Thiết kế phương tiện di chuyển cá nhân sử dụng đông cơ BLDC
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.24 MB, 76 trang )
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ PHƢƠNG TIỆN DI CHUYỂN CÁ NHÂN SỬ
DỤNG ĐỘNG CƠ BLDC
SVTH : TRẦN MẠNH CƢỜNG
MSSV : 13145047
SVTH : TRƢƠNG THÁI TRANG
MSSV : 13145283
KHÓA : 2013-2017
GVHD : ThS. NGUYỄN TRUNG HIẾU
Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 7 năm 2017
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Tên đề tài:
THIẾT KẾ PHƢƠNG TIỆN DI CHUYỂN CÁ NHÂN SỬ
DỤNG ĐỘNG CƠ BLDC
SVTH : TRẦN MẠNH CƢỜNG
MSSV : 13145047
SVTH : TRƢƠNG THÁI TRANG
MSSV : 13145283
KHĨA : 2013-2017
GVHD : ThS. NGUYỄN TRUNG HIẾU
Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 7 năm 2017
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ mơn:..................................................
TP.HỒ CHÍ MINH, Ngày
Tháng 07 Năm 2017
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên 1. .................................................................. MSSV:................................
2. ................................................................ MSSV:...............................
Chuyên Ngành:....................................................................... Mã Ngành Đào Tạo:...........
Hệ Đào Tạo:............................................................................ Mã Hệ Đào Tạo:.................
Khóa :...................................................................................... Lớp:....................................
1. Tên Đề Tài
“Thiết kế phương tiện di chuyển cá nhân sử dụng động cơ BLDC”
2. Nhiệm Vụ Đề Tài
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
3. Sản Phẩm Đề Tài
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
4. Ngày Giao Đề Tài: Ngày
tháng năm 2017
5. Ngày Nộp Đề Tài: Ngày
tháng năm 2017
TRƢỞNG BỘ MÔN
GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn ……………………………..
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Họ và tên sinh viên…………………………………..MSSV:…………….. Hội đồng:…………
Họ và tên sinh viên…………………………………..MSSV:…………….. Hội đồng:…………
Tên đề tài: ..............................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
Ngành đào tạo: .....................................................................................................................................
Họ và tên GV hƣớng dẫn: ....................................................................................................................
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy)
............................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................
2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN(khơng đánh máy)
2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
............................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................
2.2 Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)
............................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................
2.3.Kết quả đạt được:
............................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................
2.4. Những tồn tại (nếu có):
............................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................
3. Đánh giá:
1.
2.
Điểm
tối đa
Mục đánh giá
TT
Hình thức và kết cấu ĐATN
Điểm đạt
đƣợc
30
Đ ng ormat với đ y đủ cả hình thức và nội dung của các mục
10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
10
Tính cấp thiết của đề tài
10
Nội dung ĐATN
50
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa
học hội
5
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
10
Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành ph n, hoặc quy trình
đáp ứng yêu c u đưa ra với những ràng buộc thực tế.
15
Khả năng cải tiến và phát triển
15
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, ph n mềm chuyên ngành
5
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
100
4. Kết luận:
Đƣợc phép bảo vệ
Không đƣợc phép bảo vệ
TP.HCM, ngày
tháng 07 năm 2017
Giảng viên hƣớng dẫn
((Ký, ghi rõ họ tên)
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn ……………………………..
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên phản biện)
Họ và tên sinh viên............................................................MSSV: ………….Hội đồng…………
Họ và tên sinh viên............................................................MSSV: ………….Hội đồng…………
Tên đề tài: ..............................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
Ngành đào tạo: .....................................................................................................................................
Họ và tên GV phản biện: (Mã GV) ......................................................................................................
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
............................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................
2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)
............................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................
3. Kết quả đạt được:
............................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................
4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
............................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................
5. Câu hỏi:
..........................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................
6. Đánh giá:
1.
2.
Điểm
tối đa
Mục đánh giá
TT
Hình thức và kết cấu ĐATN
Điểm đạt
đƣợc
30
Đ ng ormat với đ y đủ cả hình thức và nội dung của các mục
10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
10
Tính cấp thiết của đề tài
10
Nội dung ĐATN
50
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa
học hội
5
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
10
Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành ph n, hoặc quy trình
đáp ứng yêu c u đưa ra với những ràng buộc thực tế.
15
Khả năng cải tiến và phát triển
15
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, ph n mềm chuyên ngành
5
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
100
7. Kết luận:
Đƣợc phép bảo vệ
Không đƣợc phép bảo vệ
TP.HCM, ngày
tháng 07 năm 2017
Giảng viên phản biện
((Ký, ghi rõ họ tên)
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
XÁC NHẬN HỒN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài: “Thiết kế phương tiện di chuyển cá nhân sử dụng động cơ BLDC”
Họ và tên sinh viên: .........................................................................
MSSV: .....................................
........................................................................... MSSV: .....................................
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hƣớng dẫn, Giảng viên phản
biện và các thành viên trong Hội đồng bảo vệ. Đồ án tốt nghiệp đã đƣợc hoàn chỉnh đúng
theo yêu cầu về nội dung và hình thức.
Chủ tịch Hội đồng:
Giảng viên hƣớng dẫn:
Giảng viên phản biện:
Tp. Hồ Chí Minh, ngày
tháng 07 năm 2017
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu thực hiện đề tài “Thiết kế phƣơng tiện di chuyển cá
nhân sử dụng động cơ BLDC”, chúng em đã nhận đƣợc nhiều sự quan tâm giúp đỡ và chỉ
bảo tận tình của q Thầy Cơ Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật TP.Hồ Chí Minh và bạn
bè. Với lịng biết ơn chân thành và sâu sắc, chúng em xin đƣợc gởi lời cảm ơn đến:
Thầy Th.S Nguyễn Trung Hiếu, giảng viên Bộ Mơn Điện Ơ Tơ - Khoa Cơ Khí Động
Lực - Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh ngƣời đã tận tình hƣớng
dẫn, theo dõi và chỉ bảo chúng em suốt thời gian thực hiện đề tài. Đồng thời chúng em cũng
xin chân thành cảm ơn Thầy Th.S Lê Quang Vũ đã tạo điều kiện cho chúng e mƣợn Phịng
Thí Nghiệm Điều Khiển Tự Động trên Ơ Tơ để làm nơi thực hiện đề tài.
Q Thầy Cơ trong Khoa cơ khí động lực và đặc biệt là các q Thầy trong Bộ Mơn
Điện Ơ Tơ đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ tạo điều kiện cho nhóm em trong thời gian thực
hiện đề tài.
Q Thầy Cơ trong Khoa Cơ Khí Động Lực Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật TP.Hồ
Chí Minh đã chỉ dạy, truyền đạt kiến thức về các môn đại cƣơng cũng nhƣ các mơn chun
ngành, giúp chúng em có đƣợc cơ sở lý thuyết vững vàng để chúng em có thể hoàn thành đề
tài.
Các bạn sinh viên, đã trao đổi đóng góp ý kiến giúp đỡ chúng tơi trong thời gian vừa
qua.
Vì kiến thức bản thân cịn hạn chế, trong q trình thực tập, hồn thiện đề tài này chúng
em khơng tránh khỏi những sai sót, kính mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp từ q
Thầy Cơ để luận văn đƣợc hoàn thiện hơn. Sau cùng, chúng em xin kính chúc q Thầy Cơ
trong Khoa Cơ Khí Động Lực-Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí
Minh, chúc Thầy Cô luôn dồi dào sƣc khỏe, đạt đƣợc nhiều thành công trong công việc và
cuộc sống.
i
Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn!
Tp. Hồ Chí Minh, ngày
tháng 07 năm 2017
Nhóm sinh viên thực hiện
Trần Mạnh Cường - Trương Thái Trang
ii
TÓM TẮT
Trong thời kỳ đất nƣớc hội nhập và phát triển đòi hỏi con ngƣời phải hoạt động di
chuyển nhiều hơn đồng nghĩa với nhu cầu sử dụng phƣơng tiện lƣu thông đặc biệt là xe máy
cao hơn, nên dãn dễ đến tình trạng ùn tắc giao thơng, ơ nhiễm khói bụi khi tham gia giao
thơng trong nội thành. u cầu đặt ra là cần phải có 1 phƣơng tiện thay thế đảm bảo an tồn
cũng nhƣ tình trạng tiếng ồn, ô nhiễm khi tham gia lƣu thông trong nội thành.
Phƣơng tiện di chuyển cá nhân sử dụng động cơ BLDC với thiết kế nhỏ gọn, tiện lợi có
thể mang theo là phƣơng pháp hợp lý. Nhằm khắc phục đƣợc tình trạng kẹt xe khi sử dụng
phƣơng tiện di chuyển cá nhân sử dụng động cơ BLDC thay thế thay thế xe máy trong việc
lƣu thông trong nội thành.
Nhận ra đƣợc thực trạng đó, dƣới sự phân cơng và hƣớng dẫn của Thầy Th.S Nguyễn
Trung Hiếu, chúng em đã chọn đề tài thiết kế phƣơng tiện di chuyển cá nhân sử dụng động
cơ BLDC.
Vấn đề nghiên cứu:
-
Tìm hiểu phƣơng thức hoạt động của đông cơ BLDC.
-
Thiết kế chế tạo mơ hình xe di chuyển cá nhân sử dụng động cơ BLDC.
Phƣơng pháp giải quyết vấn đề:
-
Sừ dụng các nguồn tài liệu trên Internet để tìm hiểu về động cơ BLDC, cách kết nối
cũng nhƣ phƣơng thức truyền giữa các thiết bị module.
-
Tìm vật liệu để thi cơng khung sƣờn xe, bas gá động cơ trƣớc, chế hệ thống treo cho
bánh lựa phía sau.
Kết quả đạt đƣợc:
-
Nắm đƣợc một số kiến thức cơ bản về lập trình.
-
Hồn thành mô phƣơng tiện di chuyển cá nhân sử dụng động cơ BLDC.
iii
MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................................... i
TÓM TẮT ...........................................................................................................................iii
MỤC LỤC ........................................................................................................................... iv
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU .......................................................... vii
DANH MỤC CÁC HÌNH .................................................................................................. viii
DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................................. xi
Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI ............................................................................... 1
1.1. Thực trạng và tính cấp thiết của đề tài. ....................................................................... 1
1.2. Biệp pháp ................................................................................................................... 2
1.3. Đề xuất....................................................................................................................... 2
Chƣơng 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ....................................................................................... 4
2.1. Giới thiệu về động cơ điện BLDC .............................................................................. 4
2.1.1. Giới thiệu chung và so sánh ................................................................................. 4
2.1.2. Ƣu nhƣợc điểm của BLDC .................................................................................. 6
2.1.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của BLDC ......................................................... 7
2.1.3.1. Cấu tạo ......................................................................................................... 7
2.1.3.2. Nguyên lý hoạt động..................................................................................... 9
2.1.4. Cảm biến vị trí Hall-sensor .................................................................................. 9
2.1.5. Động cơ điện HUB motor .................................................................................. 10
2.2. Sơ đồ thuật toán điều khiển ...................................................................................... 12
2.2.1. Nguyên lý điều khiển......................................................................................... 12
iv
2.2.2. Sơ đồ mạch điều khiển trên xe:.......................................................................... 16
2.3. Thuật toán điều khiển PID ........................................................................................ 18
2.4. Kết nối 2 module Blutooth và giao tiếp giữa 2 board Arduino .................................. 21
2.4.1. Giới thiệu về module Bluetooth ......................................................................... 21
2.4.2. Sơ đồ khối kết nối Bluetooth ............................................................................. 22
2.4.3. Giao tiếp giữa 2 board Arduino ......................................................................... 23
Chƣơng 3. THI CÔNG ..................................................................................................... 26
3.1. Thiết kế .................................................................................................................... 26
3.1.1. Thiết kế tổng quan ............................................................................................. 26
3.1.1.1. Kết cấu xe ................................................................................................... 26
3.1.1.2. Khung sƣờn ................................................................................................ 31
3.1.1.3. Bas gá bánh trƣớc ....................................................................................... 33
3.1.1.4. Hệ thống treo bánh sau ............................................................................... 34
3.2. Mạch điều khiển ....................................................................................................... 40
3.2.1. Mạch remote...................................................................................................... 40
3.2.2. Mạch điều khiển chính ...................................................................................... 42
3.2.3. Mạch driver ....................................................................................................... 43
3.2.4. Mạch nguồn LM2596 ........................................................................................ 44
3.2.5. IC MCP4921 ..................................................................................................... 45
3.2.6. Nguồn Accu ...................................................................................................... 46
3.3. Sau khi hồn thành các cơng đoạn gia cơng và lắp ghép ........................................... 47
Chƣơng 4. THỬ NGHIỆM ............................................................................................... 50
4.1. Mục đích của việc thử nghiệm .................................................................................. 50
v
4.2. Phƣơng pháp thử nghiệm.......................................................................................... 50
4.3. Tiến hành ................................................................................................................. 50
Chƣơng 5. KẾT LUẬN ..................................................................................................... 54
5.1. Mục tiêu đạt đƣợc sau đồ án ..................................................................................... 54
5.2. Hạn chế trong quá trình thực hiện đồ án ................................................................... 54
5.3. Phƣơng pháp khắc phục ........................................................................................... 55
5.4. Đề xuất phát triển đồ án............................................................................................ 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 56
vi
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
BLDC
Brushless DC Motor
DAC
Digital Analog Converter
ĐCMC
Động Cơ Một Chiều
GTO
Gate turn-off thyristor
IGBT
Insulated Gate Bipolar Transistor
MOSFET
Metal-Oxide Semiconductor Field-EffectTransistor
PID
Propotional Integral Derivative
RPM
Revolutions Per Minute
vii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Sơ đồ cấu tạo rotor và stator .................................................................................. 7
Hình 2.2. Đồ thị hình dạng sức phản điện động của BLDC ................................................... 8
Hình 2.3. Quá trình cung cấp dòng luân phiên các cực trên stator ......................................... 9
Hình 2.4. Động cơ trang bị cho xe WALKCAR .................................................................. 11
Hình 2.5. Sơ đồ truyền động cơng suất trên xe .................................................................... 12
Hình 2.6. Sơ đồ nguyên lý điều khiển ................................................................................. 13
Hình 2.7. Hình mơ phỏng động học của xe khi chuyển hƣớng ............................................ 15
Hình 2.8. Xung từ cảm biến Hall trên bánh xe gửi về bộ điều khiển.................................... 15
Hình 2.9. Sơ đồ mạch remote mô phỏng trên phần mềm protus .......................................... 16
Hình 2.10. Sơ đồ mạch điều khiển chính trên xe ................................................................. 17
Hình 2.11. Sơ đồ giải thuật PID .......................................................................................... 18
Hình 2.12. Đồ thị tốc độ bánh xe điều khiển bằng PID ........................................................ 20
Hình 2.13. Module HC-05 và module HC-06...................................................................... 21
Hình 2.14. Sơ đồ nối chân HC-05 với Arduino ................................................................... 22
Hình 2.15. Sơ đồ nối chân HC-05 với Arduino ................................................................... 23
Hình 2.16. Sơ đồ giao diện UART ...................................................................................... 23
Hình 2.17. Sơ đồ đƣờng truyền dữ liệu ............................................................................... 24
Hình 3.1. Hình chiếu bằng của xe ....................................................................................... 27
Hình 3.2. Hình chiếu cạnh của xe........................................................................................ 27
Hình 3.3. Hình chiếu bằng từ dƣới lên của xe ..................................................................... 28
Hình 3.4. Ảnh xe nhìn từ trên xuống ................................................................................... 29
Hình 3.5. Ảnh xe nhìn từ góc 3/4 phía trƣớc ....................................................................... 29
viii
Hình 3.6. Ảnh xe nhìn từ góc 3/4 phía sau .......................................................................... 30
Hình 3.7. Ảnh xe nhìn từ phía sau ....................................................................................... 30
Hình 3.8. Tấm carbon cốt sợi thủy tinh ............................................................................... 31
Hình 3.9. Hình khung sau khi gia cơng trên máy CNC ........................................................ 32
Hình 3.10. Bảng vẽ kích thƣớc bas gắn bánh trƣớc ............................................................. 33
Hình 3.11. Bas gắn bánh trƣớc sau khi hồn thành .............................................................. 34
Hình 3.12. Bản vẽ bas gắn vào khung sƣờn ......................................................................... 35
Hình 3.13. Bản vẽ bas gắn với bánh xe ............................................................................... 36
Hình 3.14. Kích thƣớc lị xo ................................................................................................ 36
Hình 3.15. Bản vẽ trục liên kết giữa 2 bas ........................................................................... 37
Hình 3.16. Hình ảnh mơ phỏng bộ tăng đơ .......................................................................... 38
Hình 3.17. Hình ảnh mơ phỏng góc nghiêng β ................................................................... 38
Hình 3.18. Hình ảnh mơ phỏng hệ thống treo trên solidwork .............................................. 39
Hình 3.19. Hình ảnh hệ thống treo bánh sau khi hồn thiện................................................. 39
Hình 3.20. Sơ đồ bộ điều khiển ........................................................................................... 40
Hình 3.21. Ảnh Joystick thực tế .......................................................................................... 40
Hình 3.22. Sơ đồ mạch Joystick .......................................................................................... 41
Hình 3.23. Mạch điều khiển chính ...................................................................................... 42
Hình 3.24. Sơ đồ dây trên mạch driver ................................................................................ 43
Hình 3.25. Mạch nguồn LM2596 ........................................................................................ 44
Hình 3.26. MCP4921 .......................................................................................................... 45
Hình 3.27. Accu GS-12V-6A .............................................................................................. 46
Hình 3.28. Mạch điều khiển sau khi hoàn thành. ................................................................. 47
ix
Hình 3.29. Hình ảnh mặt dƣới của xe .................................................................................. 48
Hình 3.30. Hình ảnh xe nhìn từ góc 3/4 phía sau ................................................................. 48
Hình 3.31. Hình ảnh xe nhìn từ góc 3/4 phía trƣớc .............................................................. 49
Hình 3.32. Hình ảnh xe nhìn từ phía sau ............................................................................. 49
Hình 4.1. Đồ thị thể hiện tốc độ của 2 động cơ khi xe đi thẳng không tải ............................ 51
Hình 4.2. Đồ thị thể hiện tốc độ của 2 động cơ khi xe đi thẳng có tải .................................. 51
Hình 4.3. Đồ thị thể hiện tốc độ của 2 động cơ khi xe rẽ trái ............................................... 52
Hình 4.4. Đồ thị thể hiện tốc độ của 2 động cơ khi xe rẽ phải ............................................. 53
x
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. So sánh đặc điểm giữa BLDC với động cơ thông thƣờng ...................................... 5
Bảng 3.1. Bảng giá trị kích thƣớc xe ................................................................................... 26
Bảng 3.2. Thơng số kỹ thuật mạch LM2596........................................................................ 44
Bảng 3.3. Thông số kỹ thuật IC MCP4921.......................................................................... 45
Bảng 3.4. Thông số kỹ thuật Accu ...................................................................................... 46
xi
Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1. Thực trạng và tính cấp thiết của đề tài.
Vấn đề ùn tắc giao thông, ô nhiễm môi trƣờng vẫn luôn là mối quan tâm hàng đầu và
cấp bách với tồn thế giới nói chung và tại Việt Nam nói riêng. Điền hình là tại nội thành
các trung tâm thành phố lớn. Tính đến ngày 15/11/2016, thành phố đang quản lý hơn 7,8
triệu phƣợng tiện chƣa kể hơn 1 triệu phƣơng tiện biển số các tỉnh chạy hàng ngày lƣu thông
trên địa bàn. Cùng với đó, thành phố có hơn 11.000 xe taxi, 15.000 xe hợp đồng dƣới 9 chỗ
và 2.764 xe buýt hoạt động hằng ngày . Trong 11 tháng năm 2016 trên địa bàn tp.hcm đã
xảy ra 27 vụ ùn tắc giao thông trong giờ cao điểm. Tốc độ lƣu thông của phƣơng tiện vào
giờ cao điểm khu vực trung tâm thành phố chỉ đạt 19,3km/h. Để giải quyết vấn đề thì có một
số kiến nghị ban hành về việc cấm xe máy trong nội thành.
Việc ban hành cấm xe máy trong nội thành là một giải pháp tất yếu nhằm giảm tình
trạng ùn tắc giao thơng, tiếng ồn cũng nhƣ giảm đáng kể lƣợng khí thải ra mơi trƣờng góp
phần bảo vệ môi trƣờng tự nhiên, môi trƣờng sống, môi trƣờng để đất nƣớc phát triển bền
vững. Tuy nhiên trong thời kỳ đất nƣớc hội nhập và phát triển đòi hỏi con ngƣời phải hoạt
động di chuyển nhiều hơn đồng nghĩa với nhu cầu sử dụng phƣơng tiện lƣu thông đặc biệt là
xe máy cao hơn, nên dãn dễ đến tình trạng ùn tắc giao thông. Yêu cầu đặt ra là cần phải có 1
phƣơng tiện thay thế đảm bảo an tồn cũng nhƣ tình trạng tiếng ồn, ơ nhiễm khi tham gia lƣu
thơng trong nội thành. Do đó việc chung tay bảo vệ môi trƣờng bằng những sản phẩm công
nghệ thiết thực không chỉ đến từ sinh viên tại tp mà cịn cả sinh viên trên tồn Việt Nam,
nhận thấy đƣợc mặt tích cực đó và dƣới sự phát động và khuyến khích từ thầy hiệu trƣởng
nhà trƣờng và khoa cơ khí động lực, đã tạo điều kiện giúp đỡ, tiếp thêm động lực cho những
sinh viên chúng em tự tin hơn để có thể hồn thành sản phẩm nghiên cứu thiết kế phƣơng
tiện di chuyển cá nhân sử dụng động cơ BLDC.
1
1.2. Biệp pháp
Hiện nay có 1 số phƣơng pháp đã đƣợc đƣa ra nhằm khắc phục tình trạng ùn tắc giao
thông cũng nhƣ giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng nhƣ:
Khuyến khích sử dụng xe bt vói nguồn nhiên liệu mới LPG,CNG làm phƣơng
tiện lƣu thông.
Dự án tàu điện sắp đƣa vào hoạt động trong vài năm tới.
Cấm xe máy trong nội thành.
1.3. Đề xuất
“Phƣơng tiện di chuyển các nhân sử dụng động cơ BLDC” là một trong những công
nghệ đã đƣợc nhiều quốc gia trên thế giới phát triển đặc biệt là Nhật bản. Tại Việt Nam hiện
nay,chỉ hiện hành một số phƣơng tiện cá nhân 2, 3 bánh nhƣng chƣa rộng rãi và chƣa đƣợc
ngƣời tiêu dùng coi là một yếu tố quyết định vì giá thành và muc đích sử dụng.
Nhiều quốc gia trên thế giới đã đƣa vào sử dụng rộng rải, và cho thấy đƣợc sự tiện nghi
của nó. Nói đến sự tiện nghi, câu hỏi đặt ra là tại sao không là xe đạp xe điện hay bất cứ loại
xe khác mà lại sử dụng “Phƣơng tiện di chuyển các nhân sử dụng động cơ BLDC”. Nếu nhƣ
xe đạp xe điện có ƣu thế thì “Phƣơng tiện di chuyển các nhân sử dụng động cơ BLDC” cũng
có ƣu thế riêng. Đối với những ngƣời làm việc và sinh sống trong nội thành thì việc sử dụng
xe đạp xe điện trong việc lƣu thơng đi là hồn tồn hợp lí, tuy nhiên đối với những ngƣời
làm việc trong nội thành nhƣng phải sinh sống ngoài thành phố thi việc sử dụng xe đạp xe
điện thì lại q cơng kềnh để có thể mang bên mình. Do đó đê giải quyết vấn đề hiện tại nhà
nƣớc đang đƣa ra các đề xuất cấm xe máy lƣu thơng trong nội thành thì việc kết hợp sử
dụng xe buýt làm phƣơng tiện di chuyển chính trong khoản cách xa đồng thời sử dụng
“Phƣơng tiện di chuyển các nhân sử dụng động cơ BLDC” trong khoảng cách gần nhƣ cơ
quan, cửa hàng đến trạm xe buýt hoặc ngƣợc lại là rất khả quan.
Với những ƣu điểm nổi bật trên của phƣơng tiện di chuyển cá nhân “Phƣơng tiện di
chuyển các nhân sử dụng động cơ BLDC”, cùng với thực trạng của Việt Nam hiện nay nên
2
chúng em thấy biện pháp nghiên cứu thiết kế một phƣơng tiện mới hay thế là một trong
những biện pháp khả thi nhất hiện nay với việc ban hành cấm xe máy vào nội thành trong
thời gian sắp tới.
3
Chƣơng 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Giới thiệu về động cơ điện BLDC
2.1.1. Giới thiệu chung và so sánh
Động cơ một chiều (ĐCMC) thơng thƣờng có hiệu suất cao và các đặc tính của chúng
thích hợp với các truyền động servo. Tuy nhiên, hạn chế duy nhất là trong cấu tạo của chúng
cần có cổ góp và chổi than, những thứ dễ bị mịn và u cầu bảo trì, bảo dƣỡng thƣờng
xuyên.
Để khắc phục nhƣợc điểm này ngƣời ta chế tạo loại động cơ không cần bảo dƣỡng bằng
cách thay thế chức năng của cổ góp và chổi than bởi cách chuyển mạch sử dụng thiết bị bán
dẫn (chẳng hạn như biến t n sử dụng transitor công suất chuyển mạch theo vị trí rotor).
Những động cơ này đƣợc biết đến nhƣ là động cơ đồng bộ kích thích bằng nam châm vĩnh
cửu hay còn gọi là động cơ một chiều khơng chổi than BLDC (Brushless DC Motor). Do
khơng có cổ góp và chổi than nên động cơ này khắc phục đƣợc hầu hết các nhƣợc điểm của
động cơ một chiều có vành góp thơng thƣờng.
Mặc dù ngƣời ta nói rằng đặc tính tĩnh của động cơ BLDC và ĐCMC thơng thƣờng
hồn tồn giống nhau, thực tế chúng có những khác biệt đáng kể ở một vài khía cạnh. Khi so
sánh hai loại động cơ này về mặt công nghệ hiện tại, ta thƣờng đề cập tới sự khác nhau hơn
là sự giống nhau giữa chúng.
4
Bảng 2.1. So sánh đặc điểm giữa BLDC với động cơ thông thƣờng
Động cơ một chiều thông Động cơ một chiều khơng chổi
Nội dung
Cấu trúc cơ khí
thƣờng
than(BLDC)
Mạch kích từ nằm trên stator
Mạch kích từ nằm trên rotor
Đáp ứng chậm hơn,dễ bảo
Tính năng đặc biệt
Đáp ứng nhanh và dễ điều dƣỡng
khiển
(thƣờng không yêu cầu bảo
dƣỡng)
Cao áp:ba pha nối Y hoặc
Nối vịng trịn.
Sơ đồ nối dây
Đơn giản nhất là nối
Bình thƣờng:dây cuốn ba pha
nối y có điểm trung tính nối đất
hoặc 4 pha.đơn giản nhất nối 2
pha
Phƣơng
pháp
đổi Tiếp xúc cơ khí giữa chổi than
chiều
Phƣơng
và cổ góp
pháp
xác Tự động xác định bằng chổi
định vị trí rotor
Phƣơng
chiều
pháp
than
đảo
Đảo chiều điện áp nguồn(cấp
cho phần ứng hoặc mạch kích
từ)
Chuyên mạch điện tử sử dụng
thiết
bị
bán
dẫn
nhƣ
transitor,IGBT...
Sử dụng cảm biến vị trí:Phần tử
hall,cảm biến quang học(optical
encoder)
Sắp xếp lại thứ tự của các tín
hiệu logic
5
