Sơ đồ khối sau thể hiện khái quát chung nguyên lí hoạt động của mô hình đồ án. Trong đó, có ba bộ phận - khối chính chính là: Bộ điều khiển, bộ chuyển mạch và động cơ một chiều không chổi than.
Hình 2.25. Sơ đồ khối hệ thống
Dựa vào sơ đồ khối trên, có thể thấy rõ việc điều khiển động cơ BLDC trong đề tài là phương pháp điều khiển vòng lặp kín. Có nhiều phương pháp điều khiển động cơ, trong đó phải kể đến là vòng lặp kín và vòng lặp hở. Cụ thể, ở vòng lặp hở, không có tín hiệu từ động cơ được chuyển về bộ điều khiển. Vì vậy, có thể không cần sử dụng cảm biến vị trí. Tuy nhiên, khi có tác động ảnh hưởng đến động cơ ví dụ như vị trí rotor bị thay đổi ngoài ý muốn, bộ điều khiển sẽ rất khó để biết được. Từ đó, kết quả làm việc sẽ không được đảm bảo như mong muốn so với cách thức điều khiển vòng lặp kín. Đồng thời, việc này cũng hạn chế phạm vi ứng dụng của cách thức điều khiển trên.
Với vòng lặp kín, đây là phương pháp điều khiển được sử dụng phổ biến trên các động cơ điện nói chung dùng trong ô tô hiện nay. Sở dĩ như vậy là vì đây là cách điều khiển mang lại sự ổn định và đáng tin cậy trong nhiều trường hợp. Với các tín hiệu gửi về bộ điều khiển, chúng ta có thể lập trình để xử lí nhiều trường hợp ảnh hưởng đến động cơ mà cách còn lại khó có thể thực hiện được. Nhờ đó, hoạt động nói chung trở nên rất ổn định.
Ở khối đầu tiên, bộ điều khiển, nhiệm vụ quan trọng nhất của nó là gửi, đảm bảo tín hiệu để điều khiển chuyển mạch. Cụ thể hơn về các bộ phận trong khối này sẽ được nói
vị trí rotor gửi từ cảm biến gắn trên động cơ. Ngoài ra, còn có thể có các tín hiệu khác như tín hiệu cảm biến dòng điện. Từ đây, như đã nói, bộ điều khiển sẽ xuất tín hiệu phù hợp gửi đến khối tiếp theo - Bộ chuyển mạch.
Khối chuyển mạch bao gồm các linh kiện bán dẫn, cụ thể ở đây chính là 6 linh kiện MOSFET. Với sáu bước điều khiển dẫn, đóng các MOSFET này, động cơ sẽ hoạt động. Nguồn điện sẽ được cấp đến động cơ thông qua khối này. Đây cũng là khối mang đến sự khác biệt nếu ta so sánh với điều khiển ở động cơ một chiều có chổi than vì loại này sẽ không có bộ chuyển mạch điện tử. Với phần cứng được sử dụng ở đồ án, nguồn điện được cấp là nguồn một chiều 24V.
Khối tiếp theo của chu trình chính là động cơ ta cần điều khiển. Tùy thuộc vào phương pháp điều khiển, cấu tạo nó sẽ có phần khác biệt nhất định, đặc biệt là cảm biến vị trí rotor. Ta sẽ sử dụng động cơ kèm càm biến Hall, đây là cấu tạo phổ biến nhất trong lĩnh vực ô tô nói chung. Nhờ cảm biến Hall, tín hiệu vị trí rotor sẽ liên tục được gửi về bộ điều khiển. Tùy thuộc vào các động cơ nhất định, cảm biến có thể gắn ở trên stator cách nhau các góc nhất định hoặc gắn trên trục phụ ở rotor.
CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ BLDC VỚI SIMSCAPE
Với Simscape, chúng ta có thể mô phỏng gần như hoàn toàn hệ thống điều khiển cũng như động cơ một chiều không chổi than. Trong chương này, chúng ta sẽ mô phỏng từng hệ thống quan trọng của động cơ BLDC để cuối cùng tổng hợp lại một model mô phỏng toàn diện đề tài.