Vì các lá thép mỏng và được cách điện, nên không đủ khép kín mạch điện để tạo dòng xoáy trong mạch từ, dẫn đến giảm được tổn hao do dòng Foucalt một cách đáng kể.
Các lá thép mỏng đảm bảo khả năng dẫn từ của mạch. Tuy nhiên để đảm bảo diện tích dẫn từ như tính toán thì một khái niệm được đưa ra là hệ số ép chặt của lõi thép, là tỉ số giữa tiết diện vật liệu từ tính trên tổng tiết diện mạch từ. Hệ số này có giá trị khoảng 0,94 - 0,97 với công nghệ chế tạo động cơ hiện nay.
kst =Tổng tiết diện vật liệu từ tính
Tổng tiết diện mạch từ (1.25) Trong động cơ một chiều không chổi than nam châm vĩnh cửu, tổn thất của động cơ không phân bố đều theo thể tích của vật liệu và khác nhau về hình dáng, tần số của dạng sóng kích thích. Dường như với cơ sở dữ liệu vật liệu trong hình 1.30 khó áp dụng vào trong tính toán tổn thất cho loại động cơ nam châm vĩnh cửu nói chung và động cơ BLDC nói riêng một cách chính xác. Vì vậy, phải tiếp tục sử dụng các phương pháp xấp xỉ để tính tổn thất của lõi.
1.4.3. Nam châm vĩnh cửu
Nam châm vĩnh cửu có thể tạo ra từ thông trong một khe hở không khí mà không bị tiêu tán công suất điện. Đặc tính hoạt động cơ bản của nam châm vĩnh cửu được đưa ra bằng đường cong khử từ trong góc phần tư thứ hai của mặt phẳng B − H
như trong hình 1.33. Khi một nam châm vĩnh cửu đã được từ hóa, nó vẫn bị nhiễm từ ngay cả khi cường độ từ trường đặt vào giảm xuống bằng không.
Hình 1.33. Đặc tính khử từnam châm [59]
Mật độ từ trường tại điểm này được gọi là mật độ từ dư Br. Nếu đặt cường độ từ trường ngược thì mật độ từ thông giảm. Nếu từ trường ngược đủ lớn, mật độ từ thông bằng không. Cường độ từ trường tại giá trị này được gọi là lực kháng từ Hc. Điểm hoạt động của nam châm vĩnh cửu là giao điểm giữa đường cong B − H ở
mạch từ ngoài (đường tải) với đường cong khử từ nam châm vĩnh cửu. Điểm hoạt động di chuyển dọc theo đường cong khử từ với những thay đổi của từ trường bên ngoài (hình 1.34)
Hình 1.34. Ảnh hường từtrường ngoài lên điểm làm việc nam châm[59]
Giá trị tuyệt đối của tích số mật độ từ thông B với cường độ từ trường H tại mỗi điểm dọc theo đường cong khử từ có thể được biểu diễn bằng tích năng lượng [60] và đại lượng này là một trong những chỉ số về cường độ của nam châm vĩnh cửu.
Nam châm vĩnh cửu thế hệ mới cho năng lượng cao, đường cong khử từ ở nhiệt độ môi trường là tuyến tính. Nó chỉ cho thấy một điểm uốn cong đáng chú ý ở nhiệt độ cao hơn. Kết quả là điểm hoạt động nam châm vĩnh cửu đất hiếm thế hệ mới có thể dễ dàng được thiết kế nằm trong vùng tuyến tính của đường cong khử từ. Đây là một trong những ưu điểm chính của nam châm vĩnh cửu thế hệ mới năng lượng cao hơn nam châm vĩnh cửu thông thường trong các thiết kế cho các ứng dụng kỹ thuật.
Tác dụng của từ trường phần ứng lên nam châm vĩnh cửu là từ hóa hoặc khử từ. Vì đường cong khử từ của một số nam châm vĩnh cửu có điểm uốn, nên có giới hạn đối với từ trường phần ứng tối đa cho phép. Việc lựa chọn vật liệu từ tính thích hợp là rất quan trọng đối với kinh tế cũng như cân nhắc về hiệu suất động cơ. Về cơ bản có ba loại nam châm vĩnh cửu khác nhau được sử dụng trong động cơ PM:
✓ Alnico
✓ Gốm (Ferrite)
✓ Vật liệu đất hiếm, tức là Sm-Co và NdFeB.