Trong mục 2 8, mô hình toán của SRM được xây dựng gồm các hệ phương trình vi phân của điện áp, từ thông (2 37) ÷ (2 40) Để mô phỏng các đặc tính SRM từ mô hình toán, luận án sử dụng phần mềm MATLAB/Simulink
Sử dụng phần mềm MATLAB/Simulink để mô phỏng đặc tính mômen từ mô hình toán của SRM, kết quả thu được sẽ là đặc tính mômen tĩnh của SRM Với động cơ từ trở có kết cấu là 6/4 hay 12/8 thì đều có chung một mô hình toán vì điều điều khiển theo ba pha dây quấn
Mô hình động cơ được xây dựng gồm 5 đầu vào bao gồm: vị trí rotor, tốc độ quay rotor, điện áp pha A, B, C; và 4 thành phần đầu ra là: Khối dịch vị trí các góc pha và 3 khối mô hình dòng từng pha động cơ Hỗ cảm giữa các pha dây quấn đã được xét đến
42
trong mô hình tính toán điện cảm từng pha của động cơ Mô hình này hoàn toàn có thể áp dụng cho SRM 12/8
Mô hình tổng thể của SRM được thiết lập từ mô hình trên từng pha của động cơ Ban đầu cần thiết lập mô hình tính toán điện cảm và hỗ cảm trên một pha của động cơ và các pha A, B, C có mô hình tương tự nhau Mô hình tính toán điện cảm và hỗ cảm trên pha A của SRM được thiết lập như Hình 2 22 và mô hình tổng thể của động cơ được thiết lập như Hình 2 23
Hình 2 23 Mô hình ba pha SRM
Mô phỏng SRM ba pha 6/4 từ mô hình toán bằng phần mềm MATLAB/Simulink với các khối tính toán đã xét ở trên, thu được các kết quả như sau:
Đặc tính từ thông theo vị trí góc rotor và dòng điện, với các giá trị dòng điện từ 0 đến 60A, bước nhảy là 3A
Hình 2 24 Đặc tính từ thông theo vị trí rotor và dòng điện
Từ thông theo vị trí góc rotor và dòng điện Tại ví trí 0° so với vị trí lệch trục hoàn toàn thì từ thông là nhỏ nhất Từ thông tăng dần khi vị trí rotor càng gần vị trí đồng trục
Dòng điện tăng thì từ thông tăng tại bất kì vị trí nào của rotor Tại vị trí đồng trục, khoảng cách từ thông thu hẹp khi dòng điện tăng do hiện tượng phi tuyến của đường cong B-H Khi từ thông đạt đến trạng thái bão hòa thì dòng điện tăng nhưng từ thông thì không đổi
Từ thông tăng khi vị trí của rotor nằm trong vùng từ 00 đến 450 Trong vùng này mômen của động cơ dương Từ 450 đến 900 thì từ thông giảm, trong vùng này mômen động cơ sinh ra âm Do vậy động cơ có bốn vùng làm việc tương ứng với từng chế độ hoạt động của động cơ, góc phần tư thứ 1,3 là chế độ động cơ và góc phần tư thứ 2,4 là chế độ máy phát
Hỗ cảm của các pha C, B tác dụng lên pha A với SRM ba pha được phân tích như Hình 2 25 và Hình 2 26 Hỗ cảm giữa các pha của động cơ là hàm phi tuyến theo vị trí của rotor và dòng điện Mặc dù so với điện cảm các pha của động cơ SRM thì giá trị hỗ cảm này khá nhỏ nhưng thành phần hỗ cảm này vẫn có tác động đáng kể tới từ thông sinh ra ở các pha qua đó tác động đến dòng điện và gây khó khăn trong việc điều khiển dòng
Đặc tính mômen tĩnh theo vị trí góc quay của rotor và dòng điện với dòng điện 0 đến 60A Đặc tính mômen tĩnh được xây dựng cho một pha dây quấn stator, đặc tính mômen tĩnh trên các pha của SRM là như nhau
Hình 2 27 Đặc tính mômen tĩnh theo vị trí rotor và dòng điện
Hình 2 28 Đặc tính mômen 3D theo vị trí rotor và dòng điện
Như vậy mômen của SRM phụ thuộc vào vị trí rotor và dòng điện Mômen dương sinh ra khi rotor nằm trong góc từ 0° đến 45° so với vị trí lệch trục hoàn toàn Mômen âm sinh ra khi rotor nằm trong góc từ 45° đến 90° so với vị trí lệch trục hoàn toàn Dòng điện tăng thì mômen cũng tăng theo; mômen tăng tỉ lệ bình phương với dòng điện
Khi cho SRM hoạt động bằng việc cấp các xung dòng điện thì mômen có độ nhấp nhô lớn Độ nhấp nhô mômen này do kết cấu cực lồi của stator, rotor và do dòng điện trong các pha dây quấn đóng cắt liên tục với tần số cao Việc tính toán thiết kế với các kích thước, hình dáng cực rotor cũng góp phần đáng kể trong việc giảm thiểu nhấp nhô mômen của động cơ