Chƣơng 3 CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA XE ĐIỆN
3.2 Động cơ điện sử dụng trê nô tô điện
3.2.4.2 Cấu tạo động cơ PM BLDC
Hình 3.36: Cấu tạo động cơ một chiều khơng chổi than [4]
Cấu trúc cơ bản của động cơ một chiều không chổi than nam châm vĩnh cửu đƣợc mơ tả trong hình 3.36. Nó chủ yếu bao gồm một stator kết hợp với cuộn dây phần ứng ba pha và một rotor kết hợp với các cực nam châm vĩnh cửu. So với động cơ cảm ứng, nó tƣơng đối đơn giản hơn vì khơng có lồng sóc và vịng ngắn mạch. Ngồi ra, vì tổn thất nhiệt liên quan trong rotor không đáng kể, nên thƣờng không yêu cầu lắp cánh quạt trên rotor hoặc trục để làm mát bằng khơng khí cƣỡng bức.
Động cơ một chiều không chổi than nam châm vĩnh cửu sử dụng chuyển mạch điện tử để thay thế chuyển mạch cơ học. Do đó, ƣu điểm rõ ràng nhất của động cơ một chiều không chổi than nam châm vĩnh cửu là loại bỏ cổ góp và chổi than, giúp loại bỏ nhiều vấn đề liên quan đến chúng. Động cơ một chiều không chổi than nam châm vĩnh cửu thƣờng sử dụng cuộn dây tập trung thay vì cuộn dây phân tán. Việc sử dụng cuộn dây tập trung đã giúp tiết kiệm vật liệu đồng và tổn thất đồng liên quan [4].
47 Động cơ một chiều không chổi than nam châm vĩnh cửu sử dụng rotor nam châm vĩnh cửu gắn trên bề mặt nhƣ đƣợc mơ tả trong hình 3.37, có những ƣu điểm nhất định về tính đơn giản trong cả cấu trúc và điều khiển. Tuy nhiên, cũng có thể sử dụng các loại rotor nam châm vĩnh cửu cực ẩn khác nhƣ cấu trúc liên kết xuyên tâm và chu vi bên trong.
Hình 3.37: Mặt cắt ngang của động cơ BLDC có nam châm gắn trên bề mặt rotor [4]
Cảm biến Hall
Vì khơng có chổi than trong động cơ PM BLDC nên việc chuyển mạch đƣợc điều khiển bằng điện tử. Để quay động cơ, các cuộn dây của stator phải đƣợc cấp điện theo thứ tự và phải biết vị trí của rotor (tức là cực Bắc và cực Nam của rotor) để cấp điện chính xác cho một bộ cuộn dây stator cụ thể.
Cảm biến vị trí, thƣờng là cảm biến Hall (hoạt động trên nguyên tắc hiệu ứng Hall) thƣờng đƣợc sử dụng để phát hiện vị trí của rotor và biến đổi nó thành tín hiệu điện. Hầu hết các động cơ BLDC sử dụng ba cảm biến Hall đƣợc gắn vào stator để cảm nhận vị trí của rotor.
Đầu ra của cảm biến Hall sẽ là CAO (High) hoặc THẤP (Low) tùy thuộc vào việc cực Bắc hay cực Nam của rotor đi qua gần nó. Bằng cách kết hợp các kết quả từ ba cảm biến, có thể xác định chính xác trình tự cung cấp năng lƣợng [10].