Tên dự án: Động cơ DC không chổi than và phương pháp điều khiển không cảm biến sử dụng điện áp của động cơ này (BLDC). Đề tài tốt nghiệp: Động cơ DC không chổi than và phương pháp điều khiển không cảm biến sử dụng mã điện động cơ (BLDC) này.
MỞ ĐẦU
Ví dụ, hiện nay bơm nhiên liệu trên ô tô được dẫn động bởi động cơ DC có chổi than. Động cơ bơm nhiên liệu chổi than được thiết kế để có tuổi thọ 6.000 giờ do tuổi thọ của chổi than có hạn.
ĐỘNG CƠ KHÔNG CHỔI THAN (BDLC) VÀ TRUYỀN ĐỘNG CÓ
Tuy nhiên, khi sử dụng tín hiệu trực thăng, trung lập không phải là điểm dừng. Kết quả là, một bộ vi điều khiển tín hiệu hỗn hợp chi phí thấp được phát triển, thực hiện sơ đồ cảm biến EMF được đề xuất.
PHÁT HIỆN EMF TRỰC TIẾP CHO TRUYỀN ĐỘNG ĐỘNG CƠ
CÁC CHƯƠNG TRÌNH PHÁT HIỆN EMF TRỞ LẠI THÔNG THƯỜNG
Tích hợp EMF trở lại vẫn có vấn đề về độ chính xác ở tốc độ thấp. Nhược điểm chính là giá trị tương đối thấp của điện áp hài bậc ba ở số vòng quay thấp.
ĐỀ XUẤT PHÁT HIỆN TRỰC TIẾP EMF
Vị trí rôto có thể được xác định dựa vào thành phần điện áp hài thứ ba của stato [9]. Điều quan trọng cần lưu ý là điện áp đầu cực này được so sánh với mặt đất thay vì điểm trung tính nổi. Vì EMF phía sau thực sự được lấy ra từ điện áp đầu cực động cơ nên có thể phát hiện rất chính xác đường vòng EMF ngược pha.
Do đó, chúng ta có thể bỏ qua hàm lượng hài bậc ba trong điện áp đầu cực để phát hiện nhiễu bằng không. Để minh họa sơ đồ, Hình 2.11 thể hiện dạng sóng điện áp đầu cuối của sơ đồ. Từ dạng sóng này, rõ ràng là tín hiệu EMF phía sau có thể được trích ra từ điện áp đầu cuối khi pha nổi.
TRIỂN KHAI PHẦN CỨNG CỦA PHƯƠNG PHÁP PHÁT HIỆN EMF
Mạch lấy mẫu đồng bộ được đề xuất được triển khai trong một ô macro phần cứng trong bộ vi điều khiển ST 8 bit chi phí thấp dành riêng cho trình điều khiển BLDC không cảm biến. Điện áp đầu cực động cơ được cung cấp trực tiếp cho vi điều khiển thông qua các điện trở giới hạn dòng điện. 14 : Trình điều khiển động cơ BLDC không cảm biến dựa trên vi điều khiển mới.
Đây là bộ vi điều khiển macrocell phần cứng chuyên dụng đầu tiên có bán trên thị trường dành cho động cơ BLDC không cảm biến trên thị trường thương mại. Thuật toán chuyển mạch được sử dụng là thuật toán điều khiển BLDC tiêu chuẩn. Phần quản lý độ trễ của lõi phần cứng thực hiện việc điều chỉnh độ trễ do phần mềm điều khiển.
CÁC DẠNG SÓNG THÍ NGHIỆM CƠ BẢN
Đối với một số ứng dụng tốc độ cao, việc chuyển mạch có thể được thực hiện trước để đạt được hiệu ứng làm suy yếu trường và do đó mở rộng phạm vi tốc độ. Như đã mô tả trước đó, khả năng phát hiện điểm giao nhau này có độ phân giải rất tốt ngay cả ở tốc độ thấp khi biên độ của trường điện từ phản hồi thấp. Hình 2.18 cho thấy dạng sóng EMF phía sau và tín hiệu cắt 0 ở tốc độ động cơ thấp.
Nếu tốc độ cần phải giảm xuống nữa, một mạch cải tiến đã được phát triển bằng cách sử dụng OP AMP để khuếch đại tín hiệu EMF phía sau. Đối với phương pháp thông thường, rất khó đạt được tốc độ rất cao do độ trễ do bộ lọc thông thấp gây ra. Đối với phương pháp phát hiện EMF trực tiếp được đề xuất, giới hạn tốc độ là tốc độ lấy mẫu của tín hiệu EMF phản hồi, do EMF phản hồi được lấy mẫu ở tần số chuyển mạch Fs.
MỘT SỐ ỨNG DỤNG VÍ DỤ : BƠM NHIÊN LIỆU
Máy bơm có thể được điều khiển bằng cảm biến áp suất hoặc mô-đun điều khiển hệ thống truyền động (PCM). Nếu được điều khiển bằng cảm biến áp suất, tốc độ động cơ sẽ được điều chỉnh theo phản ứng của cảm biến áp suất để duy trì áp suất nhiên liệu mong muốn. Bộ vi điều khiển có thể dễ dàng xác định chế độ điều khiển và điều khiển động cơ.
Việc giao tiếp tương đối dễ dàng khi có một bộ vi điều khiển trong hệ thống. Tất cả thông tin này có thể được gửi trở lại Mô-đun điều khiển hệ thống truyền động (PCM) thông qua một giao thức cụ thể. Các chức năng giám sát này được tích hợp vào Mô-đun điều khiển bơm nhiên liệu (FPDM) này.
KẾT LUẬN
Nếu được điều khiển bởi PCM, lệnh tốc độ sẽ là chuỗi xungPWM. Trong khi đó, mức nhiên liệu, áp suất bình nhiên liệu và nhiệt độ nhiên liệu cũng có thể được theo dõi bởi bộ vi điều khiển. Hơn nữa, sơ đồ cảm biến EMF phía sau này được nhúng vào một bộ vi điều khiển chi phí thấp.
Bộ vi điều khiển này tích hợp mạch phát hiện tương tự và các thiết bị ngoại vi khác để điều khiển động cơ bằng bộ vi điều khiển tiêu chuẩn, giảm tổng chi phí hệ thống. Các kết quả thử nghiệm xác minh kết quả phân tích và chứng minh những ưu điểm của sơ đồ phát hiện EMF mới này và hệ thống vi điều khiển tín hiệu hỗn hợp. Một ứng dụng ví dụ của hệ thống truyền động BLDC không cảm biến dựa trên vi điều khiển này được mô tả trong chương này.
MẠCH CẢI TIẾN PHÁT HIỆN EMF TRỰC TIẾP SỨC PHẢN
MẠCH CẢI TIẾN CHO CÁC ỨNG DỤNG TỐC ĐỘ THẤP/ ĐIỆN ÁP
- Không đối xứng của tín hiệu EMF
- Mạch cải thiện hiện EMF cho các ứng dụng tốc độ thấp
- PMW bù
- Mạch tiền điều hòa để điều chỉnh tín hiệu EMF không đối xứng
Hãy phân tích lại mạch điện liên quan đến độ sụt điện áp trên diode và công tắc. Phương pháp đầu tiên để điều chỉnh điện áp bù của tín hiệu EMF là sử dụng thêm xung điều khiển từ xa. Để giảm bớt vấn đề gây ra bởi điện áp bù và trễ của bộ so sánh, chúng ta cần tăng độ dốc EMF trong khoảng thời gian giao nhau bằng 0.
Mạch tiền điều hòa để phát hiện EMF chéo đã được phát triển để bù cho sự sụt giảm điện áp diode và làm sắc nét độ dốc của tín hiệu EMF gần điểm cắt 0.2ex (3.16). Do đó, mạch tiền điều hòa này không chỉ loại bỏ độ lệch do điện áp gây ra qua diode mà còn làm sắc nét độ dốc của tín hiệu EMF thông qua khuếch đại. Lưu ý rằng thang đo điện áp biên độ của hai tín hiệu khác nhau theo hệ số 10.
MẠCH CẢI TIẾN CHO CÁC ỨNG DỤNG ĐIỆN ÁP CAO
Rõ ràng là VC có thời gian trễ khác nhau ở các cạnh tăng và giảm. Nếu chu kỳ nhiệm vụ củaPWM đủ cao để thời gian tắt nhỏ hơn 10 µs thì kết quả sẽ không chính xác vì thời gian phóng điện vẫn chưa hết. Để rút ngắn thời gian phóng điện, chúng ta cần giảm hằng số thời gian RC.
Hình.3.13 cho thấy một mạch trong đó hằng số thời gian ở cạnh lên và cạnh xuống là khác nhau. Ở cạnh rơi của Vmc thời gian phóng điện và diode sẽ di chuyển về phía trước và tụ điện sẽ phóng điện qua điện trở 20k. Hình 3.14 thể hiện kết quả thực nghiệm của mạch với hằng số thời gian RC thay đổi.
KẾT LUẬN
GIỚI THIỆU
THIẾT LẬP THỬ NGHIỆM
ĐỘNG CƠ BẮT ĐẦU VỚI MỘT SCHEME SENSORLESS VÀ NGHIÊN CỨU TƯƠNG LAI.
THỦ TỤC ĐIỀU CHỈNH KHỞI ĐỘNG
Nếu biết vận tốc tức thời của ô tô, chúng ta sẽ tính thời gian cho từng bước để vận tốc ô tô tiếp tục tăng tốc. Chúng ta có thể lấy tốc độ động cơ ngay lập tức từ máy đo tốc độ DC. Cần phải định vị trước để đặt động cơ ở một vị trí đã biết.
Đầu ra của máy đo tốc độ sẽ hiển thị thời gian dao động kéo dài. Tương tự, trước tiên chúng tôi đặt thời gian bước rất dài và xem xét đầu ra của máy đo tốc độ. Hình.4.5: Dạng sóng hiện tại và máy đo tốc độ trong giai đoạn khởi động.
KẾT LUẬN
Một số ưu điểm của sơ đồ phát hiện EMF trực tiếp được tóm tắt như sau. Một mạch lấy mẫu đồng bộ để phát hiện EMF đã được phát triển và mạch được tích hợp với bộ vi điều khiển 8 bit tiêu chuẩn chi phí thấp để trở thành bộ điều khiển truyền động cảm biến BLDC chuyên dụng. Một phiên bản cải tiến của cảm biến EMF trực tiếp được trình bày, giúp phát hiện tín hiệu EMF trong suốt quá trình điều chỉnh xung điện xung.
Điều này mở rộng hệ thống truyền động động cơ BLDC không cảm biến đến phạm vi tốc độ rộng hơn nhiều. Một mạch cảm biến hằng số thời gian thay đổi cho ứng dụng điện áp cao được trình bày để giải quyết vấn đề trễ đột ngột do điện dung ký sinh trong mạch gây ra. Quy trình điều chỉnh khởi động đã tối ưu hóa hiệu suất khởi động và phù hợp với tất cả các hệ thống truyền động động cơ BLDC không cảm biến.
NGHIÊN CỨU TRONG TƯƠNG LAI
Thiết kế máy mới cũng mang lại giải pháp thay thế cho hoạt động không cần cảm biến. 6] K.Rajashekara, A.Kawamura, et al, Cảm biến điều khiển cảm biến của bộ điều khiển động cơ AC, nhà xuất bản IEEE IEEE, 1996. 21] N.Mastui, cảm biến PM cảm biến truyền động không chổi than PM, cảm biến IEEE Trans.
Tipping và M
