BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -PHÙNG VĂN TRANG NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ HÃM TÁI SINH TRONG VẬN HÀNH Ô TÔ ĐIỆN Chuyên ngành: Điều khiển – Tự động hóa LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS TẠ CAO MINH Hà Nội – 2011 Lời cam đoan LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cao học: “Nghiên cứu chế độ hãm tái sinh vận hành ô tô điện” tự thiết kế hướng dẫn thầy giáo PGS.TS Tạ Cao Minh Các số liệu kết hoàn toàn với thực tế Để hoàn thành luận văn sử dụng tài liệu ghi danh mục tài liệu tham khảo không chép hay sử dụng tài liệu khác Nếu phát có chép xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Hà Nội, ngày 30 tháng 08 năm 2011 Học viên thực PHÙNG VĂN TRANG i Mục lục MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN……………………………………………………………………i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC BẢNG iiii DANH MỤC HÌNH VẼ iiii MỞ ĐẦU vii CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ ĐIỆN 1.1 Lịch sử phát triển ô tô điện .1 1.2 Các dạng ô tô điện sử dụng ngày 1.3 Các chế độ vận hành ô tô điện 1.4 Đánh giá ưu nhược điểm ô tô điện Kết luận chương .7 CHƯƠNG - ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG DÙNG CHO Ô TÔ ĐIỆN 2.1 Lựa chọn động truyền động dùng cho ô tô điện .9 2.1.1 Động chiều chổi than (DCM) .9 2.1.2 Động chiều không chổi than (BLDC) .10 2.1.3 Động từ trở (SRM) 11 2.1.4 Động đồng cực từ ẩn (IPM) 12 2.2 Động chiều không chổi than BLDC 13 2.2.1 Cấu tạo động BLDC 13 2.2.2 Nguyên lý truyền động động BLDC 18 2.2.3 Mô hình toán học động BLDC 20 2.2.4 Đặc tính truyền động động điện chiều không chổi than 23 2.3 Thông số động BLDC dùng làm động truyền động cho ô tô điện 25 Kết luận chương .26 CHƯƠNG - CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG Ô TÔ ĐIỆN .27 3.1 Nghịch lưu làm việc với động BLDC 27 3.1.1 Đi-ốt công suất 28 3.1.2 MOSFET .28 Mục lục 3.1.3 IGBT .29 3.1.4 Tính chọn thiết bị công suất cho mạch nghịch lưu .30 3.2 Phương pháp điều khiển dòng điện ba pha 31 3.2.1 Sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển dòng điện ba pha 31 3.2.2 Mô hình hóa hệ điều khiển dòng điện ba pha .33 3.2.3 Bộ điều khiển dòng điện dùng luật PI 35 3.2.4 Bộ điều khiển dòng dùng khâu trễ Hysteresis (HCC) 38 3.3 Phương pháp điều khiển trực tiếp mô-men (DTC) 40 3.3.1 Ước lượng mô-men .40 3.3.2 Xây dựng bảng đóng ngắt .44 3.4 Mô đánh giá kết 46 Cơ sở lý thuyết điều khiển dòng điện ba pha điều khiển trực tiếp mô-men cho động BLDC giúp ta xây dựng mô hình mô phần mềm Matlab/Simulink .46 3.4.1 Phương pháp điều khiển dòng điện ba pha 46 3.4.2 Phương pháp điều khiển trực tiếp mô-men 52 Kết luận chương .58 CHƯƠNG - NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ HÃM TÁI SINH TRONG VẬN HÀNH Ô TÔ ĐIỆN 59 4.1 Nguyên lý chung 59 4.2 Cấu hình điều khiển hãm tái sinh động BLDC .62 4.2.1 Cấu hình sử dụng siêu tụ .62 4.2.2 Điều khiển hãm tái sinh chế độ hai van dẫn 64 4.2.3 Điều khiển hãm tái sinh chế độ van dẫn 71 4.3 Xây dựng mô hình mô đánh giá kết 75 Kết luận chương .80 KẾT LUẬN .81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 PHỤ LỤC 85 Danh mục chữ viết tắt DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT BAT Battery Ắc-qui Back EMF Back Electromotive Force Sức phản điện động BLDCM Brushless DC Motor Động chiều không chổi than DCM Direct Current Motor Động chiều DTC Direct Torque Control Điều khiển trực tiếp mô-men EV Electric Vehicle Ô tô điện HCC Hysteresis Current Control Điều khiển dòng điện dùng dải trễ IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor lưỡng cực cổng cách ly Transistor IPM Interior Permanent Magnet Động đồng cực ẩn Motor MOSFET Metal-Oxide Semiconductor Transistor cổng cách ly Field-Effect Transistor PWM Pulse - Width Modulation Điều chỉnh độ rộng xung SRM Switched Reluctance Motor Động từ trở ii Danh mục bảng biểu DANH MỤC CÁC BẢNG BẢNG 2.1 SO SÁNH ĐẶC ĐIỂM MỘT SỐ LOẠI ĐỘNG CƠ [7] 13 BẢNG 3.1 GIÁ TRỊ GÓC ROTOR VÀ PHA DÒNG ĐIỆN 33 BẢNG 3.2 BẢNG CHỌN SECTOR THEO TÍN HIỆU CẢM BIẾN HALL 43 BẢNG 3.3 BẢNG TÍNH GIÁ TRị a, b, c THEO VỊ TRÍ ROTOR 44 BẢNG 3.4 BẢNG TRẠNG THÁI VAN 44 BẢNG 3.5 BẢNG CHỌN VECTOR 46 BẢNG 4.1 BẢNG CHỌN PHA VÀ VAN CHO HÃM TÁI SINH 66 BẢNG P.1 BẢNG THAM SỐ ĐỘNG CƠ 85 iii Danh mục hình vẽ DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Ô tô điện Đức năm 1904 2 Hình 1.2 Mô hình ô tô hydrid song song [15] 4 Hình 2.1 Đường cong quan hệ tốc độ- mô-men động chiều[10] 10 Hình 2.2 Động từ trở tỷ lệ 6/4 [11] 11 Hình 2.3 Động đồng cực từ ẩn từ thông hình sin 12 Hình 2.4 Cấu tạo động BLDC 14 Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý động BLDC 14 Hình 2.6 Các dạng rotor động BLDC 15 Hình 2.7 Nguyên lý cảm biến vị trí rotor kiểu quang điện 16 Hình 2.8 Tín hiệu Hall pha dòng, pha sức phản điện [2] 17 Hình 2.9 Sức phản điện động dòng điện pha động BLDC [2] 19 Hình 2.10 Cấu trúc phần lực truyền động động BLDC 19 Hình 2.11 Đồ thị dòng điện sức điện động điều chế PWM 20 Hình 2.12 Đặc tính truyền động động BLDC 24 Hình 3.1 Nghịch lưu ba pha 27 Hình 3.2 Trạng thái dòng điện qua đi-ốt chuyển từ dẫn sang khóa [15] 28 Hình 3.3 Sơ đồ cấu trúc MOSFET (a) quan hệ iD(uDS) (b) [15] 29 Hình 3.4 Ký hiệu van IGBT 30 Hình 3.5 Sơ đồ cấu trúc điều khiển dòng điện ba pha 32 Hình 3.6 Mô hình điều khiển pha động BLDC 36 Hình 3.7 Sơ đồ mạch vòng dòng điện tối giản pha động BLDC 36 Hình 3.8 Mô hình điều mạch vòng điều chỉnh tốc độ động BLDC 38 Hình 3.8 Dòng điện, sức phản điện động điểu khiển dòng dùng dải trễ 39 Hình 3.9 Quỹ đạo từ thông không tròn với “gai” chu kỳ 40 Hình 3.10 Cấu trúc DTC điều khiển động BLDC [16] 41 Hình 3.11 Dạng lý tưởng hàm fa (θr ), fb (θr ), fc (θr ) 42 Hình 3.12 Sơ đồ ước lượng mô-men điện từ 44 iv Danh mục hình vẽ Hình 3.13 Trạng thái đóng ngắt van (a) vector điện áp (b) [18] 45 Hình 3.14 Phân tích ảnh hưởng vector điện áp 45 Hình 3.15 Mô hình động BLDC 47 Hình 3.16 Mô hình điều khiển dùng luật PI 48 Hình 3.17 Đáp ứng tốc độ theo tốc độ đặt động 48 Hình 3.18 Dòng điện pha a 49 Hình 3.19 Đáp ứng mô-men 49 Hình 3.20 Sức phản điện động EMF pha a 49 Hình 3.21 Sơ đồ cấu trúc điều khiển động BLDC dùng dải trễ 50 Hình 3.22 Đáp ứng tốc độ động 50 Hình 3.23 Dòng điện pha a 51 Hình 3.24 Đáp ứng mô-men 51 Hình 3.25 Sức phản điện động pha a 51 Hình 3.26 Sơ đồ cấu trúc điều khiển trực tiếp mô-men 53 Hình 3.27 Cấu trúc bên khối DTC 53 Hình 3.28 Đáp ứng tốc độ theo tốc độ đặt động 54 Hình 3.29 Dòng điện stator pha a 54 Hình 3.30 Đáp ứng mô-men 54 Hình 3.31 Sức phản điện động EMF pha a 55 Hình 3.32 Dòng điện pha a 56 Hình 3.33 Đáp ứng mô-men 56 Hình 3.34 Sức phản điện động pha a 56 Hình 3.35 Dòng điện pha a 57 Hình 3.36 Mô-men điện từ 57 Hình 3.37 Sức phản điện động pha a 57 Hình 4.1 Mặt phẳng tọa độ mô-men – tốc độ 60 Hình 4.2 Sức phản điện dòng điện pha chế độ động (a) , 61 hãm tái sinh (b) 61 Hình 4.3 Cấu hình điều khiển hãm tái sinh dùng siêu tụ [6] 63 v Danh mục hình vẽ Hình 4.4 (a) Cấu trúc mạch lực điều khiển động BLDC, (b) dạng sóng pha tín hiệu phản hồi [2] 65 Hình 4.5 Chế độ hãm tái sinh vùng (a) sơ đồ tương đương (b) Dạng sóng dòng đầu vào, tín hiệu điều khiển van S3 S4 [24] 66 Hình 4.6 Dạng sóng dòng điện điện áp cuộn cảm, tín hiệu đóng ngắt van S3 S4 (a) Dòng gián đoạn (b) Dòng liên tục 68 Hình 4.7 Hãm tái sinh van dẫn góc phần sáu thứ 72 Hình 4.8 Pha dòng điệnứng với trạng thái đóng ngắt van 72 Hình 4.9 Thuật toán điều khiển dòng điện góc phần sáu thứ 73 Hình 4.10 Phương pháp phát xung PWM góc dẫn 1200[22] 74 Hình 4.11 Phương pháp phát xung PWM góc dẫn 1800 74 Hình 4.12 Sơ đồ điều khiển tổng quát động BLDC 75 Hình 4.13 Điều khiển động BLĐC chế độ động hãm tái sinh 76 Hình 4.14 Đáp ứng tốc độ 77 Hình 4.15 Dòng điện pha a 77 Hình 4.16 Pha sức phản điện động dòng điện pha a 77 Hình 4.17 Dòng điện ba pha hãm tái sinh 78 Hình 4.18 Đáp ứng mô-men động 78 vi Lời mở đầu MỞ ĐẦU Trong số phương tiện giao thông vận tải, ô tô có lẽ lựa chọn nhiều tính linh hoạt, an toàn kinh tế Với lịch sử phát triển 100 năm, tiến khoa học công nghệ giúp ngành công nghiệp ô tô đáp ứng nhu cầu lại, vận chuyển người lúc, nơi với chất lượng ngày cao Đa phần ô tô sử dụng động đốt với nhiên liệu hóa thạch xăng hay dầu diesel Những năm gần nhu cầu sử dụng nhiên liệu hóa thạch tăng đột biến nhằm đáp ứng mục tiêu phát triển kinh tế quốc gia nguồn cung cấp cạn dần Mối quan hệ cung cầu dẫn tới khủng hoảng dầu mỏ, ảnh hưởng tiêu cực tới kinh tế, mức sống người dân Mặt khác vấn đề ô nhiễm môi trường khí thải tiếng ồn thách thức với toàn giới Đây hai số lý thúc đẩy việc tìm phương tiện thay ô tô gắn động đốt Giải pháp tìm sử dụng ô tô điện Ô tô điện có từ lâu gần phát triển toàn diện Với đặc điểm sử dụng nhiên liệu sạch, không phát khí thải rung ồn, ô tô điện phương tiện thân thiện với môi trường Tuy nhiên nhược điểm lớn ô tô điện nằm quãng đường vận hành ngắn dung lượng nguồn cấp từ ắc-qui có hạn Vậy nhu cầu đặt ta cần quản lý có hiệu việc sử dụng lượng trình vận hành xe Động truyền động ô tô điện có hai chế độ làm việc chế độ động chế độ hãm tái sinh Trong động truyền động tiêu thụ lượng từ nguồn vận hành chế độ độn cơ, phát lượng trở lại nguồn xe hãm tái sinh Từ giải pháp quan trọng đặt ta cần nghiên cứu điều khiển hãm tái sinh động truyền động để thu lại lượng trình hãm Đề tài mang ý nghĩa quan trọng nghiên cứu chế tạo vận hành hiệu ô tô điện Chính lý đó, hướng dẫn PGS TS Tạ Cao Minh – người có nhiều vii Chương 4: Nghiên cứu chế độ hãm tái sinh vận hành ô tô điện hai, tướng ứng với 1200 điện, dòng điện pha a điều khiển thông qua việc điều khiển van S4 Tương tự 1200 điện dòng điện pha b điều khiển ứng với đóng mở van S6, hai góc phần sáu thứ năm, sáu dòng pha c điều khiển dựa vào thuật toán đóng mở van S2 Hình 4.9 đưa thuật toán đóng ngắt van S4 thuật toán điều chỉnh dòng điện góc rotor nằm góc phần sáu thứ S4 Ia đặt PWM Ia phản hồi Hình 4.9 Thuật toán điều khiển dòng điện góc phần sáu thứ Từ phân tích ta đưa sơ đồ phát xung PWM góc dẫn 1200 cho van ba van nhánh S4, S6 S2 hình 4.10 Do thời điểm có ba dòng điện pha a, b hay c điều chỉnh nên chất lượng điều chỉnh thể qua dạng sóng dòng điện không tốt Thay vào thực tế ta dùng thuật toán phát xung PWM cho góc dẫn 1800 ba van nhánh thể hình 4.11 73 w Chương 4: Nghiên cứu chế độ hãm tái sinh vận hành ô tô điện I II III IV V VI Ea wt Eb wt Ec S wt wt S wt S wt Hình 4.10 Phương pháp phát xung PWM góc dẫn 1200[22] I II III IV V VI Ea wt Eb wt Ec S wt wt S wt S wt Hình 4.11 Phương pháp phát xung PWM góc dẫn 1800 74 Chương 4: Nghiên cứu chế độ hãm tái sinh vận hành ô tô điện Với cấu hình điều chế PWM góc dẫn 1800 cho van phía dưới, có thời điểm hai van đưa vào hoạt động có hai dòng điện hai pha điều khiển Nguyên tắc điều khiển giúp làm tăng chất lượng đáp ứng dòng điện Qua phân tích nguyên lý điều khiển hãm tái sinh chế độ van dẫn ta thấy phương pháp đơn giản, dễ thực lượng thu lại nguồn hiệu trình hãm tái sinh có chiều dòng lượng từ tải trở lưới Việc đóng ngắt van ta hoàn toàn kiểm soát 4.3 Xây dựng mô hình mô đánh giá kết Ta vừa phân tích mô hình điều khiển hãm tái sinh động BLDC với việc điều khiển dòng lượng theo hai chiều Mỗi mô hình có ưu nhược điểm riêng so sánh tổng thể, với mục tiêu xây dựng mô hình mô kiểm chứng khả trả lượng nguồn hiệu trình hãm tái sinh, tác giả chọn phương án điều khiển chế độ van dẫn với góc dẫn cho van 1800 + monitoring ia* w* Dòng đặt PI ib* ic* Bộ ĐK dòng PWM xung U batt - Nghịch lưu BLDC w braking q Tải Dòng pha Đo dòng encoder d/dt+Filter * : Giá trị đặt Hình 4.12 Sơ đồ điều khiển tổng quát động BLDC Về cấu hình điều khiển hãm tái sinh tương tự cấu hình điều khiển dòng điện ba pha Điểm khác biệt hai mô hình khâu tạo dòng đặt điều chế độ rộng xung PWM Với phương pháp điều khiển dòng điện ba pha, pha dòng điện 75 Chương 4: Nghiên cứu chế độ hãm tái sinh vận hành ô tô điện đặt xây dựng trùng pha với pha sức phản điện pha dòng điện đặt hãm tái sinh ngược pha với sức phản điện Khâu điều chế PWM xây dựng nguyên lý trình bày mục 4.2.3 Ta mô trình hãm tái sinh xe điện lao dốc với yêu cầu giữ tốc độ không đổi, mô-men hãm 1/10 mô-men định mức Hình 4.13 Điều khiển động BLĐC chế độ động hãm tái sinh 76 Chương 4: Nghiên cứu chế độ hãm tái sinh vận hành ô tô điện toc [rad/s] 100 80 60 Đóng tải Hãm tái sinh 40 20 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 time [s] Hình 4.14 Đáp ứng tốc độ Ia [A] 30 20 10 -10 -20 -30 0.3 0.32 0.34 0.36 0.38 0.4 0.42 0.44 0.46 0.48 time [s] Hình 4.15 Dòng điện pha a EMF dong dien pha a 30 20 10 -10 -20 -30 0.3 0.32 0.34 0.36 0.38 0.4 0.42 0.44 0.46 time [s] Hình 4.16 Pha sức phản điện động dòng điện pha a 77 0.48 0.5 0.5 Chương 4: Nghiên cứu chế độ hãm tái sinh vận hành ô tô điện Dong ba pha [A] 15 10 -5 -10 -15 0.42 0.425 0.43 0.435 0.44 0.445 0.45 0.455 0.46 time [s] Hình 4.17 Dòng điện ba pha hãm tái sinh Mo men [Nm] 80 60 40 Chế độ động 20 Chế độ hãm tái sinh -20 -40 0.3 0.32 0.34 0.36 0.38 0.4 0.42 0.44 0.46 0.48 0.5 time [s] Hình 4.18 Đáp ứng mô-men động Dong nguon [Nm] 100 Khởi động Có tải 50 -50 -100 Không tải 0.1 Hãm tái sinh 0.2 0.3 0.4 time [s] Hình 4.19 Dòng điện nguồn 78 0.5 0.6 Chương 4: Nghiên cứu chế độ hãm tái sinh vận hành ô tô điện Nhận xét: - Với giá trị đặt tốc độ gần định mức 90 rad/s, tăng tốc khoảng thời gian từ 0-0.1s, tải lúc vận hành chế độ động Tđc= 60Nm tác động thời điểm t = 0.2s, sau thời điểm t = 0.4s động hãm tái sinh với mô-men hãm lúc thả dốc Thãm= -19Nm (=-1/10 Tđm) ta thấy đáp ứng tốc độ động tốt chế độ động hãm tái sinh Hình 4.14 điều khiển cho chế độ hãm tái sinh có đáp ứng tốc độ, bám tốt theo tốc độ đặt - Hình 4.15 hình 4.16 dạng sóng dòng điện sức phản điện pha a Trên hình 4.16 ta thấy thời điểm t = 0.4s xe chuyển từ chế độ động sang chế độ hãm sức phản điện động dòng điện pha a lệch pha 1800 Trước xe điện vận hành chế độ động cơ, sức phản điện động dòng điện trùng pha Kết phù hợp với lý thuyết ta điều khiển hãm tái sinh động BLDC: dòng điện chậm pha sức phản điện góc 1800 động phát lượng trở lại nguồn - Khi trình vào ổn định, dòng điện ba pha a, b c cho hình 4.17 Ta thấy ba dòng điện có dạng sóng hình thang tương tự nhau, lệch pha góc 1200 Dòng điện ba pha phần biên độ âm có lệch phần biên độ dương lý giải sau: chế độ van dẫn với góc dẫn 1800 , dòng điện pha điều chỉnh thời điểm giá trị dòng đặt có giá trị âm Tại thời điểm dòng đặt có giá trị dương không điều chỉnh mà dựa vào phản ứng theo dòng điện pha lại điều chỉnh - Đáp ứng mô-men động hình 4.18 Ta thấy động đáp ứng nhanh theo mô-men tải Trước hãm tái sinh, động làm việc với tải Tđc= 60Nm Khi hãm tái sinh từ thời điểm t = 0.4s với mô-men hãm Thãm= -19Nm đáp ứng mô- men động hai chế độ tốt: đáp ứng ổn định theo giá trị đặt 79 Chương 4: Nghiên cứu chế độ hãm tái sinh vận hành ô tô điện - Đồ thị dòng điện nguồn vào/ra nguồn chiều ắc-qui cấp cho nghịch lưu cho thấy khoảng thời gian 0.1s ban đầu động tiêu thụ lượng từ nguồn để tăng tốc Trong khoảng thời gian 0.1s trình chạy không tải nên dòng điện vào/ra nguồn có biên độ Khi đóng tải thời điểm t=0.2s, động bắt đầu tiêu thụ lượng từ nguồn vận hành chế độ động Hãm tái sinh t=0.4s ta thấy có dòng chạy nguồn Động hoàn toàn không tiêu thụ công suất Đáp ứng hoàn toàn phù hợp với phân tích mục 2.3.2 chế độ hãm tái sinh van dẫn Kết rõ ràng động hãm tái sinh, truyền lượng trở lại nguồn cấp Kết luận chương Chương trình bày phương pháp điều khiển hãm tái sinh động chiều không chổi than Tác giả lựa chọn phương pháp điều khiển hãm tái sinh van dẫn dựa tính đơn giản mô hình điều khiển, hiệu từ việc thu lượng trở lại nguồn trình hãm tái sinh Ở chế độ van dẫn, thay việc sử dụng xung PWM đóng mở van nhánh góc dẫn 1200, tác giả phân tích cải tiến sử dụng phương pháp phát xung với góc dẫn 1800 nhằm cải thiện dạng sóng dòng điện Các kết thu từ mô hình mô matlab/simulink khẳng định tính đắn thuật toán điều khiển Chất lượng đáp ứng giá trị đặt tốc độ mô-men tốt Năng lượng từ trình hãm tái sinh ô tô thả dốc đưa trở lại nguồn 80 Kết luận KẾT LUẬN Chế độ hãm tái sinh vận hành ô tô điện nghiên cứu, phát triển có ý nghĩa quan trọng việc điều khiển ô tô hiệu an toàn Đây giải pháp đầy hứa hẹn góc độ vận hành tiết kiệm lượng cải thiện quãng đường sau lần nạp ắc-qui Đồng thời, hãm tái sinh đảm bảo điều khiển tốc độ xe theo yêu cầu người lái đáp ứng tải tác động bên Trong trình thực đề tài “Nghiên cứu chế độ hãm tái sinh vận hành ô tô điện” , hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Tạ Cao Minh lab thầy, hoàn thành luận văn Luận văn đạt kết thuật toán điều khiển động chiều không chổi than chế độ động chế độ hãm tái sinh Từ việc xây dựng cấu trúc hệ thuật toán điều khiển, kết mô Matlab/Simulink tính đắn phương pháp điều khiển hãm tái sinh với việc hệ đáp ứng theo tốc độ đặt mô-men tải, dòng lượng chảy lưới hãm Tuy nhiên bên cạnh kết đạt được, luận văn hạn chế thời gian kiến thức có hạn tác giả, điêu kiện thực nghiêm chưa đảm bảo Tác giả chưa sâu nghiên cứu phương án thu lượng vào nguồn có dòng công suất trả Tôi xin cảm ơn PGS.TS Tạ Cao Minh, thầy cô môn Tự Động Hóa, bạn học viên thành viên phòng thí nghiệm thầy Minh giúp đỡ hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà nội, ngày 30 tháng 08 năm 2011 Học viên thực PHÙNG VĂN TRANG 81 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Roger C Becerra, Mehrdad Ehsani, Thomas M.Jahns (1992), “Four-Quadrant Brushless ECM Drive with Integrated Current Regulation”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 28(4), pp.833-841 [2] Phaneendra Babu Bobba, K.R Jajagopal (2010), “Compact Regenerative Braking Scheme for a PM BLDC Motor Driven Electrical Two-Wheeler”, Indian Institute of Technology Delhi, 978-1-4244-7781-4/10/$26.00© 2010 [3] Tien-Chi Chen, Tsai-Jin Ren, Yi-Shuo Chen, Yi-Wei Lou (2010), “Driving and Regenerative Braking Method for Energy-Saving Wheel Motor”, SINE Annual Conference 2010, PR0001/10/000-2654 ¥400 © 2010 [4] S Cholula, A Claudio, J Ruiz (2005), “Intelligent Control of the Regenerative Braking in an Induction Motor Drive”, ICE 2005, Mexico, pp.302-308 [5] Jarrad Cody, Ozdemiz Nedic, Aaron Moitan (2009), “Regenerative Braking in an Electric Vehicle”, Zeszyty Problemowe 2009, pp.113-118 [6] Juan W Dixon, Micah E Ortuzar (2002), “Ultracapacitors+DC-DC Converters in Regenerative Braking System”, IEEE AESS Systems Magazine, pp.16-21 [7] Nguyễn Duy Đỉnh (2009), “Đề xuất phương pháp điều khiển động truyền động thuật toán điều khiển chuyển động xe điện, thử nghiệm xe điện bánh HUT-1”, đồ án tốt nghiệp ngành tự động hóa, Đại học Bách Khoa Hà Nội [8] Petar J.Grbovic, Philippe Le Moigne (2011), “The Ultracapacitor-Based Controlled Electrics Drives with Braking and Ride-Through Capability: Overview and Analysis”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 58(3), pp.925-936 [9] Aayush Gupta, Teahyung Kim, Taesik Park, Cheol Lee (2009), “Intelligent Direct Torque Control of Brushless DC Motors for Hydrid Electric Vehicles”, University of Michigan-Dearborn, 978-1-4244-2601-0/09/$25.00©2009 IEEE, pp 116-120 82 Tài liệu tham khảo [10] Ron Hodkinson, John Fenton (2001), Lightweight Electric/Hybrid Vehicle Design, Butterworth-Heinemann, Jordan Hill- Oxford [11] http://baigiang.violet.vn/present/show?entry_id=2186786 truy cập lần cuối ngày 30/07/2011 [12] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi (2001), Điều chỉnh tự động truyền động điện, NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội [13] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Cơ sở truyền động điện, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội [14] Teahyung Kim (2011), “Regenerative Braking Control of a Light Fuel Cell Hydrid Electric Vehicle”, Electric Power Components and Systems, 33(10), pp 446-460 [15] R Krishnan (2010), “Permanent Magnet Synchronous and Brushless DC Motor Drive”, Taylor & Francis Group, New York [16] Yong Liu, Z.Q.Zhu (2005), “Direct Torque Control of Brushless DC Drives With Reduced Torque Ripple”, IEEE Transactions of industrial application, 41(1),pp 599-608 [17] Hiroshi Nomura, Takashi Imai (2003), “Development of a Regenerative Braking System Using Super-Capacitors for Electric Vehicles”, Journal of Asian Electric Vehicles, 1(2), pp 429-432 [18] Salih Baris Ozturk, Hamid A Toliyat (2010), “ Direct Torque and Indirect Flux Control of Brushless DC Motor”, IEEE Transactions on Mechatronics, 1083-4435/$26.00©2010 IEEE [19] M Prathaler, R Apter, “Regeneration of Power in Hydrid Vehicles” [20] Nguyễn Phùng Quang (1998), Điều khiển tự động truyền động điện xoay chiều ba pha, NXB Giáo Dục [21] Nguyễn Phùng Quang (2008), Matlab & Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội 83 Tài liệu tham khảo [22] Gui-Jia Su, John W McKeever, Kelly S Samon, “Design of a PM Brushless Motor Drive for Hydrid Vehicle Application”, Oak Ridge National Laboratory Oak Ridge, Tennessee [23] Shinn-Ming Sue, Yi-Shuo Huang, Jhih-Sian Syn, Chen-Yu Sun (2011), “A Bidirectional Power Flow IPM-BLDC Motor Drive for Electrical Scooters”, 5th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications, pp1330-1334 [24] Ming-Ji Jang, Hong-Lin Jhou, Bin-Yen Ma, and Kuo-Kai Shyu (2009), “ Cost Effective Method of Electric Brake With Energy Generation for Electric Vehicle”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 56(6), pp 278-288 84 PHỤ LỤC P1 Tham số động dùng mô BẢNG P.1 BẢNG THAM SỐ ĐỘNG CƠ Công suất định mức 18 kW Điện trở pha Ru=0.38205 Ω Điện cảm pha Lu=11.475×10-3 H Tốc độ max n0 = 2260 vòng/phút ω0=216 rad/s nđm = 900 vòng/phút ωđm=94.245 rad/s Dòng điện định mức Iđm = 43 A Mô-men định mức Tđm = 191 N.m Mô-men quán tính trục J=0.185 Kg.m2 Hệ số mô-men Kt = 2.54 N.m/A Hệ số sức phản điện Ke = 2.25 V/rad/s Số đôi cực p=4 Điện áp định mức V=640 Tốc độ định mức động V P.2 Chương trình xác định tham số mô % Tham số mô điều kiển dòng điện ba pha p=4; Ru=0.38205; Lu=11.475e-3; J=0.185; V=640; Ke=2.25; Kt=2.54; Jm=0.185; h=0.01; 85 Kbd=32; Tbd=0.00108; Ki=1/18; Ti=0.0001; Kw=0.04615; Tw=0.001; Ku=1/Ru; Tu=Lu/Ru; Ts=Tbd+Ti; Kdongdien=Kbd*Ki*2*Ts/Ru; Pi=Tu/Kdongdien; Ii=1/Kdongdien; Ts1=(2*Ts+Tw)/2; T0=8*Ts1; Ktocdo=1/Ki*Kt*Kw/Jm*4*Ts1; Pw=1/Ktocdo; Iw=1/(T0*Ktocdo); % Tham số mô điều khiển trực tiếp mô men Tm=2e-3; J=0.185; ke = 2.25; Rs=0.38205; Ls = 11.475e-3; p=4; sector(:,:,1)=[0 3;1 2]; sector(:,:,2)=[5 4;6,0]; phase_a_a(1:7)=[0 -1 -1 1]; phase_a_b(1:7)=[0 0 0]; phase_a_c(1:7)=[0 -1 0 0]; phase_b_a(1:7)=[0 1 -1 -1]; phase_b_b(1:7)=[0 0 0]; 86 phase_b_c(1:7)=[0 0 -1 0]; phase_c_a(1:7)=[0 -1 -1 1 0]; phase_c_b(1:7)=[0 0 0 1]; phase_c_c(1:7)=[0 0 0 -1]; V0 = [0; 0; 0; 0; 0; 0]; V1 = [1; 1; 0; 0; 0; 0]; %1 - V2 = [0; 1; 1; 0; 0; 0]; %2 - V3 = [0; 0; 1; 1; 0; 0]; %3 - V4 = [0; 0; 0; 1; 1; 0]; %4 - V5 = [0; 0; 0; 0; 1; 1]; %5 - V6 = [1; 0; 0; 0; 0; 1]; %6 - VectorCM = [V0 V1 V2 V3 V4 V5 V6]; 87 ... + Ô tô cấp đường dây điện không (Power lines) + Ô tô sử dụng lượng mặt trời + Ô tô sử dụng siêu tụ 1.3 Các chế độ vận hành ô tô điện Thực chất nghiên cứu chế độ vận hành ô tô điện ta nghiên cứu. .. dụng lượng trình vận hành xe Động truyền động ô tô điện có hai chế độ làm việc chế độ động chế độ hãm tái sinh Trong động truyền động tiêu thụ lượng từ nguồn vận hành chế độ độn cơ, phát lượng... hiệu ô tô điện Chính lý đó, hướng dẫn PGS TS Tạ Cao Minh – người có nhiều vii Lời mở đầu năm nghiên cứu sáng chế ô tô điện, tác giả chọn đề tài Nghiên cứu chế độ hãm tái sinh vận hành ô tô điện