Điều khiển trượt cho mạch vòng tốc độ trong động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu cực chìm cho ô tô điện

Bài viết này đề cập đến việc phát triển một hệ thống điều khiển bằng cách áp dụng phương pháp Sliding Mode Control cho mạch vòng tốc độ trong động cơ IPM, được sử dụng trong các loại ô tô điện. Điểm nổi bật là việc áp dụng một cách tiếp cận mới trong thiết kế điều khiển, tăng cường khả năng chống nhiễu và đảm bảo độ ổn định của động cơ trong mọi điều kiện vận hành.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều khiển trượt cho mạch vòng tốc độ trong động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu cực chìm cho ô tô điệnP-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 https://jst-haui.vn SCIENCE - TECHNOLOGYĐIỀU KHIỂN TRƯỢT CHO MẠCH VÒNG TỐC ĐỘ TRONG ĐỘNG CƠĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU CỰC CHÌM CHO Ô TÔ ĐIỆNSLIDING MODE CONTROL FOR SPEED LOOP OF PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MOTORFOR ELECTRIC VEHICLES Dương Minh Chiến1, Nguyễn Văn Hòa1, Trần Trọng Hiếu1, Ngô Quốc Trường1, Cao Văn Hào1, An Thị Hoài Thu Anh1,*DOI: http://doi.org/10.57001/huih5804.2024.299TÓM TẮT Bài báo này đề cập đến việc phát triển một hệ thống điều khiển bằng cách áp dụng phương pháp Sliding Mode Control cho mạch vòng tốc độ trong động cơIPM, được sử dụng trong các loại ô tô điện. Điểm nổi bật là việc áp dụng một cách tiếp cận mới trong thiết kế điều khiển, tăng cường khả năng chống nhiễu vàđảm bảo độ ổn định của động cơ trong mọi điều kiện vận hành. Bằng cách sử dụng phương trình toán học của động cơ IPM và lý thuyết điều khiển Lyapunov,chúng tôi đã phát triển một bộ điều khiển SMC có khả năng tự điều chỉnh để đạt được hiệu suất tối ưu trong điều kiện lái xe đa dạng. Kết quả mô phỏng cho thấyphương pháp điều khiển SMC đề xuất cải thiện đáng kể độ ổn định của ô tô điện trong các điều kiện khác nhau, mở ra hướng tiếp cận mới cho việc điều khiểntrong ngành công nghiệp ôtô điện. Các kết quả mô phỏng trên phần mềm Matlab Simulink đã xác nhận tính hiệu quả của bộ điều khiển mà chúng tôi đề xuất. Từ khóa: Điều khiển trượt, IPMSM, xe điện, FOC.ABSTRACT This paper discusses the development of a control system by applying the Sliding Mode Control method to the speed loop in IPM motors, which are used inelectric vehicles. The highlight is the adoption of a new approach in control design, enhancing noise resistance and ensuring motor stability under all operatingconditions. By utilizing the mathematical equations of the IPM motor and Lyapunov control theory, we have developed an SMC controller capable of self-adjusting to achieve optimal performance under diverse driving conditions. Simulation results demonstrate that the proposed SMC control method significantlyimproves the stability of electric vehicles in various conditions, introducing a new approach to control in the electric vehicle industry. The simulation results onMatlab Simulink software have confirmed the effectiveness of the controller we propose. Keywords: Sliding mode control, IPMSM, EV, FOC.1 Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Giao thông vận tải*Email: htanh.ktd@utc.edu.vnNgày nhận bài: 26/4/2024Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 06/6/2024Ngày chấp nhận đăng: 27/9/2024 KÝ HIỆU e Sai lệch Ký hiệu Đơn vị Ý nghĩa CHỮ VIẾT TẮT Usd V Điện áp stato trục d SMC Sliding Mode Control Usq V Điện áp stato trục q IPM Interior Permanent Magnet Te Nm Mômen xoắn EV Electric Vehicle Fw N Lực cản không khí FOC Field Oriented Control Fr N Lực ma sát lănVol. 60 - No. 9 (Sep 2024) HaUI Journal of Science and Technology 85 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ https://jst-haui.vn P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 1. GIỚI THIỆU phỏng và đánh giá kết quả trong phần mềm Matlab Các vấn đề về năng lượng và môi trường đang là vấn Simulink. đề nghiêm trọng trong thời đại ngày nay. Trong tình 2. PHƯƠNG TRÌNH BIỂU DIỄN ĐỘNG CƠ IPM VÀ CÁC huống này, xe điện đã trở nên quan trọng đối với cuộc LỰC TÁC DỤNG LÊN XE cách mạng trong giao thông vận tải sạch [1, 2]. Với ưu Để thiết kế SMC cho mạch vòng tốc độ, ta cần phải điểm về hiệu suất và bảo vệ môi trường, xe điện đang dần biểu diễn động cơ IPM dưới dạng các phương trình toán thay thế các phương tiện chạy bằng động cơ đốt trong. học, đồng thời xác định tải bằng các phân tích các lực tác Một yếu tố quan trọng trong xe điện là động cơ IPM dụng lên xe. (Interior Permanent Magnet), với khả năng cung cấp mật 2.1. Mô hình hóa động cơ IPM độ công suất cao, phạm vi tốc độ rộng và mômen lớn [3]. Ngoài ra, đi kèm với đó là các phương pháp được sử dụng Động cơ IPM được mô tả bằng các phương trình toán rộng rãi trong động cơ IPM là điều khiển vecto [4, 5], điều học như phương trình cân bằng điện áp, mômen, chuyển khiển trực tiếp mômen (DTC) [6, 7],... động,... và một vài phương trình khác nữa. Các phương trình được biểu diễn trên hệ tọa độ dq như sau [19-21]: Bên cạnh những lợi ích của IPM vẫn còn những hạn chế, việc điều khiển chính xác tốc độ và mô-men xoắn của  disd ...