Như vậy mơmen của SRM phụ thuộc vào vị trí rotor và dịng điện. Mơmen dương sinh ra khi rotor nằm trong góc từ 0° đến 45° so với vị trí lệch trục hồn tồn. Mơmen âm sinh ra khi rotor nằm trong góc từ 45° đến 90° so với vị trí lệch trục hồn tồn. Dịng điện tăng thì mơmen cũng tăng theo; mơmen tăng tỉ lệ bình phương với dịng điện.
Khi cho SRM hoạt động bằng việc cấp các xung dịng điện thì mơmen có độ nhấp nhơ 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 tốn 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.
47
2.10 Kết luận chương 2
SRM là loại động cơ có kết cấu đơn giản, hoạt động trên nguyên tắc “từ trở tối thiểu”, mômen điện từ của động cơ này có tính chất từ trở. Động cơ có thể làm việc ở cả chế độ động cơ và chế độ máy phát. Mơmen của động cơ hình thành trong q trình điện cảm biến thiên từ vị trí lệch trục hồn tồn của cực rotor và cực stator đến vị trí đồng trục hồn tồn.
SRM có độ nhấp nhơ mơmen lớn do kết cấu bản thân động cơ và do động cơ hoạt động trên cơ sở phải đóng, cắt chuyển mạch dịng điện giữa các pha dây quấn.
Mơ hình tốn SRM được xây dựng trên phần mềm MATLAB/Simulink. SRM được mơ hình hóa bằng hệ các phương trình điện áp, từ thơng, mơmen. Thơng qua mơ hình tốn có thể mơ phỏng các đặc tính điện cảm, mơmen của SRM.
Các kết quả mô phỏng cho thấy điện cảm và mômen của SRM là hàm của cả vị trí góc quay rotor và dòng điện; hỗ cảm ảnh hưởng giữa các pha rất nhỏ; khi dòng điện tăng cao, mạch từ đến trạng thái bão hòa, lúc này dịng điện tăng nhưng từ thơng lại khơng đổi; mômen tăng tỉ thuận với dòng điện.
48
CHƯƠNG 3 MƠMEN TRUNG BÌNH VÀ NHẤP NHƠ MƠMEN TRONG SRM
3.1 Phân tích và tính tốn điện cảm
Mơmen của SRM sinh ra hồn tồn phụ thuộc vào sự biến thiên của điện cảm theo vị trí góc rotor; điện cảm phụ thuộc vào cả dịng điện và vị trí góc rotor. Để có thể tính tốn được mơmen trung bình và phân tích nhấp nhơ mơmen trong SRM thì cần phải tính tốn điện cảm cực đại tại vị trí đồng trục; điện cảm cực tiểu tại vị trí lệch trục; phân tích đặc tính điện cảm theo vị trí góc quay của rotor. Tính tốn, phân tích điện cảm sẽ là cơ sở để phân tích nhấp nhơ mơmen thơng qua các sóng hài của mơmen.
3.1.1 Quan hệ giữa điện cảm và vị trí rotor
Mơmen điện từ sinh ra do sự biến thiên điện cảm theo vị trí rotor và tỉ lệ với bình phương dịng điện.
Giá trị điện cảm được xác định dựa trên góc giữa stator và rotor và số cực rotor. Giá trị điện cảm với giả thiết bỏ qua bão hịa và từ thơng tản, giả thiết góc cực rotor lớn hơn góc cực stator. Điện cảm trên mỗi pha của SRM đều biến thiên theo vị trí góc quay rotor với chu kỳ là 2π/ Nr. Quan hệ điện cảm và vị trí góc rotor được tính tính như (3.1) biểu diễn như Hình 3.1 [1]: 1 2 1 3 2 4 3 5 4 1 ; 2 ( ); ; 2 s r s r r s s r N N + = − = + = + − = + = + = (3.1)
Trong đó βs và βr góc cực rotor và stator, và Nr là số cực rotor.