Sử dụng công cụ phần mềm Ansys Maxwell để mô phỏng động cơ BLDC rotor ngoài (Thông số động cơ được thể hiện ở phần phụ lục 3) với hai thông số khảo sát: chiều rộng miệng rãnh bs0và độ phủ nam châm α theo bảng 3.1
Bảng 3.1.Thông số khảo sát bs0 và 𝛼
Thông số Ký hiệu Khoảng giá trị Bước khảo sát Đơn vị
Chiều rộng miệng rãnh bs0 2-4 0,5 mm
Độ phủnam châm α 60-80 2,5 %
Từ các kết quả mô phỏng có thể quan sát ảnh hưởng của hai thông số chiều rộng miệng rãnh, độ phủ nam châm đến giá trị mô men đập mạch và các thông số khác của động cơ nhằm đảm bảo giả thiết ban đầu.
Trong hình 3.4 ta thấy quan hệ phi tuyến giữa chiều rộng miệng rãnh và độ phủ nam châm. Hình 3.5 thể hiện sự chênh lệch giữa giá trị lớn nhất (𝑏𝑠0 = 4𝑚𝑚; 𝛼 = 80%) và nhỏ nhất (𝑏𝑠0 = 2𝑚𝑚; 𝛼 = 70%) khoảng 10 lần.
Hình 3.5. Giá trịmômen đập mạch lớn nhất và nhỏ nhất của động cơ BLDC
(---: Mômen đập mạch ứng với bs0=4mm và α=0,8; —: Mômen đập mạch ứng với bs0=2mm và α=0,7)
Hình 3.7. Tốc độđịnh mức động cơ BLDC theo bs0 và α
Kết quả mô phỏng trong hình 3.6 cho thấy với dải phân tích đã lựa chọn thì giá trị của từ thông khe hở không khí nằm trong khoảng từ 1-1,06 T. Với giá trị này, hoàn toàn có thể thiết kế kích thước rãnh stator sao cho vẫn đảm bảo vật liệu thép làm việc trong vùng tuyến tính.
Hình 3.8. Mật độ từthông trong động cơ BLDC tại bs0=2mm và α=0,7
Từ những kết quả mô phỏng trên hình 3.7, 3.8 có thể thấy tồn tại một cặp giá trị
(𝑏𝑠0; 𝛼) sao cho đạt được kết cấu của động cơ mà ở đó mô men đập mạch có giá trị rất nhỏ. Cặp giá trị này cho thấy mô men đập mạch tỷ lệ thuận với chiều rộng của miệng rãnh và kèm theo là nam châm phủ phần lớn chiều dài bước cực. Điều này là phù hợp vì khi miệng rãnh lớn, chênh lệch không gian giữa phần dẫn từ và không dẫn từ ở mũ răng trở nên đáng kể. Bên cạnh đó, nam châm càng dài so với bước cực
thì khả năng về việc đường sức từ tìm cách thỏa mãn tính chất đường đi ngắn nhất sẽ phát huy tác dụng trong việc tạo ra biến thiên mãnh liệt trong vùng không gian gần kề khe ngăn cách nam châm. Điều này làm gia tăng biến thiên từ thông đập mạch trong khe hở không khí. Từ đó dẫn đến việc gia tăng mô men đập mạch.