TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Lí do chọn đề tài
Trong 50 năm qua, sự phát triển của khoa học và công nghệ đã mang lại những cải thiện rõ rệt cho đời sống con người, đặc biệt là sự ra đời của các máy móc và công cụ giúp giải phóng sức lao động Một trong những phát minh quan trọng nhất là xe ô tô, đã đóng vai trò thiết yếu trong việc vận chuyển hàng hóa và con người Ngành công nghiệp ô tô đã phát triển nhanh chóng nhờ vào việc ứng dụng các tiến bộ khoa học tiên tiến, cải thiện năng suất và hiệu quả làm việc Việc hiểu và áp dụng những tiến bộ này là điều cần thiết đối với mỗi kỹ sư ô tô.
Trên những chiếc xe ô tô hiện đại, có rất nhiều động cơ hoạt động để mang lại sự thoải mái cho người lái và hỗ trợ quá trình vận hành của xe Với tầm quan trọng và khả năng ứng dụng rộng rãi, việc nghiên cứu và tối ưu hóa cách điều khiển cũng như sử dụng động cơ là một chủ đề cần được tìm hiểu sâu sắc, không chỉ trong ngành ô tô mà còn trong nhiều lĩnh vực khác.
Nhận thấy tính ứng dụng cao của điều khiển điện tử trong ô tô, nhóm chúng tôi đã quyết định chọn đề tài tốt nghiệp "Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mạch điều khiển động cơ BLDC công suất nhỏ (dưới 1 kW)" dưới sự hướng dẫn của GVHD Nguyễn Trung Hiếu.
Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Trong hơn bốn thập kỷ qua, nhờ tiến bộ trong công nghệ vật liệu và kỹ thuật điều khiển, ngành điều khiển tự động hóa, đặc biệt là điều khiển động cơ, đã có những bước tiến vượt bậc Đối diện với các thách thức môi trường như hiệu ứng nhà kính, ô nhiễm khí thải và cạn kiệt năng lượng hóa thạch, ngành công nghệ ô tô dự kiến sẽ có sự chuyển mình mạnh mẽ Sự cải tiến về tiện nghi và an toàn sẽ được chú trọng, cùng với việc tối ưu hóa năng lượng điện, nâng cao hiệu suất động cơ điện và truyền động trên xe.
Tình hình nghiên cứu trong nước
Trong những năm gần đây, ngành điều khiển tự động hóa đã thu hút nhiều sự chú ý và đầu tư, đặc biệt trong lĩnh vực ô tô Sự ra mắt của tập đoàn VinFast đánh dấu một bước tiến mạnh mẽ của Việt Nam trong việc phát triển và nghiên cứu công nghệ ô tô.
Mặc dù có nhiều nghiên cứu trong lĩnh vực điều khiển tự động, nhưng vẫn còn nhiều đề tài thiếu tính thực tiễn và không có ảnh hưởng tích cực đến xã hội Điều này đang gây ra những tác động tiêu cực đến môi trường công nghệ Do đó, cần phải tập trung vào các nghiên cứu có tính ứng dụng cao, không chỉ chú trọng vào kiến thức và nội dung mà còn phải xem xét đến nhu cầu và đặc thù của xã hội cũng như ngành nghề mà nó phục vụ.
NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT
Động cơ không chổi than BLDC
2.1.1 Tổng quan về động cơ không chổi than BLDC
2.1.1.1 Động cơ một chiều có chổi than
Trước khi nói đến động cơ không chổi than, chúng ta cần xem xét một loại động cơ
Động cơ một chiều có chổi than vẫn được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực, mặc dù đã có sự phát triển của động cơ không chổi than nhằm khắc phục những nhược điểm của loại động cơ này Động cơ một chiều có chổi than bao gồm các thành phần chính như rotor, stator và bộ phận đảo chiều dòng điện, bao gồm cổ góp và chổi than Sự khác biệt giữa hai loại động cơ này giúp người dùng dễ dàng nhận biết và lựa chọn phù hợp với nhu cầu sử dụng.
Hình 2.1 Cấu tạo chung động cơ một chiều có chổi than
Rotor của động cơ một chiều sử dụng chổi than thường gồm các cuộn dây được sắp xếp xen kẽ, với khoảng cách giữa chúng phụ thuộc vào cấu tạo và số lượng cuộn dây của động cơ Hai đầu cuộn dây sẽ tiếp xúc với cổ góp, và theo nguyên lý hoạt động, mỗi cuộn dây của rotor sẽ được cấp điện Cụ thể, rotor nhận dòng điện từ cổ góp và dẫn nó qua các cuộn dây bên trong.
Cuộn dây được dẫn điện và tác động từ vào stator, làm cho rotor quay Đây là nhiệm vụ chính của rotor trong động cơ, tạo ra chuyển động quay.
Stator của động cơ một chiều có thể là nam châm vĩnh cửu hoặc cuộn dây nam châm, giúp giảm lượng kim loại cần thiết Nhiệm vụ chính của stator là tạo ra từ trường tương tác với rotor Đối với stator nam châm điện, có thể quấn dây theo cách song song hoặc nối tiếp, mỗi phương pháp mang lại những đặc điểm riêng biệt.
Để động cơ một chiều hoạt động hiệu quả, chiều dòng điện của rotor/stator phải luôn được duy trì hợp lý, điều này được thực hiện nhờ bộ phận đổi chiều dòng điện Trong động cơ có chổi than, chổi than làm từ chì dẫn điện và được lò xo đẩy liên tục tiếp xúc với rotor Tuy nhiên, chổi than sẽ bị mòn theo thời gian, yêu cầu người dùng phải thay thế, đây là nhược điểm lớn của loại động cơ này Theo nghiên cứu của Sang Hoon Kim, động cơ chổi than có đường kính 25 - 34 mm có thể hoạt động khoảng 1000 giờ, trong khi đường kính 37 - 60 mm có thể đạt khoảng 2000 giờ, và nếu được thiết kế đặc biệt, thời gian hoạt động có thể kéo dài đến 3000 giờ.
Động cơ chổi than có nhược điểm về tuổi thọ và nguy cơ mất an toàn do tia lửa, cùng với tiếng ồn và hiệu suất giảm do ma sát giữa chổi than và cổ góp Ngoài ra, moment quán tính khi khởi động cũng cao hơn Tuy nhiên, những ưu điểm như cấu tạo đơn giản, nguyên lý hoạt động dễ dàng và chi phí sản xuất thấp đã giúp động cơ này trở nên phổ biến Chỉ cần cấp đúng nguồn điện, động cơ sẽ hoạt động hiệu quả cho đến khi chổi than mòn, làm cho nó trở thành lựa chọn cạnh tranh trong các lĩnh vực yêu cầu chi phí thấp và hiệu quả tương đối.
2.1.1.2 Động cơ một chiều không chổi than BLDC
Sau một thời gian sử dụng động cơ có chổi than, động cơ BLDC đã được phát triển vào năm 1962, mang đến nhiều ưu điểm vượt trội Loại động cơ này gần như hoàn hảo so với các loại động cơ trước đó Trong đồ án này, đặc biệt ở chương hai, chúng ta sẽ tập trung vào nghiên cứu lý thuyết về động cơ BLDC.
Hình 2.2 Động cơ một chiều không chổi than
Trong phần này, chúng ta sẽ so sánh hai loại động cơ một chiều: động cơ BLDC và động cơ có chổi than Qua đó, chúng ta sẽ có cái nhìn tổng quan về cả hai loại động cơ, đồng thời hiểu rõ lý do tại sao động cơ không chổi than đang ngày càng chiếm ưu thế trong nhiều lĩnh vực So sánh sẽ được thực hiện dựa trên các đặc điểm được trình bày trong bảng dưới đây.
Nội dung ĐCMC có chổi than ĐCMC không chổi than
Phần ứng/phần kích từ Rotor/Stator Stator/Rotor
Bộ chuyển mạch đảo chiều sử dụng mạch điều khiển và linh kiện bán dẫn để thực hiện quá trình đảo chiều, trong khi đó, công cụ cơ khí như cổ góp và chổi than cũng đóng vai trò quan trọng trong việc này.
Hiệu suất Cao Trung bình
Bảo trì Rất ít hoặc không Định kỳ theo độ mòn chổi than Đáp ứng động Nhanh Chậm
Dải điều chỉnh tốc độ Cao Thấp Điều khiển Phức tạp Đơn giản
Giá thành Trung bình hoặc cao Thấp
Bảng 2.1 so sánh động cơ một chiều có chổi than và không chổi than, nhấn mạnh sự khác biệt giữa phần ứng, phần kích từ và bộ chuyển mạch của từng loại Việc chuyển từ đảo chiều cơ khí sang đảo chiều điện tử là yếu tố quan trọng, giúp nâng cao dải điều chỉnh tốc độ Đặc biệt, động cơ không chổi than có quán tính khởi động nhỏ hơn và không gặp ma sát ở chổi than, dẫn đến khả năng đáp ứng động nhanh hơn Nhờ vào đảo chiều điện tử, giới hạn tốc độ có thể đạt được và điều chỉnh cũng được nâng cao.
Hình 2.3 Cấu hình động cơ BLDC: (A) Outrunner (B) Inrunner
Mặc dù động cơ BLDC có nhiều ưu điểm, nhưng cũng đối mặt với một số thách thức, đặc biệt là trong việc điều khiển hoạt động của nó Điều này yêu cầu một bộ phận điều khiển phức tạp, dẫn đến việc tăng giá thành của động cơ Tuy nhiên, với những đặc điểm nổi bật, động cơ không chổi than một chiều vẫn rất phù hợp cho các thiết bị quan trọng, nơi yêu cầu hiệu suất và tuổi thọ cao.
Cần phân biệt rõ giữa động cơ BLDC (động cơ không chổi than một chiều) và động cơ PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor) để tránh nhầm lẫn Đường sức từ của động cơ BLDC có hình thang, trong khi đó, động cơ PMSM có đường sức từ hình sin Động cơ PMSM được phân loại là động cơ xoay chiều và đôi khi được gọi là BLAC Những khác biệt nổi bật giữa hai loại động cơ này sẽ được trình bày chi tiết trong bảng 2.2.
Nội dung BLDC Motor PMSM
Sức phản điện động Hình thang Hình sin
Cuốn dây stator Cuốn dây tập trung (Concentrated
Cuốn dây phân bố (Distributed
Winding) Hình dạng dòng điện stator
Mạch điều khiển Chuyển mạch 120ᵒ Chuyển mạch ba pha 180ᵒ
Phương pháp điều khiển Đơn giản Phức tạp
Moment ngắt quãng Đáng kể Tương đối thấp
Giá thành Thấp hơn Cao hơn
Bảng 2.2 So sánh động cơ một chiều không chổi than và động cơ xoay chiều PMSM
Động cơ không chổi than BLDC có cấu tạo chính gồm ba phần: stator, rotor và bộ phận điều khiển Tùy thuộc vào loại động cơ, cảm biến vị trí có thể được gắn thêm trên stator Cấu tạo của động cơ BLDC tương tự như động cơ xoay chiều đồng bộ sử dụng nam châm vĩnh cửu (Permanent Magnet Synchronous Motor).
Stator là bộ phận gồm nhiều cuộn dây đồng quấn quanh lõi sắt hoặc nhôm, được sắp xếp xung quanh trục quay của động cơ Số lượng cuộn dây và cặp cực của rotor thường được thiết kế tương thích để tối ưu hiệu suất Nhiệm vụ chính của stator trong động cơ BLDC là nhận nguồn điện, từ đó hoạt động như một nam châm điện, tạo ra từ trường tương tác với rotor để giúp rotor quay Các yếu tố như cách quấn dây và loại pha động cơ cũng ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất của stator và động cơ.
Động cơ một chiều không chổi than (BLDC) có thể được thiết kế dưới dạng một pha, hai pha hoặc ba pha, với loại ba pha là phổ biến nhất trong cuộc sống hiện nay Số cuộn dây của stator thường là bội số của ba, phản ánh sự phổ biến và ứng dụng rộng rãi của động cơ ba pha Ngoài ra, số lượng cuộn dây còn phụ thuộc vào thiết kế của rotor và tổng thể động cơ Trong bài viết này, chúng ta sẽ tập trung vào động cơ BLDC ba pha.
Ứng dụng của động cơ BLDC
2.2.1 Ứng dụng chung Động cơ BLDC nói chung có tiềm năng ở rất nhiều lĩnh vực, đặc biệt là các lĩnh vực yêu cầu sự bền bỉ, và tính ổn định cao Hơn nữa nhờ hiệu suất cao, gọn nhẹ, an toàn, động cơ không chổi than được dùng trong lĩnh vực vận chuyển như xe máy điện, ô tô điện di chuyển trong khu vực nhỏ; dùng trong lĩnh vực máy bay không người lái; hệ thống thông khí, giường nằm, xe lăn trong y tế; hệ thống lọc khí, bơm, quạt, máy móc trong quy mô gia đình và dụng cụ chung.
2.2.2 Ứng dụng trong lĩnh vực xe sử dụng động cơ đốt trong
Động cơ BLDC ngày càng được ứng dụng phổ biến trong các lĩnh vực công nghiệp nhằm nâng cao tuổi thọ và hiệu suất hoạt động của thiết bị Sử dụng động cơ này giúp giảm thiểu tiếng ồn, mang lại sự yên tĩnh cho môi trường làm việc Một số hệ thống thường thấy có sử dụng motor BLDC bao gồm trợ lực lái điện, quạt làm mát động cơ và quạt dàn lạnh.
Mặc dù động cơ BLDC có nhược điểm về chi phí sản xuất cao, nhưng ứng dụng của nó ngày càng được chú trọng, đặc biệt trong các hệ thống động cơ ô tô hoạt động thường xuyên Nếu vượt qua rào cản chi phí, động cơ BLDC sẽ hoàn toàn vượt trội so với động cơ chổi than hiện tại, mang lại hiệu suất cao hơn cho xe ô tô.
Động cơ BLDC có nhiều ứng dụng trong các hệ thống điện của xe hơi, bao gồm hệ thống điều hòa, gạt mưa, khóa cửa và điều chỉnh ghế ngồi Ngoài ra, động cơ không chổi than cũng được sử dụng trong các hệ thống trợ lực lái điện, quạt làm mát động cơ và bơm nhiên liệu, góp phần nâng cao hiệu suất và độ tin cậy cho các khâu truyền động trong ô tô.
Động cơ BLDC đang được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống trên xe, đặc biệt là bơm dung dịch làm mát động cơ Hiện nay, bơm làm mát điện trên ô tô đã được thiết kế để bơm dung dịch làm mát và chất chống đông cho nhiều loại xe khác nhau Thông thường, bơm này hoạt động bằng motor BLDC với các mức điện áp 12V, 24V hoặc 48V Đây là một bộ phận quan trọng trong hệ thống làm mát của ô tô, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất làm việc của động cơ Chất lượng và hoạt động của bơm làm mát quyết định đến hiệu quả làm việc của xe.
Bộ điều khiển điện tử của động cơ BLDC cho phép kiểm soát bơm làm mát thông qua tín hiệu bên ngoài, giúp điều khiển hiệu quả hơn Các vấn đề như khởi động/dừng, tốc độ, dòng môi chất và áp suất có thể được xử lý và cải thiện Hệ thống này còn cung cấp khả năng phòng chống bơm chạy khô, chống khóa rotor và các tình huống khác Bơm làm mát thường sử dụng điều khiển PWM với giao tiếp CAN/LIN trên xe ô tô, đồng thời có thể áp dụng nhiều phương thức giao tiếp khác.
Việc sử dụng động cơ BLDC trong bơm làm mát mang lại hiệu quả vượt trội so với bơm cơ khí truyền thống Những ưu điểm nổi bật của động cơ BLDC bao gồm hiệu suất cao, tiết kiệm năng lượng và độ bền tốt, giúp cải thiện hiệu quả hoạt động của hệ thống làm mát.
Bơm sử dụng động cơ BLDC mang lại khả năng điều khiển chính xác, phù hợp với các khoảng hoạt động của động cơ và chế độ xe Thiết kế lắp đặt trở nên thuận tiện hơn do không cần dẫn động từ động cơ bằng dây đai Hơn nữa, tuổi thọ của bơm cũng được nâng cao nhờ vào các ưu điểm vượt trội của hệ thống điện tử trong động cơ BLDC.
Bơm làm mát sử dụng động cơ BLDC giúp tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu tác động đến động cơ Với khả năng hoạt động độc lập mà không cần động cơ dẫn động, bơm làm mát BLDC trở thành một bộ phận thiết yếu trên xe điện.
Bơm cơ khí thường gặp khó khăn trong việc dừng lại do động cơ hoạt động liên tục, đặc biệt khi môi chất không cần làm mát, như trong thời tiết lạnh mùa đông Điều này dẫn đến hiệu quả làm mát phụ thuộc vào tốc độ của động cơ, gây hao tổn năng lượng Tuy nhiên, việc sử dụng động cơ BLDC giúp khắc phục nhược điểm này, cho phép bơm được điều khiển bật, tắt và hoạt động phù hợp với nhiệt độ của môi chất làm mát.
Bơm làm mát sử dụng động cơ BLDC giúp giảm tiếng ồn, tăng hiệu suất hoạt động và giảm hao phí truyền động cơ khí Ngoài ra, kích thước và khối lượng của bơm cũng được tối ưu hóa, góp phần giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ của xe Cụ thể, trong chu trình lái NEDC, bơm này giúp giảm 2% năng lượng tiêu thụ.
Bơm làm mát điện giúp tăng tốc quá trình hâm nóng động cơ khi xe khởi động lạnh bằng cách giảm lưu lượng môi chất làm mát Điều này không chỉ giúp động cơ nhanh nóng hơn mà còn giảm tiêu thụ nhiên liệu và khí thải, góp phần bảo vệ môi trường.
Nguy cơ rò rỉ ở bơm làm mát điện đã được giảm đáng kể so với bơm cơ khí Trong bơm cơ khí, gioăng chống nước tiếp xúc với chất lỏng làm mát và chịu tác động từ trục bơm quay liên tục, điều này có thể dẫn đến rò rỉ Do đó, bơm điện mang lại hiệu suất cao hơn và giảm thiểu rủi ro liên quan đến rò rỉ.
Động cơ BLDC được sử dụng cho bơm có tuổi thọ và độ tin cậy thấp hơn so với các loại động cơ khác Chúng hoạt động dựa trên sự tương tác từ trường giữa rotor và stator, giúp loại bỏ nhu cầu sử dụng gioăng để ngăn nước như ở động cơ cơ khí Mặc dù cần gioăng để ngăn nước với stator, nhưng do stator không phải là bộ phận chuyển động, tuổi thọ của động cơ được cải thiện đáng kể.
2.2.3 Ứng dụng trong lĩnh vực xe điện
Trong bối cảnh phát triển xe điện, đây là xu hướng tất yếu của ngành công nghiệp ô tô khi đối mặt với các vấn đề môi trường do nhiên liệu hóa thạch Các xe điện thường sử dụng các bộ phận điều khiển điện tử, với động cơ không chổi than BLDC là lựa chọn phổ biến nhờ vào khả năng ứng dụng cao Động cơ BLDC đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp công suất cho xe điện, mặc dù công suất thường lớn hơn 1kW, vượt quá phạm vi của nghiên cứu này Để chiếm lĩnh thị trường, động cơ BLDC phải cạnh tranh với các loại động cơ khác như Induction Motor và động cơ nam châm vĩnh cửu Với ưu điểm về mật độ công suất, hiệu suất và độ tin cậy, động cơ một chiều không chổi than đang được ưa chuộng trên nhiều dòng xe hiện nay Mặc dù có sự khác biệt trong việc điều khiển và lắp đặt giữa xe điện và xe thường, các hệ thống vẫn có nhiều điểm tương đồng khi sử dụng động cơ BLDC.
Các phương pháp điều khiển động cơ BLDC
Để điều khiển động cơ BLDC, có hai phương pháp chính là phương pháp sáu bước (Six-step Commutation) và phương pháp FOC (Field-oriented Control) Việc sử dụng cảm biến vị trí rotor là yếu tố quyết định trong việc lựa chọn phương pháp điều khiển, và cảm biến này có thể áp dụng cho cả hai phương pháp trên.
Nhưng ngược lại, rất khó để không dùng cảm biến khi điều khiển động cơ bằng phương thức FOC.
Trong phần này, chúng ta sẽ tổng quan về hai phương pháp điều khiển động cơ BLDC, với trọng tâm là phương pháp điều khiển sáu bước (Six-step Commutation) do đây là lựa chọn cho phần cứng Chương ba sẽ cung cấp chi tiết về lập trình, hoạt động và lý do lựa chọn phương thức điều khiển này.
2.3.1 Phương pháp sáu bước (Six-step Commutation)
Cách thức điều khiển sáu bước (Six-step Commutation) cho phép động cơ hoạt động qua sáu bước, trong đó các vị trí linh kiện bán dẫn được điều khiển để cấp điện cho stator Mỗi bước, còn gọi là bước cấp điện (Commutation Step), có thể cấp điện cho hai hoặc ba cuộn dây, nhưng thường chỉ sử dụng hai cuộn cùng lúc Phương pháp này đơn giản hóa lập trình và cho phép điều khiển động cơ dựa vào sức phản điện động Cảm biến vị trí không bắt buộc trong hệ thống, và nếu không sử dụng, cuộn dây không cấp điện có thể thu thập tín hiệu sức phản điện động để tính toán vị trí rotor Tuy nhiên, việc quyết định sử dụng cảm biến hay không phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau.
Hình 2.23 Điểu khiển động cơ BLDC phương pháp sáu bước
Phương pháp hình thang, hay còn gọi là Trapezoidal Method, được áp dụng trong việc điều khiển động cơ PMSM do đặc tính hình dạng của đường sức từ Đường sức từ của loại động cơ này có hình dạng sin, và đôi khi được gọi theo tên tương ứng Đây là phương pháp chính để điều khiển phần cứng trong đồ án, và lý do cho việc sử dụng phương pháp này sẽ được giải thích chi tiết hơn ở chương sau.
2.3.2 Phương pháp FOC (Field-oriented Control)
Phương pháp điều chế vector (FOC) là một kỹ thuật quan trọng trong việc điều khiển động cơ PMSM và động cơ AC, và đôi khi cũng được áp dụng cho động cơ BLDC để nâng cao hiệu suất hoạt động ở mọi dải tốc độ FOC chủ yếu được sử dụng để điều khiển tốc độ và mô-men xoắn, cũng như vị trí của động cơ Đặc điểm nổi bật của phương pháp này là không có cuộn dây nào được cấp điện trong bất kỳ giai đoạn nào của chu kỳ quay, do đó yêu cầu sử dụng cảm biến để xác định vị trí rotor Tuy nhiên, việc lập trình điều khiển cho phương pháp FOC khá phức tạp và đòi hỏi kỹ thuật cao.
Động cơ sử dụng phương pháp này không gặp hiện tượng giật khi quay nhờ vào việc điều khiển đứt quãng từng giai đoạn Khác với cách sáu bước, nơi moment động cơ dao động liên tục và nghiêm trọng nhất ở vòng thay thấp, động cơ này hoạt động với moment ổn định liên tục Điều này không chỉ giúp động cơ hoạt động hiệu quả hơn mà còn giữ được từ trường của các cuộn dây stator ở hướng và giá trị thích hợp, từ đó giúp rotor quay ổn định và giảm năng lượng tiêu hao.
Hình 2.24 Điểu khiển động cơ BLDC phương pháp FOC
Sơ đồ khối hệ thống
Sơ đồ khối dưới đây tóm tắt nguyên lý hoạt động của mô hình đồ án, bao gồm ba bộ phận chính: bộ điều khiển, bộ chuyển mạch và động cơ một chiều không chổi than.
Hình 2.25 Sơ đồ khối hệ thống
Việc điều khiển động cơ BLDC trong đề tài này sử dụng phương pháp điều khiển vòng lặp kín, cho phép phản hồi tín hiệu từ động cơ về bộ điều khiển Trong khi đó, phương pháp vòng lặp hở không yêu cầu tín hiệu phản hồi, dẫn đến việc không cần cảm biến vị trí Tuy nhiên, nếu có tác động làm thay đổi vị trí rotor, bộ điều khiển sẽ khó xác định được, ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc Do đó, phương pháp vòng lặp hở có hạn chế trong ứng dụng so với vòng lặp kín.
Vòng lặp kín là phương pháp điều khiển phổ biến cho động cơ điện trong ô tô, mang lại sự ổn định và đáng tin cậy Nhờ vào các tín hiệu gửi về bộ điều khiển, chúng ta có thể lập trình để xử lý nhiều tình huống ảnh hưởng đến động cơ, điều mà các phương pháp khác khó thực hiện Bộ điều khiển có nhiệm vụ quan trọng trong việc gửi và đảm bảo tín hiệu để điều khiển chuyển mạch, với các tín hiệu từ cảm biến gắn trên động cơ và cảm biến dòng điện Từ đó, bộ điều khiển sẽ xuất tín hiệu phù hợp đến bộ chuyển mạch tiếp theo.
Khối chuyển mạch bao gồm 6 linh kiện MOSFET, đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển hoạt động của động cơ Qua sáu bước điều khiển, các MOSFET này sẽ dẫn hoặc ngắt điện, cung cấp nguồn điện một chiều 24V cho động cơ So với động cơ một chiều có chổi than, khối chuyển mạch này mang lại sự khác biệt nhờ vào việc tích hợp bộ chuyển mạch điện tử.
Khối tiếp theo trong chu trình điều khiển là động cơ, có cấu tạo và phương pháp điều khiển khác nhau, đặc biệt là cảm biến vị trí rotor Động cơ thường được sử dụng kèm với cảm biến Hall, một thành phần phổ biến trong ngành ô tô Cảm biến Hall giúp gửi tín hiệu vị trí rotor liên tục về bộ điều khiển Tùy vào loại động cơ, cảm biến có thể được lắp đặt trên stator với các góc cách nhau hoặc gắn trên trục phụ của rotor.
