Mô phỏng điều khiển động cơ BLDC trên Proteus

Sensored and Sensorless Brushless DC Motor Simulation Proteus: Điều khiển động cơ không chổi than (BLDC) bao gồm mạch sử dụng cảm biến Hall và mạch sử dụng tín hiệu BEMF. Mạch điện được mô phỏng trên phần mềm Proteus.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ -o0o - BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP GVHD: Lưu Phú SVTH: MSSV: Phan Văn Đức 1811981 Lê Thành Đạt 1811861 TP HỒ CHÍ MINH, 07 THÁNG 10 NĂM 2021 Lời cảm ơn GVHD: Lưu Phú LỜI CẢM ƠN Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, thầy khoa Điện – Điện tử trường tạo điều kiện cho chúng em thực thực tập tốt nghiệp Trong thời gian học tập trường, chúng em thu nhiều kiến thức báo cáo kết trình học tập, rèn luyện nghiên cứu giảng dạy quý thầy cô Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Lưu Phú , người tận tình hướng dẫn đóng góp ý kiến thời gian qua, giúp chúng em hoàn thành báo cáo cách tốt Tuy nhiên, kinh nghiệm thân hạn chế kiến thức hạn hẹp nên báo cáo tránh khỏi thiếu sót, chúng em mong nhận đóng góp q thầy để chúng em tiếp thu chỉnh sửa, tích luỹ thêm nhiều kinh nghiệm cho thân hoàn thành tốt dự án sau Cuối cùng, chúng em xin chúc quý thầy cô dồi sức khoẻ thành công nghiệp Kính chúc Thầy Lưu Phú ln có sức khoẻ tốt, đạt nhiều thành cơng công việc sống Chúng em xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày 07 tháng 10 năm 2021 Phan Văn Đức Lê Thành Đạt Thực tập tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú MỤC LỤC Thực tập tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú DANH SÁCH HÌNH MINH HỌA Thực tập tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú DANH SÁCH BẢNG SỐ LIỆU Thực tập tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú Chương 1: GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu đề tài Ngày nay, giới chứng kiến thay đổi to lớn sản xuất công nghiệp việc áp dụng thành tựu cách mạng khoa học công nghệ Cùng với thay đổi sản xuất công nghiệp, ngành khoa học công nghệ tự động hố có bước phát triển vượt bậc trở thành ngành mũi nhọn giới Các hệ thống tự động hoá sử dụng động điện truyền thống thường thiết kế với phần tử tương tự tương đối rẻ tiền Điểm yếu hệ thống tuơng tự chúng nhạy cảm với thay đổi nhiệt độ tuổi thọ thành phần Một nhược điểm hệ thống khó mở rộng nâng cấp Những tiến gần ngành Vật liệu từ (Nam châm vĩnh cửu), ngành điện tử công suất, chế tạo xử lý tín hiệu số tốc độ cao, kỹ thuật điều khiển đại ảnh hưởng đáng kể đến việc mở rộng ứng dụng hệ truyền động động chiều không chổi than kích thích vĩnh cửu nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất hàng hoá, thiết bị, xử lý thị trường cạnh tranh khắp giới Là sinh viên khoa Điện – Điện tử trường Đại học Bách Khoa TP HCM, em có hội tiếp xúc với động chiều không chổi than nhận thấy ứng dụng to lớn động thực tiễn nên em định thực đề tài thực tập cơng nghiệp để nghiên cứu điều khiển hệ truyền động động hướng dẫn thầy Lưu Phú 1.2 Nhiệm vụ đề tài Nội dung 1: Tìm hiểu tổng quan động chiều không chổi than BLDC, đưa cấu tạo yếu tố điện loại động Nội dung 2: Tìm hiểu trình bày nguyên lý hoạt động, đường đặc tính động Nội dung 3: Tìm hiểu phương pháp điều khiển chuyển động điều khiển tốc độ động Nội dung 4: Thiết kế điều khiển động Thực tập tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú Chương 2: LÝ THUYẾT 2.1 Động không chổi than 2.1.1 Giới thiệu động BLDC Động chiều (ĐCMC) thông thường có hiệu suất cao đặc tính chúng thích hợp với truyền động servo Tuy nhiên, ĐCMC co hạn chế lớn cấu tạo chúng cần có cổ góp chổi than, thứ dễ bị mịn u cầu bảo trì, bảo dưỡng thường xuyên động hoạt động tốc độ cao gây tượng đánh lửa gây nguy hiểm Hình 1: Cấu tạo động có chổi than Để khắc phục nhược điểm người ta chế tạo loại động không cần bảo dưỡng cách thay chức cổ góp chổi than cách chuyển mạch sử dụng thiết bị bán dẫn (chẳng hạn biến tần sử dụng transitor công suất chuyển mạch theo vị trí rotor) Những động biết đến động đồng kích thích nam châm vĩnh cửu hay cịn gọi động chiều không chổi than BLDC (Brushless DC Motor) Do khơng có cổ góp chổi than nên động khắc phục hầu hết nhược điểm động chiều có vành góp thơng thường Hình 2: Cấu tạo động khơng chổi than Thực tập tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú Động BLDC loại động đồng Nghĩa từ trường stator tạo từ trường rotor tạo tần số Động BLDC độ trượt động khơng đồng khác BLDC motor sử dụng rộng rãi ứng dụng công nghiệp tự động, ô tô, máy in, tiêu dùng, y tế thiết bị đo đạc So sánh động chổi than động không chổi than (BLDC): Bảng 1: So sánh động chổi than động không chổi than Động chổi than Động không chổi than Tuổi thọ 1,000 - 2,000 20,000 - 40,000 Hiệu suất 75 - 85% >95% Kích thước so với cơng suất Kích cỡ nhỏ 10 - 20% so với động chổi than Nhiễu điện từ Có thể u cầu lọc nhiễu Khơng đáng kể Chống cháy nổ Khơng Có u cầu điều khiển Khơng u cầu điều khiển, Bắt buộc điều khiển hoạt cần để điều khiển tốc độ động để giữ động chạy Tốc độ thấp với momen xoắn cao Khó điều khiển Có thể sử dụng rơto / bên ngồi Sự bảo trì Yêu cầu bảo trì thường xuyên Yêu cầu bảo trì đơn giản khơng có chổi than Qn tính rotor Thấp hơn, giới hạn chổi than Thấp có nam châm rotor Điều cải thiện đáp ứng động Giá thành Thấp Cao có nam châm vĩnh cửu dùng lõi thép ferrit, cảm biến Hall Bộ điều khiển Thực tập tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú 2.1.2 Cấu tạo động BLDC 2.1.2.1 Stator Hình 3: Cấu tạo Stator động BLDC Khác với động chiều thông thường, stator động chiều không chổi than chứa dây quấn phần ứng Dây phần ứng hai pha, ba pha hay nhiều pha thường dây quấn ba pha Stator động BLDC cấu tạo với lõi sắt thép kỹ thuật điện ghép cách điện với Các cuộn dây đặt khe cắt xung quanh chu vi phía stator tạo sức điện động hình thang hình sin + Động (sóng) hình sin Hình 4: Sóng phản điện hình sin Thực tập tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú + Động (sóng) hình thang Hình 5: Sóng phản điện hình thang Dây quấn phần ứng pha, pha pha Nhƣng loại pha đƣợc sử dụng rộng rãi phổ biến Đối với dây quấn pha có hai cách mắc: + Cách mắc hình + Cách mắc hình tam giác Phần ứng BLDC motor giống động xoay chiều pha Tuy nhiên, cách quấn dây BLDC motor khác so với cách quấn dây động xoay chiều pha Thông thường BLDC motor có ba cuộn dây mắc theo kiểu hình 2.1.2.2 Roto Hình 6: Cấu tạo Roto động LBDC Rotor làm nam châm vĩnh cữu cực thay đổi từ – cực North (N), cực South (S) xen kẽ với Dựa vào mật độ từ trường yêu cầu rotor mà chọn vật liệu từ thích hợp để làm rotor Ở động yêu cầu quán tính nhỏ, người ta 10 Thực tập tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú - Điện áp hai đầu điện trở Shunt (gắn mạch lái động cơ) qua mạch - khếch đại vi sai có độ lợi 15 lần Điện áp đầu mạch khuếch đại vi sai so sánh với đất (0V) Từ vi điều khiển đọc ngắt cạnh xuống 3.3 Mạch điều khiển dùng tín hiệu Back – EMF 3.3.1 Phân tích thiết kế Tương tự mạch điều khiển động sử dụng Hall Sensor, nhiên tín hiệu vị trí Rotor sức phản điện động (BEMF) Do cần có mạch lọc tín hiệu BEMF tương ứng Tín hiệu điện áp từ pha động đưa qua mạch lọc bao gồm: - Mạch trừ điện áp: loại bỏ thành phần điện áp DC (điện áp điều khiển động cơ) Mạch lọc hạ thông: suy hao thành phần tần số cao Mạch so sánh điện áp: so sánh BEMF với điện áp 0V để tạo tín hiệu Zero Crossing, đưa vào vi điều khiển ngắt Các khối chức khác giữ nguyên Từ có danh sách linh kiện phần cứng: Bảng 3: Danh sách phần cứng mạch dùng tín hiệu BEMF Linh kiện Biến trở 10 Chức START, STOP, REVERSE SPEED STM32F103C8T6 Vi điều khiển AND 74HC09 Điều xung PWM IC láiIR2101 Mạch lái Nút nhấn MOSFET IRF3205 Mạch lái Tụ hoá Rshunt Opamp 741 Opamp LM311 Mạch lái, mạch lọc hạ thơng Mạch cảm dịng Mạch cảm dịng, mạch lọc BEMF Mạch cảm dịng, mạch lọc BEMF Mơ tả Ghi Nút nhấn nhỏ gọn Điện trở từ Ohm đến 10 kOhm Có số lượng lớn ngắt ngồi, giá thành rẻ VCC: 2V-6V Vccmax: 25V; Vout:10-20V; điều khiển độc lập VDSS:55V; ID:110A; chuyển mạch nhanh 0.1Ohm Vs: max ±22V; Vimax: ±15V VCC+: 18V; VCC-: -18V 31 Thực tập tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú 3.3.2 Sơ đồ khối chi tiết Hình 32: Sơ đồ khối chi tiết mạch dùng tín hiệu BEMF - Sơ đồ khối mạch sử dụng tín hiệu BEMF khác với mạch sử dụng cảm biến Hall - mạch lọc tín hiệu BEMF Tín hiệu BEMF lấy đầu vào pha động cơ, sau trừ điện áp DC; qua mạch lọc hạ thơng so sánh với đất (0V) để xác định Zero Crossing Tín hiệu đầu đọc ngắt vi điều khiển 3.3.3 Sơ đồ mạch chi tiết Sơ đồ mạch chi tiết mạch lái động pha tương tự mạch sử dụng cảm biến Hall, chúng em trình bày điểm khác: Gồm mạch lọc cho pha, mạch lọc pha A: Hình 33: Mạch lọc tín hiệu BEMF 32 Thực tập tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú Điện áp pha trừ ½ Vdc (6V) sau lọc thông thấp Ở mạch lọc thông thấp, tần số cắt 80Hz tần số chuyển mạch vào khoảng 48Hz (tốc độ động mô vào khoảng 500 rpm) Điện áp sau mạch hạ thông so sánh với đất (0V) opamp LM311, cho đầu xung vuông 0V - 3.3V Chương 4: THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN PHẦN MỀM 4.1 Yêu cầu thiết kế: • Phần mềm phải đọc nút nhấn START/ STOP/ REVERSE; đọc ADC tốc độ động (SPEED) - Khi đọc START, xuất tín hiệu chuyển mạch theo thứ tự (như lý thuyết) - Khi STOP, xuất xung điều khiển MOSFET phía thấp - Khi đọc REVERSE, thực phanh động (như STOP), sau đảo • • thứ tự cấp xung cho mạch lái - Dữ liệu tốc độ (ADC) đọc hàm While (1) Timer cấp PWM có chế độ PWM bổ sung Đọc tín hiệu cảm dịng, bật/tắt PWM bổ sung để tránh tổn hao cơng suất, tránh tình trạng ngược dòng 4.2 Lưu đồ giải thuật chi tiết Chương trình chính: 33 Thực tập tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú Hình 34: Chương trình Chương trình ngắt cảm dịng: 34 Thực tập tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú Hình 35: Chương trình ngắt cảm dịng Giải thích chức năng: - Chương trình bắt đầu nút START, MCU bắt đầu đọc ADC sau tính - tốn giá trị để cấp xung PWM Phanh động cơ: Khi động quay với tốc độ cao ta dừng động - cách kích mosfet phía pha động nối với GND Phần mềm cấp xung PWM có tín hiệu: Xung PWM; Xung PWM bổ xung có - tín hiệu ngược với PWM Đo dịng điện chân tín hiệu Rshunt mạch khuyếch đại vi sai mạch có dịng điện phát xung cạnh lên bật xung PWM bổ sung Khi phát dòng điện gần ta tắt xung PWM bổ sung 35 Thực tập tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú Chương 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN Cách thức đo đạc, thử nghiệm Do tình hình dịch, chúng em phải tuân thủ quy định giãn cách, làm việc trực tiếp; với vấn đề thiếu linh kiện chúng em mô mạch điều khiển phần mềm Proteus Với yêu cầu đặt ra, chúng em tiến hành đo nội dung sau: • • • • • Khả quay thuận/ ngược chiều/ phanh: - Khi nhấn START, động quay thuận - Sau nhấn REVERSE, động phanh lại quay ngược chiều - Nhấn STOP, động phanh dừng hẳn Điều chỉnh tốc độ động cơ: vặn biến trở, tốc độ động thay đổi PWM bổ sung (Complementary PWM) MOSFET phía thấp: - Sử dụng OSCILLOSCOPE phần mềm Proteus để quan sát dạng sóng Cảm biến dịng ngược: - Đo điện áp đầu điện trở Shunt, quan sát điểm Zero Crossing so với tín hiệu sau mạch so sánh So sánh có ngược dịng, tín hiệu PWM bổ sung có tắt khơng Đối mạch sử dụng tín hiệu BEMF, so sánh tín hiệu Zero Crossing Point với tín hiệu - Hall để kiểm chứng độ xác Kết thu phân tích • Mạch điều khiển sử dụng cảm biến Hall Khả quay ngược/ thuận/ phanh: mạch điện thực chức Hình 36: Động quay thuận 36 Thực tập tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú Hình 37: Động quay ngược - Khi nhấn START, động bắt đầu quay thuận (hình a), sau nhấn REVERSE, • động giảm tốc độ đột ngột (phanh) sau quay ngược chiều - Nếu động quay, nhấn STOP, động thực phanh Điều chỉnh tốc độ động cơ: động quay, điều chỉnh biến trở, động quay • tỉ lệ với chu kỳ nhiệm vụ PWM PWM bổ sung MOSFET phía thấp: - Tín hiệu PWM bổ sung xuất đảo so với tin hiệu PWM Hình hiển thị trạng thái BH-CL BH-AL Khi MOSFET BH kích, xung PWM • xuất MOSFET BL Tuy nhiên, MOSFET phía thấp (ví dụ AL hình trên) cịn nhiễu tín hiệu qua mạch OR mà không lọc lại Cảm biến dòng ngược: 37 Thực tập tốt nghiệp - GVHD: Lưu Phú Phát dòng ngược chảy qua động cơ, nhiên chưa thực mạch lọc 5.1.1 Mạch điều khiển sử dụng tín hiệu BEMF Phần chúng em thực nghiên cứu lý thuyết Đánh giá kết làm việc Quá trình làm việc nhóm diễn thuận lợi, nhiên cịn vài yêu cầu chưa giải trình mô Nhận xét riêng thành viên nhóm: Phan Văn Đức: Tìm hiểu lý thuyết làm việc tích cực, hiệu Lê Thành Đạt: Tìm hiểu lý thuyết làm việc tích cực, hiệu Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Hướng phát triển Động BLDC có ưu điểm trội so với động chiều truyền thống khơng sử dụng cấu cổ góp-chổi than nên loại động sử dụng phổ biến Động khơng có cấu cổ góp-chổi than hồn thành nhiều chức thực động chiều thơng thường, chi phí phức tạp trình điều khiển làm cho loại động khơng thể thay hồn tồn động chiều truyền thống lĩnh vực cần có chi phí thấp Động BLDC ứng dụng lĩnh vực Lĩnh vực hệ thống điều khiển chuyển động Điều khiển đóng ngắt có độ xác cao, môi trường làm việc dễ cháy nổ, không bảo trì thường xun nhà máy hóa chất, phân bón Động BLDC thường sử dụng động bơm, quạt trục ứng dụng điều chỉnh thay đổi tốc độ Chúng tạo mơ men xoắncao với đáp ứng tốc độ tốt Ngồi ra, chúng dễ dàng điều khiển từ xa thiết kế động BLDC có đặc tính nhiệt tốt hiệu lượng cao Để có tốc độ phản hồi thay đổi, động BLDC hoạt động hệ thống điện gồm có phần tử điều khiển động cảm biến phản hồi xác định vị trí rotor 38 Thực tập tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú Chúng sử dụng hệ điều khiển servo cho ổ đĩa servo máy công cụ Động servo sử dụng để điều khiển chuyển động cơ, định vị điều khiển chuyển động cách xác Trong khứ, người ta sử dụng động bước để làm động servo, cần vận hành với điều khiển vịng hở nên tạo mơ men xoắn gây tiếng ồn Động BLDC phù hợp để sử dụng động servo kể từ chuyển động xác chúng dựa hệ thống điều khiển vịng lặp khép kín, điều làm cho việc kiểm sốt chặt chẽ tính ổn định cao hoạt động Động BLDC sử dụng động servo có cơng suất 10kW Về mặt điều khiển truyền động, quy ứng dụng động BLDC ba dạng chính: - Tải mơ men số - Tải mơ men thay đổi - Điều khiển vị trí - Ứng dụng đời sống hàng ngày Ứng dụng giao thông vận tải Động BLDC công suất cao từ vài chục W đến 100kW sử dụng hệ truyền kéo xe điện xe hybrid Động chủ yếu động đồng xoay chiều với rotor nam châm vĩnh cửu Một số xe đạp điện sử dụng động chiều nam châm vĩnh cửu không chổi than, động BLDC tích hợp vào bánh xe với stator gắn cố định vào trục nam châm gắn vào quay bánh xe Với phát triển ngày vượt bậc lượng, xe chuyển động dùng động điện ngày phát triển, khơng thể bỏ qua động BLDC - Ứng dụng mơ hình giải trí Động BLDC lựa chọn phổ biến để làm động cho loại ô tô đồ chơi điều khiển từ xa, động cho mơ hình máy báy gồm máy bay trực thăng máy bay không người lái Động BLDC thuận lợi cho việc cân lượng trọng lượng, phạm vi hoạt động mơ hình ứng với kích thước Động BLDC từ 5gram tới nhứng động lớn quy đổi tương ứng với phạm vi cơng suất đầu Những nhà sản xuất mơ hình khuyến khích phát triển máy bay mơ hình điện nhẹ, đơn giản khơng phải động đốt trước sử dụng 39 Thực tập tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú cho mơ hình lớn nặng Tỷ lệ lượng/trọng lượng pin sử dụng động BLDC cho phép mơ hình lên theo chiều dọc thay leo dần Tiếng ồn thấp khối lượng nhỏ so với động đốt lý phổ biến Ứng dụng làm thiết bị dân dụng, thiết bị văn phòng Động BLDC chiếm ưu với việc ứng dụng rộng rãi việc chế tạo phần tử sử dụng nhiều thiết bị dân dụng thiết bị văn phòng đặc biệt thiết bị ổ cứng máy tính đầu đĩa CD/DVD, máy in, scan Quạt làm mát nhỏ thiết bị điện tử vận hành động BLDC Hơn sử dụng động BLDC dụng cụ điện không dây giúp làm tăng hiệu suất hoạt động, thời gian sử dụng lâu dài trước phải sạc pin Động BLDC tốc độ thấp, công suất thấp sử dụng hộp quay số trực tiếp cho ghi âm Ứng dụng hệ thống sưởi ấm thơng gió Xu hướng ngành cơng nghiệp điện lạnh nhiệt sử dụng động chiều nam châm vĩnh cửu không chổi than thay loại động AC khác Lý quan trọng để chuyển sang sử dụng động BLDC giảm đáng kể điện cần thiết để vận hành chúng so với động AC điển hình Hiện nay, nhiều quạt chạy động BLDC Một số quạt sử dụng động không chổi than để tăng hiệu tổng thể cho hệ thống Ngoài hiệu suất cao động không gây rắc rối vận hành, hệ thống HVAC (đặc biệt điều chế tốc độ thay đổi tải) sử dụng động không chổi than xử lý tích hợp cho phép lập trình, điều khiển luồng khơng khí truyền thơng nối tiếp Một số quạt trần quạt cầm tay có loại động Những nhà sản xuất cho biết loại động có hiệu suất cao êm sử dụng Ứng dụng BLDC công nghiệp Việc áp dụng động chiều không chổi than kỹ thuật công nghiệp chủ yếu tập trung vào lĩnh vực kỹ thuật sản xuất thiết kế tự động hóa cơng nghiệp Trong sản xuất, động BLDC chủ yếu sử dụng cho hệ thống kiểm soát chuyển động, định vị khởi động Động không chổi than lý tưởng cho ứng dụng sản xuất mật độ cơng suất cao, đặc tính mơ men xoắn tốc độ cao, phạm vi tốc độ rộng phải bảo trì Các ứng dụng phổ biến loại động kỹ thuật công nghiệp động tuyến tính, động servo, truyền động cho robot công nghiệp, động máy đùn ổ trục cho máy cơng cụ CNC Ngồi động BLDC sử dụng ứng dụng định 40 Thực tập tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú vị ứng dụng công nghiệp Đối với robot lắp ráp, động bước servo không chổi than sử dụng để định vị phận lắp ráp cơng cụ cho q trình sản xuất, chẳng hạn hàn sơn Động chiều không chổi than sử dụng để điều khiển truyền động tuyến tính Chương 7: TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn Cơ sở truyền động điện, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội [2] AN857 (2002), Brushless DC Motor Made Easy, Ward Brown Microchip Technology Inc [3] International Rectifier, datasheet IR2101 [4] International Rectifier, datasheet IRF-3205 [5] International Rectifier, datasheet DRV8312 [6] International Rectifier, datasheet DRV8316 Chương 8: PHỤ LỤC 8.1 Back EMF - Phương pháp xác định Zero Crossing Points 8.1.1 So sánh điện áp pha với điện áp điểm trung tính: Để xác định điểm giao cắt khơng tín hiệu Back-EMF, so sánh điện áp pha (pha không cấp điện trạng thái chuyển mạch) với điện áp điểm trung tính Điều giải thích đây: Giả sử trường hợp pha A cấp +V DC, pha B cấp -VDC, pha C để hở Khi đó, điện áp pha C xác định: (7) Trong đó, vC điện áp pha C, eC sức phản điện động pha C, vN điện áp điểm trung tính Như vậy, eC 0, điện áp pha C điện áp điểm trung tính Với động có điểm trung tính, việc so sánh dễ dàng Tuy nhiên, với động sẵn điểm trung tính, tạo ra, gọi điểm trung tính ảo 41 Thực tập tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú Hình 38: So sánh điện áp pha C với điểm trung tính ảo Để điều khiển tốc độ động BLDC, sử dụng phương pháp điều xung cho MOSFET phía cao, tín hiệu điểm trung tính biến động xung PWM Nếu thực sử dụng điện áp điểm trung tính, cần sử dụng chia điện áp để giảm điện áp phù hợp cho việc so sánh; lọc thơng thấp để giảm nhiễu tín hiệu tần số cao Hai phương pháp cải thiện tín hiệu trình bày hình Tuy nhiên, chia điện áp làm giảm độ nhạy tín hiệu động hoạt động tốc độ thấp Mặt khác, lọc thông thấp tạo độ trễ cho việc xác định vị trí Rotor Khi động hoạt động tốc độ cao, độ trễ ảnh hưởng tới hoạt động động Do phương pháp so sánh điện áp pha với điểm trung tính khơng hoạt động tốt tốc độ thấp cao 8.1.2 So sánh điện áp cuộn dây hở với ½ VDC Xác định ZCPs PWM bật Giả sử thời điểm A+ B-, pha C để hở: 42 Thực tập tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú Hình 39: Xác định ZCPs PWM bật Theo hình 3, điện áp điểm trung tính theo pha A: (8) Tương tự, ta có điện áp điểm trung tính theo pha B: (9) Từ (8) (9), ta có: (10) Theo hình 2, tổng sức phản điện động ba pha 0: (11) Do đó, điện áp điểm trung tính trở thành: (12) Điện áp pha C tính bằng: (13) Như vậy, giải pháp cho động hoạt động tốc độ cao – chu kỳ nhiệm vụ PWM cao so sánh điện áp điểm trung tính với điện áp khơng đổi: ½ VDC 43 Thực tập tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú 8.2 Sơ đồ toàn mạch chi tiết: 8.2.1 Sơ đồ mạch sử dụng cảm biến Hall 44 Thực tập tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú 8.2.2 Sơ đồ mạch sử dụng BEMF 45 ... máy công cụ Động servo sử dụng để điều khiển chuyển động cơ, định vị điều khiển chuyển động cách xác Trong khứ, người ta sử dụng động bước để làm động servo, cần vận hành với điều khiển vịng hở... này, cần thêm phương pháp khởi động động Tương tự điều khiển động BLDC sử dụng cảm biến Hall, điều khiển không cảm biến sử dụng vị trí roto, điều hiển vi điều khiển vận hành mạch lái sử dụng... tạp trình điều khiển làm cho loại động thay hoàn toàn động chiều truyền thống lĩnh vực cần có chi phí thấp Động BLDC ứng dụng lĩnh vực Lĩnh vực hệ thống điều khiển chuyển động Điều khiển đóng