiết kế ớ v i cấu hình ba cuộn dây truyền được đ t dư i m t đ t Cu n dây nh n ặ ớ ặ ấ ộ ậnăng lượng đư c coi như xe ô tô đi n di chuyợ ệ ển trên đường, s di chuy n quãng ẽ ểđường 1200 mm t v trí ban đ u t i chính giữừ ị ầ ạ a cu n truy n Lộ ề 1 đến vị trí cuộn truyền L3 Mục đích c a hủ ệ thống là kiểm nghi m lý thuyệ ết hiện tư ng hỗ ảợ c m,

s ự tương tác xảy ra giữa vị trí của xe ô tô đi n vớệ i dòng đi n qua các cuộn dây ệtruyền năng lư ng Do đó, h ống vậợ ệ th n hành trong trư ng hợp bộ ạờ s c th nh t ứ ấ(cuộn L1) đang ở trạng thái bật (ON), bộ ạ s c thứ hai (cu n Lộ 2) và th ba (cuứ ộn

L3) đang ở ạ tr ng thái t t (OFắ F) Khi đó, dòng điện i1 được sinh ra do nguồn cấp

t ừ các bộ biến đ i đi n tử công suất, dòng iổ ệ 2 và i3 s ẽ là dòng điện cộng hư ng ởđược sinh ra trong m ch bù do hiệạ n tư ng h c m B ng cách kh o sát dòng ợ ỗ ả ằ ảđiện i2 và i3, có thể đưa ra đư c phương pháp nh n dạng vị ợ ậ trí của xe ô tô đi n ệkhi đang di chuyển trên đư ng cao t c ờ ố

14

tô đi n như đã đưệ ợc s d ng trong h th ng sạử ụ ệ ố c tĩnh Th hai là ng d ng nh n ứ ứ ụ ậbiết thời đi m bậ ắể t-t t các bộ truy n điện không dây trong hệề th ng sạố c đ ng ộnhằm đưa ra th i đi m bờ ể ậ ắt-t t thích hợp nhất đ ể đảm bảo hiệu suất và an toàn cho hệ ố th ng

k1r, k2r, k3r s ẽ thay đổi

Khi cuộn nhận Lr v ở ị trí chính giữa cuộn truyền L1thì có rất ít từ thông móc vòng từ cu n truy n Lộ ề 1 sang cuộn truyền L2 Tuy nhiên, khi cuộn nhận Lr ở

v ịtrí giữa hai cuộn truyền L1 và L2, ngoài từthông móc vòng giữa L1 và L2 còn

15

có thêm từ thông móc vòng giữa cuộn nhận Lr và cuộn truyền L2 nên khi đó lượng t thông móc vòng qua cu n truyừ ộ ền L2 s ẽ tăng lên dẫn khả năng dòng điện đi qua cu n dây truy n Lộ ề 2 s ẽ tăng lên

Khảo sát hệ ừ t trư ng bờ ằng phần mềm mô phỏng, thu được đ thị ểồ bi u

diễn mối quan hệ ữa hệ ốgi s ghép n i kố ir(với i = 1, 2, 3) với vị trí của cuộn dây

trình mô phỏng, bỏ qua s thay đ i của hệ ốự ổ s ghép nối kij (với i, j = 1, 2, 3; i≠j )

do sự thay đ i này là nh so v i hệ ốổ ỏ ớ s ghép nối kir

Hình 2 4: Đồ thị quan hệ giữa từ trường và vị trí EV

L2 Trong khi hệ ố s k1r có xu hướng giảm thì hệ ố s k2r và k3r lại có xu hư ng ớtăng lên, hệ ố s k2r tăng nhanh để đạ ỉ t đ nh tạ ịi v trí cu n dây nhận Lộ r ở chính giữa cuộn dây truy n Lề 2 Lúc này hệ ố s k1rcó giá trị ần chạ g m đ n đáy còn hế ệ s kố 3r

bắt đ u tăng m nh khi cuộn nhận Lầ ạ r tiếp tục di chuyển tiến gần ới cuộn dây ttruyền L3 Như vậy, d a vào k t qu mô ph ng hệ ừự ế ả ỏ t trư ng, k t lu n r ng từ ờ ế ậ ằ

v ịtrí cuộn dây nhận Lr nằm chính giữa cuộn dây truy n, giá tr này s gi m d n ề ị ẽ ả ầ

16

2.3 Thực hiện nhận dạng dòng cộng hưởng

t ử công suất của bộ ạc không dây sử ụng cho hệ thống sạ s d c đ ng Đi n áp một ộ ệchiều đư c đi u chợ ề ế ngh ch lưu qua các van bán d n S1, S2, S3, S4 vớ ần số ị ẫ i t85kHz, để đi vào b bù LCCL t o đi n áp h c m trên cu n dây nhận năng ộ ạ ệ ỗ ả ộ

lượng, đư c lắợ p đặt trên xe ô tô điện, thực hiện n p năng lư ng cho acquy Khi ạ ợ

1

f f

L C

ω =

Khi bộ ạ s c trở ạng thái tắt (OFF), các van bán dẫn S1, S2, S3, S4 đ u ở ề

(OFF) mà ta có thể xác đ nh dòng cộị ng hư ng tại hai vị ở trí M t là t i phộ ạ ần cuộn

thái đóng, khiến b l c b ng n m ch Hình 2.6 mô t điều này ộ ọ ị ắ ạ ả

17

Hình 2 6: Mạ ch đi n cộng hưở ệ ng trong trư ng h p (a)t t c các van bán ờ ợ ấ ả

dẫn ở trạng thái mở (b)các van bán dẫ n đóng ng n mạch ắ

cuộn dây truyền Ngoài ra, nếu bộ ọ l c LCCL bị ngắn m ch do van S3 và S4 ạ

s ẽ không thể ị ắt dần, vì thế ột trong hai vòng lặp có thể b t m đư c sử ụợ d ng đ ểphát hi n dòng cệ ộng hư ng phụở thuộc vào vị trí c a xe ô tô điủ ện bằng các cảm

biến có sẵn trong bộ ếbi n đ i đi n tửổ ệ công su t ấ

m tở ất cả các van bán dẫn tại các bộ ạ s c đang thờở i đi m tắt (OFF) Hệ thống ểthực hi n thí nghiệệ m đư c thi t k v i mô hình như hình 2 dượ ế ế ớ 7 ới đây

18

Hình 2 7: Hệ thống sạ c đ ng dư ộ ới dạng các mạch đi n đơn gi ệ ản

là ô tô điện) Trong quá trình thực hiện, để mô t s thay đ i dòng đi n c ng ả ự ổ ệ ộhưởng trong các cu n dây truyền là do sộ ự thay đ i vị trí củổ a xe ô tô điện tại thời

điểm các b s c t t (OFF), ta s th c hi n cấộ ạ ắ ẽ ự ệ p năng lượng cho cuộn dây nhận Lr

bằng bộ ạc L s 1, sau đó thay đổi h s ghép n i ng v i các v trí c a xe ô tô ệ ố ố ứ ớ ị ủ

điện T ừ đó thu được k t qu mô ph ng là đ th dòng đi n cộế ả ỏ ồ ị ệ ng hưởng trong các bộ ạ s c, đư c trình bày ở Chương 3 ợ

Phát biểu định luật: “T i mạ ột nút bấ ỳ ổt k , t ng cư ng đ dòng điờ ộ ện chạy

đến nút ph i b ng t ng cư ng đ dòng đi n t nút ch y đi” hay “T ng giá tr i ả ằ ổ ờ ộ ệ ừ ạ ổ ị đạ

s cố ủa dòng đi n tạệ i một nút trong một mạch đi n bằng không” ệ

20

2.6 Mô hình tính toán

Hình 2 Các m8: ạ ch vòng kín xác đ nh theo Kirchhoff ị

Chú thích:

iLf1, iLf2, iLf3 : Dòng điện sau nghịch lưu trên t m truy n 1, 2, 3 ấ ề

iLr : Dòng điện đi qua tải

i1, i2, i3 : Dòng điện đi qua cuộn dây truy n 1, 2, 3 ề

ir : Dòng điện đi qua cuộn dây nh n ậ

v1, v2, v3 : Điện áp h c m trên t m truy n 1, 2, 3 ỗ ả ấ ề

Xét hệ thống sạc động đơn giản, bao gồm 3 cuộn dây truy n Lề 1, L2, L3 và

như hình 2.11 ta thu được ma tr n có d ng sau: ậ ạ

Xét hệ thống sạc động đơn giản, bao gồm 3 cuộn dây truyền L1, L2, L3 và

1 cuộn dây nh n Lậ r, trong đó cuộn L1 đang ở ạ tr ng thái b t (ON), cu n Lậ ộ 2, L3

đang ở ạ tr ng thái t t (OFF) B s c Lắ ộ ạ 2 và L3 đang tắt (OFF) nên các van bán dẫn phía nghịch lưu đang ở ạ tr ng thái m , vì vở ậy coi như bị ở ạ h m ch phía ngu n cấp ồđiện áp đ u vào, ầ chỉ xét phần mạch đi n xuấệ t hiện dòng cộng hư ng ở

Sau khi thay các thông số và giải hệ phương trình b ng ph n mằ ầ ềm Matlab thu được bảng 2.3 (câu l nh cệ ủa chương trình tính toán được ghi ở ph n ầphụ ụ l c)

24

Xét hệ thống sạc động đơn giản, bao gồm 3 cuộn dây truyền L1, L2, L3 và

1 cuộn dây nhận Lr, trong đó cuộn L1 và L2 đang ở ạ tr ng thái b t (ON), cu n Lậ ộ 3

đang ở ạ tr ng thái t t (OFF) B s c Lắ ộ ạ 3 đang tắt (OFF) nên các van bán dẫn phía nghịch lưu đang tr ng thái m , vì vở ạ ở ậy coi như b h mị ở ạch phía nguồn cấp đi n ệ

áp đầu vào, ch xét ph n m ch điỉ ầ ạ ện xu t hi n dòng cộấ ệ ng hưởng

Sau khi thay các thông số và giải hệ phương trình b ng ph n mằ ầ ềm

25

CHƯƠNG 3 MÔ PHỎNG KIỂM CHỨNG

Xác định kho ng b t t m truy n L2 ả ậ ấ ề

dây nhận Lr, trong đó cuộn L1 đang ở ạ tr ng thái b t (ON), cu n Lậ ộ 2, L3 đang ở

trạng thái t t (OFF) Cắ ấu hình mô phỏng hệ ốth ng đư c thợ ực hiện trên phần

3.1.2 Phương pháp mô phỏng

Mỗi khi tấm nhận di chuyển tới vị trí mới, thông số ề ệ ố ỗ ảm giữa v h s h ccác t m truyấ ền và nhận sẽ thay đ i ứng với vịổ trí tương quan giữa các cuộn dây

hoạ ột đ ng của h thống khi thay đổi các giá tr tham s theo thệ ị ố ời gian

Đề xu t phương án th c hi n mô ph ng: Mô ph ng gián đo n t i t ng v ấ ự ệ ỏ ỏ ạ ạ ừ ịtrí khác nhau, đưa về các giá tr hi u d ng v dòng đi n i1, i2, i3 và ir trên 3 tấm ị ệ ụ ề ệtruyền và 1 tấm nhận năng lư ng Sau đó, d a trên các giá trị ềợ ự v dòng đi n thu ệđượ ừc t mô ph ng, ta v th mô t m i quan hệ giữỏ ẽ đồ ị ả ố a v trí t m nh n so với ị ấ ậcác t m truyấ ền và giá trị dòng điện trên các cuộn dây ứng với các thời đi m xác ể

SW12

SW13 SW14

SW11

5.01e-5 L1 A

ILf1

0.00000007 Cf1

Cf3 0.00000007 C3 1e-7

A

IL3

V

0.137 VL3

4.00E-08 Cr

A

ILr

1.20E-07 Cfr Lfr 2.92e-5

ICfr

V

VCr Rr 0.11459

Vi tri 1: 0mm

VCf3

26

đầu 0mm là khi t m nh n n m chính gi a t m truy n Lấ ậ ằ ữ ấ ề 1 và vị trí cuối 800mm là khi tấm nhận nằm chính giữa t m truyấ ền L3 Như vậy, t m nhậấ n là di chuy n từ ể

100mm, 200mm, 300mm, 400mm, 500mm, 600mm, 700mm và 800mm

(OFF)

Giá trị các phần tử trên các t m truyấ ền và tấm nhận được giữ nguyên so