Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu chìm (Interior Permanent Magnet

Magnet Motor – IPM motor)

 Động cơ IPM có những ưu thế gần như tuyệt đối trong ứng dụng ôtô điện.

 Động cơ nam châm vĩnh cửu thông thường có nam châm được gắn trên bề mặt rotor (SPm) vốn đã có đặc tính điều khiển rất tốt.

 Động cơ IPM có nam châm chìm bên trong rotor, dẫn tới sự khác biệt giữa điện cảm dọc trục và điện cảm ngang trục, từ đó trạo khả năng sinh mômen từ trở (Reluctance Torque) cộng thêm vào mômen vốn có do nam châm sinh ra (Magnet Torque).

 Đặc tính này khiến động cơ IPM có khả năng sinh mômen rất cao, đặc biệt phù hợp cho ôtô điện. Mặt khác, động cơ Ipm có phản ứng phần ứng mạnh, dẫn tới khả năng giảm từ thông mạnh, cho phép nâng cao vùng điều chỉnh tốc độ, làm việc tốt ở góc phần tư thứ II.

38

39

CHƯƠNG 5: MÔ PHỎNG MATLAB

Hình 5. 1 Mổ phỏng matlab

Hình 5. 2 Mô-men xoắn điện từ

40

Hình 5. 4 Năng lượng cơ học

Hình 5. 5 Dòng điện

41

Bảng thông số

Tên xe ô tô điện Momen xoắn cực đại Công suất cực đại Dòng điện Điện áp Mô phỏng 100Nm 320HP 220KW 180v Xe Tesla Model S 44Nm 315HP 0,76KW 240V XeVinfas vf e34 242Nm 147HP 1,32KW 240V Hyundai Kona EV 395Nm 201HP 1,19KW 240V Nissan Leaf 320Nm 148HP 1,62KW 240V Kia Soul EV 395Nm 204HP 1,17KW 240V Bảng 5. 1 So sánh

Mạch này sử dụng phiên bản sửa đổi của khối AC6 của thư viện ổ đĩa hệ thống điện chuyên dụng. Nó mô hình hóa điều khiển véc tơ suy yếu từ thông cho PMSM cực nổi 100 kW, 12500 vòng / phút được cấp nguồn bởi nguồn 288 Vdc. Hệ thống cơ khí được thể hiện bên ngoài. Đó là lý do tại sao đầu vào của động cơ là tốc độ và đầu ra là mômen điện từ.

Bộ truyền động động cơ đồng bộ PM bao gồm bốn bộ phận chính: Động cơ điện, Bộ biến tần ba pha, bộ điều khiển VECT và bộ điều khiển tốc độ.

Động cơ điện là PMSM 288 Vdc, 100 kW. Động cơ này có 8 cực và nam châm được chôn (loại rôto nổi bật).

Biến tần ba pha là bộ biến tần nguồn điện áp, được điều khiển bởi PWM. Khối này được xây dựng bằng Khối Cầu Đa năng.

Khối bộ điều khiển VECTƠ tính toán ba dòng điện tham chiếu của động cơ tương ứng với các tham chiếu từ thông và mô-men xoắn, sau đó tạo ra PWM tương ứng bằng cách sử dụng bộ điều chỉnh dòng điện ba pha. Khi yêu cầu từ thông danh định, một điều khiển tối ưu được sử dụng để giảm thiểu biên độ dòng điện đường dây đối với mômen xoắn yêu cầu. Khi cần suy yếu từ thông, biên độ và pha của dòng điện được thay đổi để mở rộng phạm vi hoạt động tốc độ mô-men xoắn.

Bộ điều khiển tốc độ được sử dụng trong chế độ điều chỉnh mô-men xoắn. Giá trị thông lượng chuẩn hóa được tính toán với tốc độ của máy để thực hiện điều khiển suy yếu thông lượng.

42

Khối giới hạn mô-men xoắn được sử dụng để ngăn chặn giới hạn do đặc tính tốc độ mô-men xoắn của động cơ này đối với nguồn 288 Vdc. Khi điện áp bên trong của máy đạt đến điện áp biến tần (vì mômen mong muốn quá cao so với tốc độ của động cơ), biến tần sẽ ở chế độ bão hòa (dòng mong muốn không thể chạy vào động cơ nữa). Sau thời điểm này, sẽ có hiện tượng mất theo dõi dòng điện, điều này sẽ làm giảm dòng điện của động cơ. Khối này được sử dụng để giảm mô-men xoắn tham chiếu như một hàm của tốc độ động cơ và đặc tính tốc độ mô-men xoắn để không bao giờ hoạt động ở chế độ bão hòa biến tần.

Các tín hiệu mô-men xoắn, tốc độ, công suất, dòng điện và điện áp của động cơ có sẵn ở đầu ra của khối.

Bắt đầu mô phỏng. Bạn có thể quan sát mô-men xoắn của động cơ (điện từ và tham chiếu), tốc độ rôto, công suất cơ học (điện từ và tham chiếu), dòng điện stato (cường độ, Iq và Id), và điện áp stato (cường độ, Vq và Vd)

Tại t = 0 s, điểm đặt mômen đặt là 256 Nm (mômen danh định của động cơ). Mômen điện từ nhanh chóng đạt đến tham chiếu.

Tại t = 0,104 s, tốc độ rôto vượt quá tốc độ danh định là 3000 vòng / phút. Do đó, sự suy yếu từ thông được thực hiện để hạn chế sức điện động ngược (BEMF) của động cơ; do đó thành phần dòng Id được tăng lên (âm). Ngoài ra, mô-men xoắn tham chiếu cũng được giới hạn (do đặc tính tốc độ mô-men xoắn của động cơ) để ngăn chặn sự bão hòa của biến tần, gây ra sự giảm thành phần dòng điện Iq. Lưu ý rằng cường độ của dòng điện là không đổi; chỉ thay đổi góc.

Bây giờ thay đổi Mô-men xoắn tham chiếu thành 100 Nm và quan sát kết quả: Tại t = 0 s, điểm đặt momen là 100 Nm. Biên độ hiện tại là tối ưu cho mô-men xoắn này.

Tại t = 0,28 s, tốc độ rôto vượt quá tốc độ danh định là 3000 vòng / phút. Do đó, sự suy yếu từ thông được thực hiện để hạn chế sức điện động ngược (BEMF) của động cơ; do đó thành phần dòng Id được tăng lên (âm).

Tại t = 1,06 s, mômen chuẩn bị hạn chế (do đặc tính tốc độ mômen của động cơ) để ngăn chặn sự bão hòa biến tần, gây ra sự giảm thành phần dòng điện Iq. Độ lớn của dòng điện được duy trì ở một giá trị không đổi, nhưng pha của dòng điện thay đổi.

43

KẾT LUẬN

Qua thờ i gian làm đồ án tốt nghiê ̣p với sự cố gắng của bản thân và đă ̣c biê ̣t là sự hướng dẫn nhiê ̣t tình của thầy giáo Hoàng Ngọc Tân cùng toàn thể các thầy giáo trong bộ môn em đã hoàn thành nhiê ̣m vu ̣ được giao. Cũng như tinh thần chung nhằm làm quen vớ i viê ̣c khảo sát cơ bản lý thuyết về động cơ điện em đã hoàn thành đồ án: Trong đồ án này em đã làm được những viê ̣c sau:

- Tổng quan về ô tô điện

-Các loại động cơ dùng trong ô tô điện -Ưu điểm và nhược điểm của động cơ điện - Mổ phỏng matlab

Vì điều kiê ̣n thời gian có ha ̣n, trình đô ̣ kinh nghiê ̣m còn bi ̣ ha ̣n chế mà khối lượng công việc lớn cho nên chất lượng đồ án còn ha ̣n chế, còn nhiều thiếu sót trong phần tính toán và kết cấu có thể chưa hợp lý. Rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy trong bộ môn để đồ án của em được hoàn chỉnh hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiê ̣n Nguyễn Tấn Nhất

TÀI LIỆU THAM KHẢO [1].https://autopro.com.vn/lich-su-100-nam-phat-trien-cua-o-to-dien- 20210127142831243.chn. [2].https://myc.vn/o-to-chay-bang-pin-nhien-lieu-xu-huong-cua-nen-kinh-te-cac- nuoc-chau-a/. [3].http://oto.saodo.edu.vn/tin-moi/he-thong-truyen-dong-tren-xe-dien-tesla-model- s-403.html. [4]. https://dongco3pha.com/dong-co-cam-ung.html. [5]. https://thevesta.vn/cau-tao-motor-dien-3-pha-1654592958/. [6]. https://oto.edu.vn/6-loai-dong-co-o-to-dien-pho-bien/. [7]. https://oto.com.vn/kinh-nghiem-mua-ban-xe/uu-va-nhuoc-diem-cua-o-to-dien- articleid-1fcyyxr [8]. https://thietbidoluong.info/dong-co-1-chieu-la-gi-nguyen-ly-hoat-dong-va-ung- dung. [9]. https://danchoioto.vn/he-thong-dien-o-to/.