Công suất định mức 300W, tốc độ động cơ là 10.000 vòng phút. Do hai đầu trục động cơ là hai ổ đỡ từ hướng kính không có tiếp xúc giữa phần tĩnh và phần quay như các lại vòng bi cơ thông thường, nên động cơ phải tích hợp thêm một ổ đỡ từ dọc trục (giữ cho trục quay không có chuyển động dọc trục – trong luận án không
Hình 4.1: Cấu trúc của thí nghiệm điều khiển ổ đỡ từ hướng kính
đề cập sâu về loại động cơ này). Sơ đồ cấu trúc của loại động cơ điện này được mô tả như trong Hình 4.2 sau đây:
- Cấu tạo: Động cơ bao gồm một rotor dạng đĩa và hai stator bố trí hai bên (kiểu bánh sandwich).
Rotor: Thường được chế tạo từ các lá thép kỹ thuật điện và có dạng hình đĩa, kích thước của rotor cần được xác định tối ưu với công suất thiết kế để đảm bảo tính động học tốt nhất cho động cơ. Trong thực tế ở dải công suất nhỏ, rotor của động cơ thường được chế tạo ở dạng nam châm vĩnh cửu để giảm kích thước cũng như tăng cường mật độ công suất cho động cơ. Kích thước và vị trí của các phiến nam châm vĩnh cửu có ảnh hưởng lớn đến khả năng sinh mô men, lực nâng và chất lượng của chúng.
Stator: Bao gồm lõi thép kỹ thuật điện và các cuộn dây ba pha. Để đảm bảo khả năng thu nhỏ kích thước của động cơ mà không gây ra bão hòa mạch từ, loại thép silicon thường được sử dụng để chế tạo lõi stator. Lõi stator có thể được chế tạo ở dạng 3, 6, 9 hay 12 cực, khi số cực càng lớn thì chất lượng của mô men và lực nâng càng cao, tuy nhiên việc gia công sẽ đòi hỏi chi phí cao hơn. Các cuộn dây stator sử dụng dây đồng và cuốn ở dạng tập trung. Số lượng cuộn dây sẽ tương đương với số cực của lõi stator.
Khung động cơ cố định stator: do động cơ bao gồm 2 stator riêng biệt do đó khung động cơ có nhiệm vụ gắn kết các stator thành một khối để đảm bảo khả năng làm việc ổn định ở tốc độ cao.
- Nguyên lý làm việc:
Khi điện áp ba pha được cấp cho các cuộn dây stator thì chúng sẽ sinh ra từ
Hình 4.2: Sơ đồ cấu trúc của động cơ đồng bộ từ thông dọc trục tích hợp chức năng ổ đỡ từ dọc trục
trường quay ở khe hở không khí giữa stator và rotor, từ trường này sẽ tương tác với từ trường của rotor để tạo ra các mô men quay và các lực hấp dẫn. Mô men quay tổng của động cơ sẽ bao gồm các thành phần do các stator gây ra, còn lực chuyển động dọc trục chính là sai lệch giữa các lực hấp dẫn. Cụ thể như hình 4.2: Hai stator ở hai bên của rotor, có cuộn dây ba pha tạo ra từ trường quay trong khe hở không khí. Từ trường quay sinh ra mômen quay trên rotor và tạo ra lực hút giữa rotor và stator.
4.1.2. Ổ đỡ từ hướng kính: Được minh họa trên hình 4.3. Các bộ phận chính của cơ cấu chấp hành ổ đỡ từ ngang trục gồm có: