2. Đánh giá chất lƣợng của Đ.T.T.N ( so vớ in ội dung yêu cầu đã đề ra trong
2.2.1. Mô hình toán của động cơ BLDC
Mô hình toán của đối tƣợng là các mối quan hệ toán học nhằm mục đích mô tả lại đối tƣợng thực tế đó nhƣng dƣới dạng các biểu thức toán học để thuận lợi cho quá trình phân tích, khảo sát, thiết kế. Đối với một động
ω M Mc U1 U2 U3 U1>U2>U3 ω0
21
cơ, mô hình toán học đóng vai trò quan trọng vì mọi khảo sát và tính toán bằng lý thuyết đều dựa trên mô hình toán. Vì vậy mô hình toán là chìa khóa để mở ra mọi vấn đề trong quá trình tính toán thiết kếcho động cơ.
Để thực hiện xây dựng mô hình toán thì cần phải đƣa động cơ BLDC về các thành phần điện tử cơ bản. Hình 2.5 là mô hình mạch điện trong động cơ gồm có ba cuộn dây stator đƣợc ƣớc lƣợng bởi điện trở Ravà điện cảm La. Vì ba cuộn dây của stator đƣợc đặt cạnh nhau nên tất nhiên sẽ xảy ra hiện tƣợng hỗ cảm giữa ba cuộn dây này với nhau. Sự hỗ cảm giữa các cuộn dây stator đƣợc thể hiện qua đại lƣợng M. Mặt khác do rotor của BLDC làm bằng nam châm vĩnh cửu nên khi rotor này quay sẽ quét qua các cuộn dây của stator, hai từtrƣờng này sẽ tƣơng tác với nhau. Vì vậy các đại lƣợng ea, eb, ec thể hiện sự tƣơng tác giữa từ trƣờng của rotor và từ trƣờng của các cuộn dây trên stator, biên độ của các sức phản điện động này là bằng nhau có giá trịlà E. Do các nam châm đều làm bằng vật liệu có suất điện trở cao nên có thể bỏ qua dòng cảm ứng rotor.
22
Ba cuộn dây trên stator có điện trở lần lƣợt là Ra, Rb, Rc, La, Lb, Lc lần lƣợt là điện cảm của các cuộn dây, Lab, Lbc, Lca là hỗ cảm giữa các cuộn dây tƣơng ứng.
Phƣơng trình vi phân điện áp ba pha của động cơ BLDC ở dạng ma trận:
Nhƣng do các pha đối xứng nhay nên các giá trị điện trở, điện cảm, hỗ cảm của ba cuộn dây bằng nhau
Ra = Rb = Rc = R; La = Lb = Lc = L; Lab = Lbc = Lca = M Ta nhận đƣợc mới ở dạng ma trận:
Do ba cuộn dây trên stator đấu sao nên: ia + ib + ic = 0 Suy ra: M.ia + Mib = -Mic
Triển khai ra, ta có phƣơng trình vi phân điện áp ba pha stator động cơ BLDC nhƣ sau:
23
Ta có mô hình thu gọn của động cơ BLDC:
Hình 2.6: Mô hình thu gọn của động cơ BLDC
Ta đã đƣa ra đƣợc mô hình toán của động cơ BLDC nhƣng không chú ý tới ảnh hƣởng của độ tự cảm lên dạng dòng điện. Sự tồn tại của cảm ứng cuộn dây đã làm dạng dòng điện bớt thẳng đứng hơn mà có dạng nhƣ sau:
24
Hình 2.7: Dạng dòng điện và SĐĐ của các pha động cơ BLDC khi chú ý tới tự cảm cuộn dây