พัฒนาสถานีทดสอบเพื่อการศึกษาและวิจัยเกี่ยวกับการออกแบบและสร้างระบบควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้าสำหรับรถยนต์ไฟฟ้ายุคใหม่ในยุคของการเปลี่ยนผ่านเทคโนโลยีจากเครื่องยนต์สันดาปภายในไปสู่มอเตอร์ไฟฟ้าประสิทธิภาพสูง

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้นำเสนอการพัฒนาสถานีทดสอบเพื่อการศึกษาและวิจัยเกี่ยวกับการออกแบบและสร้างระบบควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้าสำหรับรถยนต์ไฟฟ้ายุคใหม่ในยุคการเปลี่ยนผ่านเทคโนโลยีจากเครื่องยนต์สันดาปภายในไปสู่มอเตอร์ไฟฟ้าประสิทธิภาพสูง โดยเสนอเทคโนโลยีของมอเตอร์ไฟฟ้าประกอบด้วย 1. มอเตอร์กระแสตรงชนิดไร้แปรงถ่าน (Brushless DC Motor: BLDC), 2. มอเตอร์เหนี่ยวนำ (Induction Motor), 3. มอเตอร์ซิงโครนัสชนิดแม่เหล็กถาวรแบบ Surface Mounted Permanent Magnet Motor (SPMSM), 4. มอเตอร์ซิงโครนัสชนิดแม่เหล็กถาวรแบบ (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM), และ 5. มอเตอร์ซิงโครนัสชนิดแม่เหล็กถาวรช่วย (Permanent Magnet Assisted Synchronous Reluctance Motor: PMA-SynRM) ซึ่งเทคโนโลยีมอเตอร์ที่นำเสนอถูกนำมาใช้ในการขับเคลื่อนยานพาหนะไฟฟ้าสมัยใหม่ในปัจจุบัน มอเตอร์เหล่านี้มีคุณสมบัติที่แตกต่างกันโดยมีการนำเสนอรายละเอียดของโครงสร้างและระบบการขับเคลื่อนในวิจัยนี้ รวมถึงการออกแบบส่วนประกอบเกี่ยวข้องต่างๆ ในระบบขับเคลื่อนมอเตอร์ที่นำเสนอเช่น วงจรเซ็นเซอร์วัดมุมของโรเตอร์, วงจรวัดแรงดันกระแสตรง, วงจรวัดกระแส, วงจรขับเกต ฯลฯ ได้ถูกกล่าวถึงในงานวิจัยนี้ด้วย ด้วยโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้นของมอเตอร์สมัยใหม่ที่ถูกใช้ในการทดลองในงานวิจัยนี้ ส่งผลให้การเริ่มหมุนและการควบคุมมีความซับซ้อนขึ้น ตลอดจนการสร้างแบบจำลองคณิตศาสตร์ของมอเตอร์ที่ใช้ในการศึกษามีความซับซ้อน การควบคุมมอเตอร์ที่ใช้ในการทดลองด้วยระบบควบคุมแบบดั้งเดิมจึงไม่สามารถให้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุดได้ ดังนั้นระบบควบคุมแบบไม่เป็นเชิงเส้นจึงได้กล่าวถึงในงานวิจัยนี้ ส่งผลการควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้าที่นำมาใช้ต้องดำเนินการด้วยระบบหน่วยประมวลผลสัญญาณที่มีประสิทธิภาพสูง ดังนั้นหน่วยประมวลผลสัญญาณดิจิทัลประสิทธิภาพสูงจึงถูกนำมาใช้ในงานวิจัยนี้เพื่อให้ได้ระบบควบคุมที่มีประสิทธิภาพต่อมอเตอร์ไฟฟ้าสมัยใหม่ในยานพาหนะไฟฟ้า ผลการวิจัยนำเสนอเทคโนโลยีมอเตอร์ไฟฟ้าทั้งหมด 5 เทคโนโลยี ที่นำมาใช้ในรถไฟฟ้าในปัจจุบัน แบบจำลองของมอเตอร์ทั้งหมดถูกนำเสนอในงานวิจัยนี้เพื่อที่จะออกแบบระบบควบคุมที่เหมาะสมทั้งระบบควบคุมแบบเชิงเส้นและไม่เป็นเชิงเส้น ผลการวิจัยพบว่าเมื่อโครงสร้างของมอเตอร์ไฟฟ้าที่มีความซับซ้อนขึ้น เช่นมอเตอร์ชนิด PMa-SynRM ระบบควบคุมแบบพีไอ หรือระบบควบคุมแบบเชิงเส้นไม่สามารถให้ประสิทธิภาพที่ดีกับมอเตอร์ชนิดนี้ได้ ผลการทดสอบถูกนำเสนอในงานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสารระบบนานาชาติที่มีผลกระทบสูง ระบบขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้าและส่วนประกอบต่างๆ ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยการทดสอบจริงและมีการนำเสนอในงานประชุมวิชาการทั้งระดับชาติและนานาชาติจำนวน 4 เรื่อง ซึ่งนี่เป็นข้อมูลเชิงประจัก สรุปผลที่ได้จากงานวิจัยที่มีประโยชน์ต่อการพัฒนาระบบขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้าสมัยใหม่ประกอบด้วย 1. เทคโนโลยีมอเตอร์ไฟฟ้าประกอบด้วย มอเตอร์กระแสตรงไร้แปลงถ่าน, อินดักชั่นมอเตอร์, มอเตอร์ซิงโครนัสชนิดแม่เหล็กถาวร 3 ชนิดคือ SPMSM, IPMSM, และ PMa-SynRM 2. แบบจำลองของมอเตอร์ไฟฟ้าสมัยใหม่ด้วยโปรแกรมคณิตศาสตร์คือ Matlab/Simulink เพื่อใช้ในการจำลองการทำงานและการออกแบบระบบควบคุมทั้งที่เป็นเชิงเส้นและไม่เป็นเชิงเส้น 3. ระบบอินเวอร์เตอร์และคอนเวอร์เตอร์ที่ใช้ในการจ่ายพลังงานให้กับมอเตอร์ไฟฟ้าสมัยใหม่ในงานยานพาหนะไฟฟ้า

คำสำคัญ