men cực đại cao hơn sẽ đi kèm với mô-men cực tiểu thấp hơn dẫn đến làm cho độ nhấp nhô của mô-men là cao hơn, điều này tương tự như khi xem xét rào chắn từ thông xẻ (CFB).
Sau quá trình khảo sát mơ hình ban đầu được lựa chọn sẽ có thơng số như được trình bày trong Bảng 2.2.
Thông số Đơn vị Giá trị
Kích thước nam châm vĩnh cửu (độ
dày x chiều dài) mm x mm 1,5 x 24
Tỷ lệ thể tích nam châm/máy điện % 0,72
Độ dày rào chắn từ thông xẻ mm 4,5
Độ dày rào chắn từ thông trong mm 5,5
Mô-men Nm 15,95
Độ nhấp nhô của mô-men % 11,18
2.2 TỐI ƯU ĐẶC TÍNH MƠ-MEN
Trong mục này, nam châm vĩnh cửu vẫn tiếp tục được giữ nguyên kích thước Bảng 2.2. Thơng số cơ bản của mơ hình ban đầu
Hình 2.7. Sự thay đổi của mơ-men và độ nhấp nhơ của mơ-men theo vị trí của IFB.
trong khi đó sự dịch chuyển của các rào chắn từ thơng ngồi bao gồm rào chắn từ thơng xẻ (CFB) và rào chắn từ thông nam châm (MFB) được sử dụng để tối ưu đặc tính mơ-men. Bốn phương án sẽ được trình bày.
2.2.1 Dịch chuyển rào chắn từ thơng xẻ (CFB)
Hình 2.8 miêu tả cách dịch chuyển CFB bởi góc tiếp tuyến θC xung quanh tâm rotor trong khi Hình 2.9 trình bày sự thay đổi của mơ-men cực đại, mơ-men cực tiểu, mơ-men trung bình, độ nhấp nhơ của mơ-men tương tự như các mục trước. Có thể thấy mơ-men trung bình tăng lên khi CFB được dịch chuyển từ góc –5 đến 5 độ cơ, có nghĩa mơ-men được cải thiện khi CFB được dịch chuyển theo chiều quay của rotor. Tuy nhiên độ nhấp nhơ của mơ-men có xu hướng tăng lên với bất kỳ sự dịch
Hình 2.8. Dịch chuyển CFB theo góc θC (góc cơ).
Góc dịch chuyển của CFB (độ cơ)
Hình 2.9. Sự thay đổi của mơ-men và độ nhấp nhơ của mơ-men theo góc dịch chuyển của CFB.
chuyển nào của CFB.
2.2.2 Dịch chuyển của rào chắn từ thơng nam châm (MFB)
Hình 2.10 miêu tả cách dịch chuyển của MFB đồng thời với nam châm vĩnh cửu bởi góc tiếp tuyến θ1m xung quanh tâm rotor trong khi Hình 2.11 trình bày sự thay đổi của các thơng số mơ-men tương tự mục trước. Có thể thấy sự dịch chuyển của MFB và nam châm vĩnh cửu khơng ảnh hưởng nhiều đến mơ-men trung bình mặc dù độ nhấp nhơ của mơ-men có thể giảm đáng kể tại vị trí –1 độ cơ.
2.2.3 Mở rộng rào chắn từ thơng nam châm (CFB)
Hình 2.12 miêu tả cách mở rộng của MFB trong khi vị trí của nam châm vĩnh Hình 2.10. Dịch chuyển MFB theo góc θ1m (góc cơ).
Góc dịch chuyển của MFB (độ cơ)
Hình 2.11. Sự thay đổi của mơ-men và độ nhấp nhơ của mơ-men theo góc dịch chuyển của MFB.
cửu được giữ cố định, sự mở rộng này theo chu vi được định nghĩa bởi góc θ2m trong khi Hình 2.13 trình bày sự thay đổi của các thơng số mơ-men tương tự mục trước. Có thể thấy tương tự như phương án trước, mơ-men trung bình khơng thay đổi nhiều, tuy nhiên độ nhấp nhô của mơ-men có thể giảm rất mạnh khi góc mở rộng là +1 độ cơ.
2.2.4 Mở rộng MFB với sự dịch chuyển của nam châm vĩnh cửu
Khác với phương án trên, ở phương án này nam châm vĩnh cửu sẽ được dịch chuyển cùng với sự mở rộng của MFB, nguyên tắc thực hiện như được trình diễn trên Hình 2.14 với mở rộng là θ3m (góc cơ). Hình 2.15 trình bày sự thay đổi của các
Hình 2.12. Mở rộng MFB theo góc θ2m (góc cơ).
Góc mở rộng của MFB (độ cơ)
Hình 2.13. Sự thay đổi của mơ-men và độ nhấp nhơ của mơ-men theo góc mở rộng của MFB.
thơng số mơ-men tương tự mục trước, trong đó có thể thấy mơ-men trung bình khơng bị ảnh hưởng nhiều trong khi mô-men cực đại và cực tiểu có thay đổi, đặc biệt độ nhấp nhơ của mơ-men bị thay đổi mạnh mẽ tại góc mở rộng –1 độ cơ.
2.2.5 Tổng hợp kết quả và lựa chọn phương án tối ưu đặc tính mơ-men
Tổng hợp các kết quả phù hợp nhất từ bốn phương án trên bao gồm giá trị mô- men trung bình và độ nhấp nhơ của mơ-men được trình diễn trên Hình 2.16. Từ đó, trường hợp được lựa chọn là thiết kế cuối cùng thuộc phương án 4, cụ thể là sử dụng sự mở rộng FMB với góc mở rộng là –1 độ cơ.
Hình 2.14. Mở rộng MFB theo góc θ3m (góc cơ).
Hình 2.15. Sự thay đổi của mơ-men và độ nhấp nhơ của mơ-men theo góc mở rộng của MFB kèm sự dịch chuyển của nam châm vĩnh cửu.
2.3 TÓM LƯỢC
Trong chương này đã trình bày tóm tắt q trình lựa chọn và thiết kế mơ hình máy điện “FI-PMa-SynRM” là đối tượng hướng đến của đề tài nghiên cứu. Quá trình thiết kế cũng nằm trong mục tiêu chung của mảng nghiên cứu về đặc tính mơ- men. Tuy nhiên, có thể thấy việc đánh giá một cách chung nhất về khả năng cải thiện mô-men hay mật độ mô-men vẫn chưa được thực hiện trong chương này. Điều đó cũng có nghĩa vấn đề cải thiện mật độ mơ-men của máy điện từ trở dựa trên một dạng kết cấu máy điện mới với cơ chế từ thông tăng cường và sử dụng một lượng ít nam châm cần được phân tích và đánh giá thêm.
P/A 1 P/A 2 P/A 3 P/A 4