CHƯƠNG 3. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ THIẾT KẾ ĐẾN HIỆU NĂNG CỦA MÁY ĐIỆN TỪ TRỞ SỬ DỤNG CƠ CHẾ TỪ THƠNG
TĂNG CƯỜNG
Chương này trình bày ảnh hưởng của nam châm vĩnh cửu và rào chắn từ thông đến kiểu máy điện từ trở sử dụng cơ chế từ thông tăng cường thông qua sự phân tích riêng rẽ các tác động của hai yếu tố này. Sự phân tích có thể thực hiện được một cách hiệu quả đến từ kiểu cấu trúc đã được thiết kế của mơ hình máy điện được sử dụng trong nghiên cứu.
3.1 CÁC MƠ HÌNH ĐƯỢC KHẢO SÁT
Như đã được nhắc đến ở chương trước, một máy điện từ trở đồng bộ nam châm vĩnh cửu hỗ trợ (PMa-SynRM) có được xem là một cấu trúc mà người thiết kế sẽ thêm các thanh nam châm vĩnh cửu vào các rào chắn từ thông của rotor của máy điện từ trở đồng bộ (SynRM). Ngược lại, đối với kiểu máy điện sử dụng cơ chế từ thông tăng cường đang được đề xuất gần đây, rotor có thể được tạo nên bởi việc thêm các rào chắn từ thông trên trục q của một máy điện nam châm thông dụng
[8,20]. Những rotor của các máy điện vừa nêu đều có nam châm được nhúng vào trong lõi do đó sẽ rất khó để đánh giá tác động riêng rẻ của nam châm vĩnh cửu và rào chắn từ thông đối với các đặc tính máy điện. Trong khi đó, phải nhấn mạnh rằng cả nam châm vĩnh cửu lẫn rào chắn từ thông đều tác động rất lớn đến hiệu năng và các đặc tính của các loại máy điện đồng bộ dù dựa chủ yếu trên nam châm vĩnh cửu hay nguyên lý từ trở [11].
Ngược lại, loại máy điện từ trở đồng bộ nam châm vĩnh cửu hỗ trợ từ thơng tăng cường (FI-PMa-SynRM) hay chính là mơ hình máy điện ngun gốc của nghiên cứu, nó đã được thiết kế để sử dụng kiểu nam câm vĩnh cửu chôn trên bề mặt để tối thiểu hóa lượng nam châm cần sử dụng. Với kiểu kết cấu này, rotor có thể coi như là một sự kết hợp giữa một rotor của máy điện từ trở thông thường với nhiều lớp rào chắn từ thơng và một máy điện nam châm vĩnh cửu có nam châm trên bề mặt. Điều
này có được là do sự độc lập về cấu trúc giữa vị trí của nam châm vĩnh cửu và các rào chắn từ thơng chính. Hình ảnh mơ tả sự kết hợp này được trình diễn trong Hình 3.1.
Với lợi thế từ đặc điểm cấu trúc trên, vai trị của nam châm vĩnh cửu và có thể được xem xét độc lập và các đóng góp riêng lẻ của chúng có thể được dễ dàng đánh giá một cách tách biệt. Như được trình diễn trong Hình 3.1, hai mơ hình đối chiếu với các rotor tương ứng. Để ngắn gọn, mơ hình thứ nhất được gọi bằng “Inset SPMSM model” trong đó Inset SPMSM là viết khác và viết tắt của Inset Surface Permanent Magnet Synchronous Machine hay máy điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu chôn trên bề mặt được hiểu là nam châm vĩnh cửu sẽ ghép vào khoảng khơng gian được cố tình cắt trên một phần chu vi của rotor. Rotor của mơ hình thứ nhất có được chính bằng việc loại bỏ rào chắn từ thơng bên trong cũng là rào chắn từ thơng chính của rotor của máy điện ngun gốc. Tương tự mơ hình thứ hai sẽ được gọi là “SynRM model” với lý do từ việc loại bỏ nam châm vĩnh cửu trong rotor của máy điện nguyên gốc mà do đó chỉ cịn lại thành phần từ trở trong mô-men được sản sinh ra. Ngồi ra cịn một mơ hình nữa được gọi là “Modified SynRM” mà có được bằng cách bù đắp phần chu vi bị cắt trên rotor của máy điện nguyên gốc nhưng không làm thay đổi độ khoảng cách giữa bề mặt rotor và rào chắn từ thơng bên trong. Mục đích và các phân tích liên quan đến mơ hình cuối cùng này sẽ được trình bày trong chương