Loạt bài về Ô tô điện – Bài 4 (cuối)

Bài đã đăng trên Tạp chí Tự động hóa Ngày nay số 131, tháng 10/2011.

Đây là bài thứ tư trong tổng số 4 bài của các tác giả về chủ đề này.

Các bộ biến đổi điện tử công suất cho ô tô điện

Nguyễn Bảo Huy, Tạ Cao Minh

Trung tâm Nghiên cứu Ứng dụng và Sáng tạo Công nghệ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Tóm tắt: Trong bài báo này, chúng ta sẽ tìm hiểu các bộ biến đổi công suất sử dụng trong ô tô điện: các bộ biến đổi DC – DC và biến tần. Bài báo sẽ nêu vai trò, các cấu hình cơ bản và nguyên lý hoạt động của các bộ biến đổi công suất này.

Read the rest of this entry »

Loạt bài về Ô tô điện – Bài 3

Bài đã đăng trên Tạp chí Tự động hóa Ngày nay số 129, tháng 8/2011.

Đây là bài thứ ba trong tổng số 4 bài của các tác giả về chủ đề này.

Nguồn năng lượng cho ô tô điện

Nguyễn Bảo Huy, Tạ Cao Minh

Trung tâm Nghiên cứu Ứng dụng và Sáng tạo Công nghệ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Trong ô tô điện, vấn đề dự trữ và quản lý dòng năng lượng luôn là vấn đề phức tạp, gây hạn chế các tính năng của xe. Các nghiên cứu trên thế giới đặt ra mục tiêu đối với hệ thống nguồn là tăng khả năng lưu trữ năng lượng, giảm kích thước và trọng lượng đồng thời phải có sự linh hoạt trong khả năng quản lý, phân phối và điều khiển dòng năng lượng trong các chế độ hoạt động của xe. Trên thực tế, nguồn năng lượng là vấn đề được quan tâm hàng đầu, cũng là lĩnh vực được đầu tư lớn nhất trong những nghiên cứu về ô tô điện hiện nay. Trong bài báo này, trước tiên các tác giả sẽ trình bày về vai trò của hệ thống nguồn năng lượng, những vấn đề tồn tại và một số hướng nghiên cứu điển hình trên thế giới; tiếp đó, bài báo lần lượt giới thiệu một số loại nguồn được sử dụng cho ô tô điện.

Read the rest of this entry »

Loạt bài về Ô tô điện – Bài 2

Bài đã đăng trên Tạp chí Tự động hóa Ngày nay số 127, tháng 6/2011.

Đây là bài thứ hai trong tổng số 4 bài của các tác giả về chủ đề này.

Các loại động cơ sử dụng cho ô tô điện

Nguyễn Bảo Huy, Tạ Cao Minh

Trung tâm Nghiên cứu Ứng dụng và Sáng tạo Công nghệ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Thay vì sử dụng động cơ đốt trong (Internal Combustion Engine), ô tô điện được truyền động bằng động cơ điện. Trong bài báo này, trước tiên những ưu điểm của động cơ điện so với động cơ đốt trong và yêu cầu của động cơ cho ô tô điện sẽ được làm rõ. Sau đó, các tác giả giới thiệu và phân tích ưu, nhược điểm, khả năng ứng dụng của một số loại động cơ đã, đang và sẽ được sử dụng cho ô tô điện. Một số kiến thức chuyên môn có thể khó hiểu đối với những bạn đọc không cùng chuyên ngành, chúng tôi cố gắng diễn giải chúng một cách trực quan, dễ hiểu. Khi cần tìm hiểu sâu, bạn đọc có thể tham khảo những tài liệu được liệt kê ở cuối bài báo.

Read the rest of this entry »

Loạt bài về Ô tô điện – Bài 1

Bài đã đăng trên Tạp chí Tự động hóa Ngày nay số 126, tháng 5/2011, trang 34 – 37.

Đây là bài thứ nhất trong tổng số 4 bài của các tác giả về chủ đề này.

Tổng quan tình hình nghiên cứu ô tô điện trên thế giới và tại Việt Nam
Nguyễn Bảo Huy, Tạ Cao Minh
Trung tâm Nghiên cứu Ứng dụng và Sáng tạo Công nghệ
Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

1.      Sơ lược về lịch sử ô tô điện
a.      Thời kỳ đầu
Ô tô điện không phải là một khái niệm mới mà trên thực tế đã có lịch sử lâu đời. Từ đầu thế kỷ 19, xe chạy bằng nguồn năng lượng điện đã có vị thế cạnh tranh tương đương với xe chạy bằng động cơ hơi nước.
Vào khoảng những năm 1832 và 1839, Robert Anderson người Scotland đã phát minh ra loại xe điện chuyên chở đầu tiên. Năm 1842, hai nhà phát minh người Mỹ là Thomas Davenport và Scotsmen Robert Davidson trở thành những người đầu tiên đưa pin vào sử dụng cho ô tô điện.  Đến những năm 1865, Camille Faure đã thành công trong việc nâng cao khả năng lưu trữ điện trong pin, giúp cho xe điện có thể di chuyển một quãng đường dài hơn. Pháp và Anh là hai quốc gia đầu tiên đưa ô tô điện vào phát triển trong hệ thống giao thông vào cuối thế kỷ 18.

 
a)      Chiếc xe đua La Jamais Contente (1899)
 
b)      Edison và chiếc xe Detroit (1914)

Hình 1. Ô tô điện thời kỳ đầu. (nguồn : Wikipedia)

Read the rest of this entry »

Minh họa cho chữ “tương phản”

Động cơ từ trở loại đóng cắt (Switched Reluctance Motor – SRM)

Mô phỏng từ trường động cơ từ trở kiểu đóng cắt loại 8-6Mô phỏng từ trường động cơ Từ trở kiểu đóng cắt loại 8-6

Up cái hình vẽ lên đây đã, lúc nào rảnh viết tiếp. :D

Mô phỏng hệ truyền động BLDC sử dụng Matlab/Simulink

Mô phỏng hệ truyền động BLDC sử dụng Matlab/Simulink


Hệ truyền động BLDC được mô phỏng sử dụng Matlab/Simulink. Mô hình động cơ BLDC, nguồn 1 chiều, bộ biến đổi công suất IGBT được lấy trong thư viện SimPowerSystem của Simulink, khối giải mã tín hiệu Hall được lấy từ demo của Matlab. Các khối còn lại do người viết tự xây dựng.

Sơ đồ mô phỏng tổng thể trên Simulink:


Hình 15: Sơ đồ mô phỏng hệ truyền động BLDC trên Simulink


Khối giải mã tín hiệu Hall (Hall Decoder):


Hình 16: Khối giải mã tín hiệu Hall


Khối điều khiển dải trễ dòng điện Hysteresis Current Control – HCC:


Hình 17: Khối điều khiển dải trễ dòng điện HCC


Bộ điều khiển tốc độ Speed Regulator được thiết kế bởi khâu PI và khâu hạn chế dòng.

Kết quả mô phỏng:

Đáp ứng bước nhảy của tốc độ và moment động cơ:


Hình 18: Đáp ứng tốc độ và moment


Ta thấy rằng moment của động cơ tồn tại các nhấp nhô (ripple). Các nhấp nhô này có thể chia thành 2 loại: nhấp nhô do khâu PWM của bộ điều chỉnh dòng và nhấp nhô do chuyển mạch dòng điện.

Loại thứ nhất là nhấp nhô do khâu PWM có thể bỏ qua vì các nhấp nhô này có biên độ nhỏ và tần số lớn, khi nối động cơ vào tải (có tính chất quán tính) thì nhấp nhô này gần như bị lọc bỏ hoàn toàn. Loại nhấp nhô thứ hai là nhấp nhô do chuyển mạch dòng điện, có tần suất là 6 lần trong 1 chu kì.

Đây là nhấp nhô có biên độ lớn và tần số nhỏ, sẽ gây rung, lắc động cơ và khi chạy ở tốc độ thấp sẽ khó ổn định tốc độ.

Ta nhìn cận cảnh để thấy rõ hơn điều này:


Hình 19: Nhấp nhô moment do PWM và do chuyển mạch dòng điện


Sức phản điện động dạng sóng hình thang:


Hình 20: Sức phản điện động


Dòng điện 3 pha đã được điều khiển:


Hình 21: Dòng điện 3 pha


Dòng điện và sức phản điện động 3 pha của BLDC khi vẽ trên cùng một hệ trục tọa độ cho thấy rõ ràng tính chất “một chiều” của loại động cơ này:


Hình 22: Dòng điện và sức phản điện động 3 pha


Quỹ đạo từ thông của động cơ khi không tải có dạng hình tròn:


Hình 23: Quỹ đạo từ thông khi không tải


Khi có tải, quỹ đạo từ thông xuất hiện các “bậc” tại thời điểm chuyển mạch:


Hình 24: Quỹ đạo từ thông khi có tải

Một cái nhìn rõ hơn về sự chuyển mạch dòng điện không lý tưởng và đập mạch dòng điện do PWM:


Hình 25: Sự chuyển mạch dòng điện không lý tưởng và đập mạch PWM
Follow

Get every new post delivered to your Inbox.