CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
2.3. Động cơ PMSM
2.3.1. Cấu tạo động cơ PMSM
PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor) là loại động cơ xoay chiều đồng bộ, có tốc độ quay của rotor bằng tốc độ quay của từ trường stator, do đó có tính ứng dụng cao trong công nghiệp bởi vì có những ưu điểm như: cấu trúc đơn giản, công suất cao, thực tiễn, dễ điều khiển [59]…Việc điều khiển tốc độ động cơ dựa trên
việc lấy thông số góc quay của rotor bằng các loại cảm biến tốc độ hoặc sử dụng các thuật toán để ước lượng tốc độ (sensorless) với những thông số điều khiển có sẵn, từ đó có thể chủ động cải thiện đặc tính thực tế bền vững của động cơ. Động cơ PMSM bao gồm hai thành phần chính: phần đứng yên (stator) và phần di động gắn với trục động cơ (rotor).
Phần stator bao gồm khung kim loại hình trụ, thường có ba cuộn dây được đặt quanh các lõi cực từ, kết nối theo kiểu hình sao (hoặc tam giác) nằm trong các khe giữa các rãnh để tạo ra lực từ thông khi có nguồn điện AC cung cấp vào chúng.
Phần rotor làm bằng nam châm được gắn ở bề mặt hoặc bên trong để tạo ra lực từ, các nam châm này thường được làm bằng nam châm vĩnh cửu: neodymium- boron-sắt, mamarium-coban hoặc ferrite, chúng được gắn bằng chất kết dính trên bề mặt lõi rotor sao cho từ trường được hướng xuyên qua khe hở không khí hoặc được thiết kế sao cho chúng chèn vào bề mặt lõi rotor hay quay các khe ngay bên dưới bề mặt, một kiểu khác là nam châm định hướng theo chu vi được đặt trong các khe xuyên tâm cung cấp từ thông cho các cột sắt từ đó thiết lập một từ trường xuyên tâm trong khe hở không khí, chúng được gắn với trục của động cơ để truyền mô-men xoắn cho các thiết bị bên ngoài.
Hình 2.5. Rotor và stator động cơ PMSM [14]
2.3.2. Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của động cơ PMSM có thể được hiểu bằng cách xem xét các cuộn dây stator được kết nối với nguồn cấp là dòng điện xoay chiều ba pha. Dưới tác dụng của dòng điện, trong stator hình thành một từ trường xoay có tốc độ 120f/p mỗi phút (f là tần số dòng điện, p là số cặp cực). Khi từ trường có sẵn do nam châm vĩnh cửu tạo ra trong rotor có tốc độ quay bằng tốc độ quay từ trường tạo ra trong stator và không có mô-men tải, hai từ trường này có xu hướng thẳng hàng với nhau.
Khi kéo tải, rotor trượt một vài độ so với tốc độ quay của từ trường stator, mô-men xoắn được hình thành và tiếp xúc bị kéo bởi từ trường này. Góc lệnh từ trường tăng khi mô-men tải tăng, và đạt cực đại khi từ trường rotor tụt lại so với từ trường stator một góc 900.
Hình 2.6. Nguyên lý hoạt động của động cơ PMSM [14]